來源：杭州遠方儀器
不間斷電源設備（UPS）作為一種高品質(zhì)電源，被廣泛應用于各個對電網(wǎng)可靠性要求較高的行業(yè)中。隨著工業(yè)用電源技術的不斷發(fā)展，對UPS電磁兼容（EMC-Electromagnetic CompaTIbility）性能及其檢測技術也提出了更高的要求。本文結(jié)合UPS的EMC檢測相關的國際國內(nèi)標準，系統(tǒng)地介紹UPS的電磁干擾（EMI-ElectromagneTIc Interference）和電磁敏感度（EMS-ElectromagneTIc SuscepTIbility）的測試要求，并給出有效的解決方案。
不間斷電源設備（UPS）是一種恒頻、穩(wěn)壓、純凈、不間斷的高品質(zhì)電源，隨著現(xiàn)代信息技術的高速發(fā)展，它的重要性越來越明顯，尤其是在電信、銀行、電力、交通、金融以及國防等對電網(wǎng)的可靠性要求較高的行業(yè)。UPS是個特殊的設備，既是電網(wǎng)的負載，又要給負載提供電源，其電磁兼容（EMC-Electromagnetic Compatibility）性能既要保證它不對電網(wǎng)造成電磁污染，又要保證它提供給負載的是一個穩(wěn)定可靠的電源。因此，綜合地從UPS的電磁干擾（EMI-Electromagnetic Interference）和電磁敏感度（EMS-Electromagnetic Susceptibility）角度進行電磁兼容特性的測試和評價顯得至關重要。
針對UPS產(chǎn)品的特點，UPS的電磁兼容主要包含電源的輸入及輸出傳導干擾、電源的輻射干擾和UPS的抗干擾特性。目前UPS的EMC要求的專用標準為GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005 ［1］。另外根據(jù)測試項目的不同需參照對應的標準，各標準中規(guī)定了各個頻段各種類型電氣電子設備的騷擾發(fā)射限值和抗擾性要求、明確了相應的試驗方法及測量用儀器設備要求。
UPS的EMC性能包括EMI和EMS，EMI要求UPS在正常運行過程中對所在環(huán)境及其它事物（包括設備和系統(tǒng)）產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定限值；EMS特性要求UPS系統(tǒng)本身在電磁騷擾情況下運行性能要穩(wěn)定，如具有抗雷擊、靜電、振鈴波等干擾的能力。對于不同的EMC特性，標準的測試要求不同，須選擇專業(yè)的測試方案進行測試，具體測試項目參見表1。
以下僅舉幾個對UPS較為典型的EMC性能測試加以說明。
UPS中有變壓器、電感、開關管、整流管等非線性器件，由于寄生電容的影響很容易形成共模電流。閉合的電流回路會產(chǎn)生磁場，同時又會伴隨輻射電場。UPS作為一個干擾源，工作過程中會向周圍空間發(fā)射輻射騷擾，UPS中的輻射騷擾會影響周邊一些高靈敏度的電器正常工作。輻射騷擾試驗就是用來評估其輻射騷擾程度。根據(jù)GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005［1］等UPS專用標準要求以及GB 4824-2004/CISPR11:2003［2］等基礎標準，需在30MHz-1GHz頻率范圍內(nèi)測量UPS空間輻射的電場分量。圖1（左）和圖1（右）分別為典型的UPS輻射發(fā)射測量原理和包括電波暗室在內(nèi)的測量系統(tǒng)，在相關標準要求基礎上，該系統(tǒng)頻率測量范圍已拓寬至3GHz，以滿足更高的測試需求。
圖1、UPS輻射發(fā)射測量原理圖（左）和測量系統(tǒng)（右）
UPS工作時除了通過空間對周圍環(huán)境產(chǎn)生輻射騷擾，還會通過電源線向電網(wǎng)產(chǎn)生騷擾。若UPS電源端子存在高幅值的傳導騷擾，極可能導致同一電網(wǎng)的計算機等信息技術設備受到干擾，導致信息設備數(shù)據(jù)丟失等問題。GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005［1］和GB/T6113.201-2008/CISPR 16-2-1:2003［3］等標準對UPS沿著電源線向電網(wǎng)發(fā)射的騷擾電壓的限值和測量方法做出了明確要求。圖2為杭州遠方公司根據(jù)標準要求設計的測量用系統(tǒng)，測量在屏蔽室內(nèi)進行，系統(tǒng)主要由人工電源網(wǎng)絡和EMI接收機組成，測量頻率范圍達到10Hz-30MHz，覆蓋了標準要求的150kHz-30MHz。
