幾種器件的抗干擾能力

1、幾種電源的抗干擾實(shí)驗(yàn)-廈門超力電子有限公司總工程師 林宗璠許多書本推薦采用“濾波器”、“開(kāi)關(guān)電源”、“隔離變壓器”、“UPS電源”等消除電磁干擾。其效果如何，不得而知。抗干擾實(shí)驗(yàn)需要電磁干擾發(fā)生器，價(jià)格昂貴。我們獲得留學(xué)回國(guó)人員科研資助，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，現(xiàn)公布于眾，大家共享。1、濾波器濾波器由L、C組成，都是無(wú)耗元件，自身不吸收、不消耗電磁干擾能量。廈門超力電子公司設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示。圖1 濾波器抗干擾性能實(shí)驗(yàn)配置受試設(shè)備EUI是濾波器保護(hù)的智能走馬燈。智能走馬燈都由“普通開(kāi)關(guān)電源+單片機(jī)AT89C51控制”，電燈用于調(diào)節(jié)濾波器的負(fù)載功率。走馬燈電路不含干擾源，也不含抗干擾軟、硬件，是“

2、純裸機(jī)”。智能走馬燈統(tǒng)一制作的，可以代表普通的大多數(shù)智能設(shè)備。電磁干擾發(fā)生器輸出較低的干擾電壓時(shí)，智能走馬燈工作正常；干擾電壓較高時(shí)，走馬燈工作不正常，發(fā)生復(fù)位、死機(jī)、顯示錯(cuò)亂等故障。智能走馬燈能承受的最高干擾電壓值便可測(cè)得，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61000，或者國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626，或者廈門超力電子有限公司制定的“電磁抗干擾器”標(biāo)準(zhǔn)Q/XMCL 001-2011，可以確定對(duì)應(yīng)的抗擾度，并將之作為濾波器抗干擾性能的指標(biāo)。我們采用10種不同濾波器產(chǎn)品逐一代替圖1中的濾波器，并測(cè)試智能走馬燈的抗擾度。10種濾波器是：瑞士SCHAFFNER，德國(guó)VAC，日本TDK、日本三基，韓國(guó)BIT；中國(guó)航

3、天706所、北京愛(ài)科創(chuàng)業(yè)電子、上海埃德電子（前身為中國(guó)航空無(wú)線電電子所電磁兼容研究所）、上海安州電子、常州堅(jiān)力電子制造的，并按要求接地。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，10種濾波器保護(hù)的智能走馬燈的電磁兼容性相當(dāng)一致。（1）“射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾”抗擾度3級(jí)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)），都能承受干擾試驗(yàn)電壓10V。這表明濾波器是消除無(wú)線電干擾的好器件。（2）“脈沖群”抗擾度2級(jí)左右，能承受干擾試驗(yàn)電壓相接近，約9001200V，頻率100K Hz。其中中國(guó)航天706所的濾波器抗擾度最高，達(dá)到1200V；可惜遠(yuǎn)未達(dá)到2000V（抗擾度3級(jí)）的要求，都不適應(yīng)典型的工業(yè)環(huán)境。如果沒(méi)有濾波器保護(hù)，智能走馬燈自身可承受脈沖群干擾7

4、00800V。可見(jiàn)“濾波器+接地”的貢獻(xiàn)為200400V。如果濾波器不接地，單獨(dú)貢獻(xiàn)約幾十伏。實(shí)驗(yàn)表明，濾波器消除脈沖群干擾的能力很弱。（3）“浪涌”抗擾度0級(jí)，都不能承受浪涌500V，表明濾波器沒(méi)有抗浪涌干擾功能。將2個(gè)濾波器串聯(lián)使用，觀察效果的提高，都在測(cè)量誤差范圍內(nèi)，觀察不到。結(jié)論：一般智能設(shè)備由開(kāi)關(guān)電源或者隔離變壓器穩(wěn)壓供電，再采用濾波器保護(hù)，接地或者不接地，都不能適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，即濾波器，接地或者不接地，都不能消除工業(yè)干擾。按照GB/T 7343-1987標(biāo)準(zhǔn)，濾波器的全稱是“無(wú)源無(wú)線電干擾濾波器”，用于消除幾伏電壓的無(wú)線電干擾。它用于消除工業(yè)干擾沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。2、抗電磁干擾器我們測(cè)試

5、了廈門超力電子公司的PEVIO“抗干擾器”，型號(hào)EMC3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。（1）“射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾”抗擾度3級(jí)，達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)，能承受干擾試驗(yàn)電壓15V以上。這表明抗干擾器是消除無(wú)線電干擾的好器件。（2）“浪涌”抗擾度4級(jí)，能承受浪涌干擾電壓：線-線2KV，線-地免試（不接地）。（3）“脈沖群”抗擾度3級(jí)，能承受干擾試驗(yàn)電壓2KV，頻率100K Hz。結(jié)論：一般智能設(shè)備采用EMC3抗干擾器保護(hù)，可適應(yīng)典型的工業(yè)環(huán)境。型號(hào)EMC4抗干擾器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。（1）“射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾”抗擾度3級(jí)，達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)，能承受干擾試驗(yàn)電壓20V以上。這表明抗干擾器是消除無(wú)線電干擾的好器件。（

6、2）“浪涌”抗擾度4級(jí)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)，承受浪涌干擾電壓：線-線2KV，線-地免試（不接地）。（3）“脈沖群”抗擾度4級(jí)，能承受干擾試驗(yàn)電壓4KV，頻率100K Hz。結(jié)論：一般智能設(shè)備采用EMC4抗干擾器保護(hù)，可適應(yīng)嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境。上述實(shí)驗(yàn)匯總?cè)缦拢嚎箶_度等級(jí)，試驗(yàn)電壓無(wú)線電干擾浪涌干擾脈沖群干擾適應(yīng)環(huán)境濾波器+接地3級(jí)，10V以上0級(jí)，0.5KV以下2級(jí)，1KV左右不能抗工業(yè)干擾抗干擾器EMC33級(jí)，15V以上4級(jí)，線-線2KV3級(jí)，2KV以上典型的工業(yè)環(huán)境抗干擾器EMC43級(jí)，20V以上4級(jí)，線-線2KV4級(jí)，4KV以上嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境3、開(kāi)關(guān)電源測(cè)量電源抗干擾能力的實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示。它是圖1簡(jiǎn)化而得。圖2 電源抗干擾能力實(shí)驗(yàn)電路普通“開(kāi)關(guān)電源”保護(hù)的智能走馬燈可承受的脈沖群電壓700800V，頻率100K Hz。實(shí)驗(yàn)表明，“開(kāi)關(guān)電源”具有較低的抗脈沖群干擾能力。4、隔離變壓器穩(wěn)壓電源普通“隔離變壓器+整流+7805穩(wěn)壓電源”保護(hù)的智能走馬燈可承受的脈沖群電壓700800V，頻率100K Hz。實(shí)驗(yàn)表明，“開(kāi)關(guān)電源”具有較低的抗脈沖群干擾能力。5、UPS電源在鋼鐵公司轉(zhuǎn)爐廠，我們將“現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾檢測(cè)