UPS在EMC傳導幹擾測試中的幾個問題
發布時間:2008-09-30 來源:www.emcchina.org 中國電磁兼容網
中心議題:
- 介紹UPS用濾波器扣製電源線在傳導幹擾測試中遇到的濾波器選擇、安裝等問題
- 給出在不同條件下的測試結果
- 討論其產生原因和防護措施
解決方案:
- 選擇合適的濾波器,通過傳導幹擾測試
- 采用專門的EMI濾波器,解決電磁幹擾中的傳導幹擾
- 隔離EM1濾波器的輸入端和輸出端,使電磁耦合控製到最低限製
隨著我國計算機應用的不斷普及,目前電網穩定性問題已經結廣大計算機用戶帶來了許多麻煩,UPS也就應運而生。到了九十年代,UPS以其迅猛的速度發展成為具有規模生產能力的產業,而且使用範圍和功能正在不斷擴大。微型UPS原本是一種應急設備,以保證計算機正在處理的數據不致於因停電而丟失。而現在,實際上在許多場台下是長時間使用UPS以保證一些部門的工作能夠正常運轉。UPS已大量用於銀行、交通、電力、醫療、通訊、信息處理、軍事等重要領域,直接關係國家和人民生活的各個方麵 因而,最大限度地降低UPS本身對計算機的電磁幹擾顯得十分的必要。
UPS不問斷電源是個特殊的設備,它既是電網的負載,又要給負載提供電源。所以它的EMC設計既要保證它不對電網造成電磁汙染,又要保證它提供給負載的是個幹淨的電源。UPS本身振蕩電路就是一個幹擾源。典型的UPS係統框圖如圖l所示。它的基本結構是一套將交流市電變為直流電的整流器、充電器和把直流電再變為交流電的逆變器,電池在交流正常供電對儲存能量且維持在一個正常的充電電壓上.一旦市電中斷,蓄電池立即對逆變器供電 保證UPS交流輸出。

通常UPS電dian源yuan分fen為wei在zai線xian式shi和he後hou備bei式shi兩liang種zhong,在zai線xian式shi無wu論lun有you無wu市shi電dian,都dou通tong過guo逆ni變bian器qi本ben身shen向xiang負fu載zai供gong電dian,而er通tong過guo逆ni變bian器qi的de電dian源yuan一yi般ban比bi較jiao幹gan淨jing。因yin此ci我wo們men隻zhi測ce在zai線xian式shiUPS電源對電網的幹擾。後備式UPS電源則不同.有市電時,UPS不通過逆變器,它疑對電網電源進行穩壓、濾波等,對負載有一定幹擾。電網幹擾、濾渡效果、自身的振蕩源幹擾抑製等都是要考慮的因素 在市電中斷時.電池才對逆變器充電,並由UPS的逆變器對負載供電。因此對後備式UPS電源,既測對負載的幹擾,又測對電網的幹擾。下麵就我們在EMC的傳導幹擾測試中遇到的幾個問題進行闡述。
我(wo)們(men)知(zhi)道(dao),架(jia)空(kong)的(de)輸(shu)電(dian)線(xian)上(shang)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)會(hui)檢(jian)拾(shi)到(dao)各(ge)種(zhong)高(gao)頻(pin)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao),這(zhe)種(zhong)幹(gan)擾(rao)往(wang)往(wang)以(yi)共(gong)模(mo)或(huo)差(cha)模(mo)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian),從(cong)而(er)在(zai)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)產(chan)生(sheng)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao),通(tong)過(guo)正(zheng)確(que)的(de)接(jie)地(di),可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)這(zhe)種(zhong)幹(gan)擾(rao),但(dan)隻(zhi)是(shi)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)的(de)改(gai)善(shan),因(yin)而(er)可(ke)以(yi)加(jia)濾(lv)波(bo)器(qi)予(yu)以(yi)抑(yi)製(zhi)(見測試曲線)。
圖2、圖3給出了一UPS加濾波器前後的測試結果,這是一個具有代表性的測試結果。它為用Hp EMI自動測試係統測試的曲線,圖2為不加濾波器的測試結果;圖3為加濾波器的測試結果。從圖中看到一條傳導幹擾的極限值曲線,從0.l5~0.5MHz極限值為79;從0.5~30MHz極限值為73。在極限值曲線以下的睡線為合格品,否則為不台格品。下麵的一條為受試設備UPS的電源線傳導幹擾測試曲線。
從圖2看出,在0.15~ 0.5MHz頻率段內,測試曲線全部超差,為不合格。在8~10MHz處也有超差。從圖3可以看出,受試設備曲線幹擾值明顯得到改善,超差點沒有了.從該電磁兼容性傳導幹擾測試中可以看出,未加電源線濾波器的UPS其涮試結果不合格,經過選擇合適的濾波器後,才通過了傳導幹擾測試。


