UPS在EMC傳導(dǎo)干擾測(cè)試中的幾個(gè)問(wèn)題

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷普及,目前電網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題已經(jīng)結(jié)廣大計(jì)算機(jī)用戶帶來(lái)了許多麻煩,UPS也就應(yīng)運(yùn)而生。到了九十年代,UPS以其迅猛的速度發(fā)展成為具有規(guī)模生產(chǎn)能力的產(chǎn)業(yè),而且使用范圍和功能正在不斷擴(kuò)大。微型UPS原本是一種應(yīng)急設(shè)備,以保證計(jì)算機(jī)正在處理的數(shù)據(jù)不致于因停電而丟失。而現(xiàn)在,實(shí)際上在許多場(chǎng)下是長(zhǎng)時(shí)間使用UPS以保證一些部門(mén)的工作能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。UPS已大量用于銀行、交通、電力、醫(yī)療、通訊、信息處理、**等重要領(lǐng)域,直接關(guān)系國(guó)家和人民生活的各個(gè)方面,UPS在EMC傳導(dǎo)干擾測(cè)試中的幾個(gè)問(wèn)題,因而,*大限度地降低UPS本身對(duì)計(jì)算機(jī)的電磁干擾顯得十分的必要。

UPS斷電源是個(gè)特殊的設(shè)備,它既是電網(wǎng)的負(fù)載,又要給負(fù)載提供電源。所以它的EMC設(shè)計(jì)既要保證它不對(duì)電網(wǎng)造成電磁污染,又要保證它提供給負(fù)載的是個(gè)干凈的電源。UPS本身振蕩電路就是一個(gè)干擾源。典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖l所示。它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流市電變?yōu)橹绷麟姷恼髌?、充電器和把直流電再變?yōu)榻涣麟姷哪孀兤?,電池在交流正常供電?duì)儲(chǔ)存能量且維持在一個(gè)正常的充電電壓上.一旦市電中斷,蓄電池立即對(duì)逆變器供電 保證UPS交流輸出。

通常UPS電源分為在線式和后備式兩種,在線式無(wú)論有無(wú)市電,都通過(guò)逆變器本身向負(fù)載供電,而通過(guò)逆變器的電源一般比較干凈。因此我們只測(cè)在線式UPS電源對(duì)電網(wǎng)的干擾。

后備式UPS電源則不同.有市電時(shí),UPS不通過(guò)逆變器,所以它不對(duì)電網(wǎng)電源進(jìn)行穩(wěn)壓、濾波等,對(duì)負(fù)載有一定干擾。電網(wǎng)干擾、濾效果、自身的振蕩源干擾抑制等都是要考慮的因素在市電中斷時(shí),電池才對(duì)逆變器充電,并由UPS的逆變器對(duì)負(fù)載供電。因此對(duì)后備式UPS電源,既存在對(duì)負(fù)載的干擾,又存在對(duì)電網(wǎng)的干擾。下面就UPS在EMC傳導(dǎo)干擾測(cè)試中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行闡述。

我們知道,架空的輸電線上不可避免地會(huì)檢拾到各種高頻輻射干擾,這種干擾往往以共模或差模形式出現(xiàn),從而在電源線上產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾,通過(guò)正確的接地,可以抑制這種干擾,但只是在一定程度上的改善,因而可以加濾波器予以抑制(見(jiàn)測(cè)試曲線)。

2、圖3給出了一UPS加濾波器前后的測(cè)試結(jié)果,這是一個(gè)具有代表性的測(cè)試結(jié)果。它為用Hp EMI自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試的曲線,圖2為不加濾波器的測(cè)試結(jié)果;圖3為加濾波器的測(cè)試結(jié)果。從圖中看到一條傳導(dǎo)干擾的極限值曲線,從0.l50.5MHz極限值為79;從0.5~30MHz極限值為73。在極限值曲線以下的線為合格品,否則為不格品。下面的一條為受試設(shè)備UPS的電源線傳導(dǎo)干擾測(cè)試曲線。

從圖2看出,在0.150.5MHz頻率段內(nèi),測(cè)試曲線全部超差,為不合格。在810MHz處也有超差。從圖3可以看出,受試設(shè)備曲線干擾值明顯得到改善,超差點(diǎn)沒(méi)有了.從該電磁兼容性傳導(dǎo)干擾測(cè)試中可以看出,未加電源線濾波器的UPS測(cè)試結(jié)果不合格,經(jīng)過(guò)選擇合適的濾波器后,才通過(guò)了傳導(dǎo)干擾測(cè)試。

