電源線的電磁輻射

輻射發(fā)射（RE102）超標時，在排查泄漏輻射源時，你首先檢查設(shè)備的什么位置？

前面我們介紹了控制輻射發(fā)射的基本思路，就是找到隱藏的輻射天線，然后控制他們的輻射。

對于設(shè)備的電源線而言，輻射天線有兩個，一個是電源線與回線構(gòu)成的環(huán)路天線，以及回路中的差模電流，另一個是整束電源線，以及共模電流。

圖中畫出了差模電流和共模電流的路徑。

從圖中可知，差模電流回路的面積很小，因此，它產(chǎn)生的輻射不是主要的原因。共模電流形成的回路較大，是輻射的主要原因。

對于GJB151而言，由于對受試設(shè)備的電源線的擺放方式有嚴格的要求，這個回路面積比較容易確定。在很多商業(yè)標準中，沒有嚴格規(guī)定電源線的擺放方式。

當沒有規(guī)定電源線的擺放方式時，每次 輻射發(fā)射的試驗結(jié)果可能不同。

由于電源線的輻射主要來自于共模輻射，因此，對于電源線上的輻射發(fā)射強度，可以用偶極天線模型。

關(guān)于偶極天線的特性，前面 已經(jīng)做了介紹。

由于驅(qū)動偶極天線的共模電壓很難確定，因此，我們用共模電流來表示天線的輻射強度，計算方法如圖中的右下角給出的公式。

當設(shè)備做好后，電源線上的共模電流比較容易確定。因此，很容易通過共模電流來預(yù)測輻射強度。

公式中的各個參數(shù)和單位在圖中進行了明確的定義。

關(guān)于電源線當電源線的長度小于波長的1/4時，意味著電源線作為還沒有達到諧振狀態(tài)，這時，輻射強度與頻率有關(guān)。

當電源線的長度大于波長的1/4時，也就是頻率超過最低諧振頻率時，輻射強度與頻率關(guān)系不大，計算公式很簡單。從公式可知，這是的輻射強度僅由共模電流決定。

實踐表明，前面給出的公式對于預(yù)測電源線的輻射還是很有效的。

用這些公式，我們可以將輻射發(fā)射的限制值轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲗?dǎo)發(fā)射的限制值，這樣，就可以直接從電源線的傳導(dǎo)發(fā)射來預(yù)測設(shè)備的電源線所導(dǎo)致的輻射發(fā)射是否會導(dǎo)致設(shè)備輻射發(fā)射試驗失敗了。而測量傳導(dǎo)發(fā)射比測量輻射發(fā)射容易的多。

左邊的方框中，是將前面介紹的輻射公式變成了不等式，這里假設(shè)輻射發(fā)射的限制值是E0。

右邊的方框中，是對不等式進行變換，得到對共模電流的限制要求。

中間的圖是測量電源線上的共模發(fā)射的方法。這里的檢測裝置電流卡鉗，他可以將電纜上的電流值以電壓的形式輸出給頻譜分析儀或其他接收裝置。

每個電流卡鉗有一個轉(zhuǎn)移阻抗系數(shù)，可以從電壓值換算出電源線上的電流值。

在進行測量時，用電流卡鉗將整束電源線卡住，這時，測量到的結(jié)果就是共模電流。

前面我們給出了從電纜上的共模電流預(yù)測電源線的電磁輻射的方法。這個方法很實用。因為，這讓我們可以用簡單的方法測量電源線上的共模電流，然后預(yù)測輻射發(fā)射，大家應(yīng)該掌握這個方法。

這里，我們以GJB151中的RE102為例，預(yù)測一下電源線上允許的共模電流。

圖中的右邊是RE102的限制值。我們以下面一條限制值線為例。

我們看頻率為50MHz的這個頻點，這個頻率對應(yīng)的波長為6米。

這個頻率的限制值為24dBmV/m。由于計算公式中的單位為mV/m，因此需要進行換算。24dBmV/m大約是20mV/m（實際對應(yīng)26dBmV/m）。

設(shè)電纜的長度為2米，這大于6米波長的1/4，因此，使用比較簡單的那個公式。

計算出來的結(jié)果為，共模電流要小于0.15mA。

這是一個很嚴格的數(shù)值。

電源線上的共模電壓有兩個來源，一個是開關(guān)電源內(nèi)部的開關(guān)器件產(chǎn)生的，另一個是機箱內(nèi)部騷擾電路在電源線上感應(yīng)的。

假設(shè)電源線的共模電流回路的阻抗為500W，則共模電壓不能超過75mV，稍微不小心就會達到這個數(shù)值。