濾波器技術是抑製電氣、電dian子zi設she備bei傳chuan導dao幹gan擾rao的de主zhu要yao手shou段duan之zhi一yi,也ye是shi提ti高gao電dian子zi設she備bei抗kang傳chuan導dao幹gan擾rao能neng力li的de重zhong要yao措cuo施shi。它ta要yao求qiu電dian磁ci幹gan擾rao濾lv波bo器qi在zai阻zu帶dai範fan圍wei內nei應ying具ju有you足zu夠gou高gao的de衰shuai減jian量liang,把ba傳chuan導dao幹gan擾rao電dian平ping降jiang低di到dao規gui定ding的de範fan圍wei,對dui傳chuan輸shu的de有you用yong信xin號hao或huo電dian源yuan工gong作zuo電dian流liu的de損sun耗hao應ying降jiang到dao最zui低di程cheng度du,電dian磁ci幹gan擾rao濾lv波bo器qi與yu普pu通tong濾lv波bo器qi有you所suo不bu同tong,電dian源yuan係xi統tong的de阻zu抗kang值zhi與yu幹gan擾rao源yuan的de阻zu抗kang值zhi變bian化hua範fan圍wei比bi較jiao大da,電dian源yuan線xian上shang電dian磁ci幹gan擾rao濾lv波bo器qi並bing非fei在zai阻zu抗kang匹pi配pei的de狀zhuang態tai下xia工gong作zuo,電dian磁ci幹gan擾rao頻pin譜pu很hen寬kuan,從cong低di頻pin到dao高gao頻pin都dou存cun在zai電dian磁ci幹gan擾rao能neng量liang,因yin此ci濾lv波bo器qi元yuan件jian在zai這zhe個ge頻pin率lv範fan圍wei內nei高gao額e特te性xing顯xian得de十shi分fen複fu雜za,難nan以yi用yong元yuan件jian的de等deng效xiao參can數shu來lai表biao示shi濾lv波bo器qi的de高gao頻pin特te性xing。由you此ci看kan出chu,在zaiUPS不問斷電源裝置中,隻使用一般的電源濾波器是遠遠不能滿足要求的,應當采用專門的EMI濾波器才能從根本上解決電磁幹擾中的傳導幹擾.
當然,從生產的角度來考慮,如果在UPS中我們一定要選用一般的濾波器,那麼我們就要合理選擇電容量的參數(UPS中常用的濾波方式為電容濾波)。因為在電路中,電容器起存能的作用,並聯電容器C在電源供給的電壓升高時.把部分能量儲存起來。當電壓降低時,再把能量釋放出去,使負載電壓平滑,即電容器C具有平滑作用,當C選擇得過小時,就可能完不成這種作用。同時C對高頻電流又起通路作用,從而起到濾波作用。所以C應台理的選擇。
從測試圖4和圖5中能很清楚地看出測試結果。不合格的為選用0.OμF的電容濾波,改進後選用0.1μF的電容濾波測試結果台格。濾波器的安裝質量同樣對衰減特性影響很大,隻有把濾波器正確地安裝到UPS不間斷電源上,才能獲得預期的衰減特性.
濾波器應安裝在UPS的電源入口處,它的作用是用以阻止幹擾能量通過電源電纜進入UPS,同時也阻止由UPS內nei部bu所suo產chan生sheng的de幹gan擾rao饋kui入ru電dian源yuan線xian。同tong時shi也ye要yao考kao慮lv濾lv波bo器qi抑yi製zhi元yuan件jian自zi身shen要yao進jin行xing良liang好hao的de電dian磁ci屏ping蔽bi和he接jie地di處chu理li。濾lv波bo器qi妁shuo輸shu入ru引yin線xian和he輸shu出chu引yin線xian不bu能neng交jiao叉cha,否fou則ze引yin線xian問wen的de耦ou合he會hui降jiang低di濾lv波bo器qi特te性xing,在zai輸shu入ru引yin線xian和he輸shu出chu引yin線xian之zhi間jian應ying有you屏ping蔽bi層ceng,否fou則ze輸shu入ru與yu輸shu出chu引yin線xian之zhi間jian的de耦ou合he將jiang導dao致zhi濾lv波bo特te性xing下xia降jiang。最zui好hao把baEM1濾波器的輸入端和輸出端隔離開來,從而使電磁耦合控製到最低限製。另外濾波器的安裝還要考慮方向。


通常EMI濾波器的電路是無源網絡,具有其互易性,但從實際測試中了解到,有些濾波器輸入輸出端命名是針對幹擾源而言的.有些命名是針對電路而言的。因此,在抑製幹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.對低頻幹擾抑製減弱,從而使UPS係統內部幹擾信號竄入電源線,而引起超差.經轉向後,就合格了。
通過上述分析 我們可以看出,抑製UPS的電磁幹擾是一項既複雜又簡單的工作,隻要我們合理地選擇、認真地思考、精心地安裝就一定能夠較好的解決好UPS的傳導幹擾問題。
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