在线和开关中，电磁干扰 （ EMI: electromagnetic interference）主要表现形式是传导干扰。干扰信号主要是电流和电压谐波分量【1—3】。 电力线、信号线和控制线是传导干扰的载体【4】。 传导干扰检测复杂，在测量中，不但要考虑电磁辐射干扰的屏蔽技术，而且测量仪的正确使用，测量方法正确与否都直接影响测量结果。　这里主要探讨电气设备中传导干扰的检测技术。


2　开关电源的电压传导干扰测量

　　在测量来自开关电源传导干扰时，必须在电网交流电源与待测设备（ EUT: equipment　under　test ） 之间接一个线性阻抗稳定（LISN），联结LISN有两个作用：其一，对EUT的电源输入端口，在高频谐波时提供一个标准线性阻抗，这样当联接到同一电源的其它设备发生变化时，不会影响EUT输入的电源阻抗；其二、LISN 可以滤去来自电网电源的EMI，给电气设备提供一个“干净” 的电源，不会影响对EUT本身传导干扰的测量结果。

图1 基于LISN测量电压谐波原理电路
　　
　　LISN 是一个三端口RLC网络。12端口接电网电压；34端口接EUT；56端口接输入阻抗为50Ω的电噪声仪；用于测量开关电源的电压传导干扰（电压谐波分量）。基于LISN测量EUT的电压谐波分量原理电路见图1。从12端口看进去的阻抗频率特性见图2。

　　如果希望LISN有更宽的频率范围的平稳阻抗特性，则需要更复杂的网络结构。

图2　LISN的阻抗特性曲线
　　
　　如果LISN的功率容量不够，或在实际装置中无法安装LISN，这时可以用电压探针（VP）进行测量。VP原理电路见图3。在图3中，R与 Rm之和为
　　　　　　　　　　　　 R+Rm =1500Ω　　　　　　　　 (1)
式（1）中Rm为无线电噪声仪的输入阻抗，典型数据为50Ω。实际干扰电压Vi与测量值电压Ui的关系：
　　　　　　　　　　Vi=(1500/Rm)×Ui　　　　　　　　　　　(2)

图3 电压探针电路图
式（2）中下标i表示第i次电压谐波。

　　用VP测量EUT的电压传导干扰时，要注意下列二点：（1）在使用VP进行传导EMI测量时，要确保来自电网电源的EMI电平低于来自被测件的EMI在20dB以上；（2）在电网电源与VP之间，或VP与被测件之间，一般阻抗不匹配，因此测量误差不能去除。所以，用VP测量电压传导干扰的精度低于基于LISN的测量精度。


3　开关电源的电流传导干扰的测量
　
　　用电流探针（CP）测量EMI的电流噪声，其测量方法是很简单的，CP包围通过电流的导体就可以测量相应的电流的噪声，当CP包围一根导线时，可以测量差模传导电流；当CP包围全部电缆时，可以测量共模传导电流。在测量过程中，CP位于EUT与LISN之间，且要尽量靠近LISN侧，这样测量误差小。CP的插入阻抗小于0.5Ω，工作频率可以达50MHz.


4　开关电源的功率传导干扰的测量

　　功率传导干扰的测量仪一般采用功率探针（PP），PP可以测量5MHz—300MHz的传导干扰功率，PP原理见图4 ，图4中：A为CP，A 的输入为EUT的传导电流噪声；B，C 为铁氧套管，他们分别包围电力线和与测量仪器相联的信号线，用于衰减所感兴趣的频率范围的电流；D为附加吸收器，作用是衰减来自电网的电流传导干扰。


　　由于当频率大于30MHz的干扰信号是以幅射的方式,这样，在进行传导干扰功率的测量时，必须对电源引线进行很好地屏蔽。这种传导干扰的{zd0}强度存在于电力线与ETU的连接点上[4]，因此，PP放在此位置进行测量。另外，xx的测量点随频率不同而变化，可以通过观察仪器的{zd0}值来调节测量地点。PP对EUT提供约100Ω—250Ω的阻抗，其感抗分量不大于阻抗的2%。只有注意上述各点，传导干扰功率的测量才能获得比较正确的结果。


5　检测举例与分析
　
　　利用CP、VP和基于LISN分别测量各种型号的29英寸彩电，15英寸彩显，和UPS电源输出端口电流和电压的谐波分量，具有代表性的测量结果见表1。把基波分量的电流（电压）值看成{bfb}，其余的数据为占基波分量百分比。

　　表1中：I-THD表示电流的总谐波含量；V-THD表示电压的总谐波含量。从表1中看到：开关电源中电流的谐波干扰是主要矛盾，而电压谐波干扰比电流谐波干扰小得多，因此，抑制开关电源的传导干扰主要是抑制电流的谐波干扰。


　　表2为彩电，彩显，和UPS电源输出端口的谐波功率的测量数据（基波分量的功率值看成{bfb}，其余的数据为占基波分量百分比）。P-THD表示各次谐波功率的谐波含量。



6　结 束 语
　
　　电力网络与电气设备互相的传导干扰，是电磁干扰的主要形式。对传导干扰的测量技术研究，具有十分重要的实际意义。在传导干扰的测量过程中，不但要有一定的电磁兼容理论基础，也需要丰富的实际测量经验。本文对开关电源电气设备传导干扰检测技术的研究具有实际应用意义。

　　　　　　　　

参考文献

[1]　蔡仁钢：电磁兼容原理设计和预测技术[M]，北京：北京航空航天大学出版社 1997 132—138。

[2]　曹才开 、 王韧：开关电源EMI的虚拟仪器测量[J]，深圳：电源世界，2002年第8期53—54，38。

[3] 李凤祥：谐波抑制和无功率补偿技术的研究与应用[J]，上海：电气自动化，2002年2月44—46。

[4]　Liu .D： Wide Band AC Power Line Characterization，IEEE Trans on Consumer Electronics