電磁輻射現(xiàn)象無所不在，如無線電臺、移動無線電發(fā)射機及各種工業(yè)電磁輻射源，甚至熒光燈具在工作時都會產(chǎn)生電磁輻射。這些輻射將對工作中的UPS產(chǎn)生影響，嚴重時將導致UPS出現(xiàn)故障或性能受損。電磁場輻射抗擾度試驗就是用來評估受試設備對來自空間的輻射電磁場抗擾度，GB/T 17626.3-2006/IEC61000-4-3:2006［4］和GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005［1］等標準明確UPS對周圍輻射干擾最低抗擾度要求、測試方法和設備要求。圖3（左）和圖3（右）分別為典型的輻射抗擾度測量原理和測試用系統(tǒng)，可完全滿足上述基礎標準和UPS專用標準的測試要求。
圖3、UPS輻射抗擾度測試原理圖（左）和測試系統(tǒng)（右）
靜電放電試驗模擬了操作人員直接觸摸UPS時對設備的放電以及放電對設備工作的影響，或操作人員在觸摸鄰近設備時對所關心設備的影響。累計的靜電電荷會產(chǎn)生高達幾千伏的電壓，一方面會引起UPS中半導體等器件的損壞，造成設備永久性失效，也會引起UPS近場電磁場變化，造成設備的誤動作。圖4為杭州遠方公司根據(jù)GB/T 17626.2-2006/IEC61000-4-2：2008［5］和GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005［1］等標準要求設計的EMS61000-2A UPS靜電放電測試系統(tǒng)，最高靜電電壓可達30kV，涵蓋標準4kV接觸放電、8kV空氣放電測試要求。
UPS除了作為騷擾源外還可以起到隔離作用，可以將瞬間間斷、電壓波動等電網(wǎng)干擾阻擋在負載之前，不僅可以使負載對電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾又可以使電網(wǎng)中的干擾不影響負載，從而起到良好的隔離作用。自然界的雷擊、電源系統(tǒng)切換、設備接地網(wǎng)或接地系統(tǒng)間的短路等都可能會對該環(huán)境下UPS形成浪涌沖擊，若UPS不具備良好的浪涌（沖擊）抗擾度不但不能起到隔離作用嚴重時還會導致設備失靈和損傷。因此GB/T 17626.5-2008/IEC 61000-4-5:2005［6］和GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005［1］等標準對UPS的抗浪涌沖擊性能檢測和評估作出了明確規(guī)定。UPS雷擊浪涌測試用系統(tǒng)如圖5所示，系統(tǒng)主要設備為杭州遠方公司EMS61000-5G全自動多功能雷擊浪涌發(fā)生器，它在受試設備供電電源上耦合一個浪涌尖峰，最高值可達15kV，浪涌電壓的波前時間和半峰值時間為1.2μs/50μs，為浪涌抗擾度性能測試提供一個準確、理想的依據(jù)。
隨著UPS技術的不斷發(fā)展，對其EMC測試的標準也日趨完善，相應的測試設備也亦發(fā)展成熟。UPS廠商應按照產(chǎn)品特點，根據(jù)國際國內(nèi)標準的發(fā)展要求，選擇相應的檢測方案對UPS的特性進行全面表征和評價，這不僅可以提高UPS整體質(zhì)量，還有利于進一步規(guī)范UPS產(chǎn)品的發(fā)展。
［1］ GB 7260.2-2009/IEC 62040-2:2005， 不間斷電源設備（UPS） 第2部分：電磁兼容性（EMC）要求， 2009.
［2］ GB 4824-2004/CISPR11:2003， 工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）射頻設備電磁騷擾特性 限值和測量方法， 2004.
［3］ GB/T 6113.201-2008/CISPR16-2-1:2003， 無線電騷擾和抗擾度測量設備和測量方法規(guī)范 第2-1部分：無線電騷擾和抗擾度測量方法 傳導騷擾測量， 2008.
［4］ GB/T 17626.3-2006/IEC 61000-4-3:2006， 電磁兼容 試驗和測量技術 第3 部分：射頻電磁場輻射抗擾度試驗， 2006.
［5］ GB/T 17626.2-2006/IEC61000-4-2:2008， 電磁兼容 實驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗， 2006.
［6］ GB/T 17626.5-2008/IEC 61000-4-5:2005， 電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌（沖擊）抗擾度試驗， 2008.
（免責聲明：整理本文出于傳播相關技術知識，版權(quán)歸原作者所有。）
免責聲明：本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布，版權(quán)歸原作者所有，本平臺僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點，不代表本平臺立場，如有問題，請聯(lián)系我們，謝謝！
下載文檔