濾波器技術(shù)是抑制電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)干擾的主要手段之一,也是提高電子設(shè)備抗傳導(dǎo)干擾能力的重要措施。它要求電磁干擾濾波器在阻帶范圍內(nèi)應(yīng)具有足夠高的衰減量,把傳導(dǎo)干擾電平降低到規(guī)定的范圍,對(duì)傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)或電源工作電流的損耗應(yīng)降到*低程度,電磁干擾濾波器與普通濾波器有所不同,電源系統(tǒng)的阻抗值與干擾源的阻抗值變化范圍比較大,電源線上電磁干擾濾波器并非在阻抗匹配的狀態(tài)下工作,電磁干擾頻譜很寬,從低頻到高頻都存在電磁干擾能量,因此濾波器元件在這個(gè)頻率范圍內(nèi)高額特性顯得十分復(fù)雜,難以用元件的等效參數(shù)來(lái)表示濾波器的高頻特性。由此看出,在UPS不問(wèn)斷電源裝置中,只使用一般的電源濾波器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求的,所以,要解決UPS在EMC傳導(dǎo)干擾測(cè)試中的幾個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)采用專(zhuān)門(mén)的EMI濾波器才能從根本上解決電磁干擾中的傳導(dǎo)干擾.

當(dāng)然,從生產(chǎn)的角度來(lái)考慮,如果在UPS中我們一定要選用一般的濾波器,那么我們就要合理選擇電容量的參數(shù)(UPS中常用的濾波方式為電容濾波)。因?yàn)樵陔娐分?,電容器起存能的作用,并?lián)電容器C在電源供給的電壓升高時(shí).把部分能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。當(dāng)電壓降低時(shí),再把能量釋放出去,使負(fù)載電壓平滑,即電容器C具有平滑作用,當(dāng)C選擇得過(guò)小時(shí),就可能完不成這種作用。同時(shí)C對(duì)高頻電流又起通路作用,從而起到濾波作用。所以要解決UPS在EMC傳導(dǎo)干擾測(cè)試中的幾個(gè)問(wèn)題電容C應(yīng)理的選擇。

從測(cè)試圖4和圖5中能很清楚地看出測(cè)試結(jié)果。不合格的為選用0.OμF的電容濾波,改進(jìn)后選用0.1μF的電容濾波測(cè)試結(jié)果臺(tái)格。濾波器的安裝質(zhì)量同樣對(duì)衰減特性影響很大,只有把濾波器正確地安裝到UPS不間斷電源上,才能獲得預(yù)期的衰減特性.

濾波器應(yīng)安裝在UPS的電源入口處,它的作用是用以阻止干擾能量通過(guò)電源電纜進(jìn)入UPS,同時(shí)也阻止由UPS內(nèi)部所產(chǎn)生的干擾饋入電源線。同時(shí)也要考慮濾波器抑制元件自身要進(jìn)行良好的電磁屏蔽和接地處理。濾波器輸入引線和輸出引線不能交叉,否則引線問(wèn)的耦合會(huì)降低濾波器特性,在輸入引線和輸出引線之間應(yīng)有屏蔽層,否則輸入與輸出引線之間的耦合將導(dǎo)致濾波特性下降。*好把EM1濾波器的輸入端和輸出端隔離開(kāi)來(lái),從而使電磁耦合控制到*低限制。另外濾波器的安裝還要考慮方向。

通常EMI濾波器的電路是無(wú)源網(wǎng)絡(luò),具有其互易性,但從實(shí)際測(cè)試中了解到,有些濾波器輸入輸出端命名是針對(duì)干擾源而言的.有些命名是針對(duì)電路而言的。因此,在抑制干擾能力上就稍有差別 從圖6和圖7可以清楚地看出,濾波器反接時(shí).對(duì)低頻干擾抑制減弱,從而使UPS系統(tǒng)內(nèi)部干擾信號(hào)竄入電源線,而引起超差.經(jīng)轉(zhuǎn)向后,就合格了。

通過(guò)上述分析我們可以看出,抑制UPS的電磁干擾是一項(xiàng)既復(fù)雜又簡(jiǎn)單的工作,只要我們合理地選擇、認(rèn)真地思考、精心地安裝就一定能夠較好的解決好UPS在EMC傳導(dǎo)干擾測(cè)試中的幾個(gè)問(wèn)題了。

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