探討YAG激光電源的電磁兼容性
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本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/190537.htm
（2）電源濾波器的設(shè)計(jì)和選用
電源線中的干擾分為兩種：
一種是共模干擾，即在相線與地線間、中線與地線間存在的干擾。共模干擾在相線與中線中同時(shí)存在，大小相等，相位相同。
另一種是差模干擾，即在相線與中線間存在的干擾。差模干擾在相線與中線中同時(shí)存在，大小相等，相位相反。
由于電源線中往往同時(shí)存在上述兩種干擾，因此一般電源濾波器由共模濾波電路（L1、L2和CG）和差模濾波電路（L1和L2的差值與CC）綜合構(gòu)成。如圖4所示，其中L1和L2為繞在同一磁環(huán)上的兩個(gè)匝數(shù)相同、繞向相同的獨(dú)立線圈，當(dāng)電源頻率分量經(jīng)過時(shí)，由于磁通抵消，電感很小，易于通過。當(dāng)共模頻率分量經(jīng)過時(shí)，由于磁通相加，電感很大，不易通過而被抑制。
表2激光器電場輻射發(fā)射的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
| 頻率（MHz） | 試驗(yàn)值（dBμV/m） | 標(biāo)準(zhǔn)值（dBμV/m） | 超標(biāo)（dBμV/m） |
|---|---|---|---|
| 800 | 38.0 | 36.0 | 2.0 |
| 700 | 35.0 | 35.0 | 0 |
| 600 | 46.5 | 34.0 | 12.5 |
| 500 | 37.0 | 32.0 | 5.0 |
| 400 | 36.0 | 30.0 | 6.0 |
| 300 | 56.0 | 28.0 | 28.0 |
| 200 | 53.0 | 24.0 | 29.0 |
| 127 | 69.26 | 20.0 | 49.26 |
| 100 | 60.0 | 18.0 | 42.0 |
| 90 | 60.0 | 18.0 | 42.0 |
| 80 | 60.0 | 18.0 | 42.0 |
| 70 | 62.0 | 18.0 | 44.0 |
| 60 | 50.0 | 18.0 | 32.0 |
| 50 | 42.0 | 18.0 | 24.0 |
| 40 | 63.0 | 18.0 | 45.0 |
| 30 | 32.0 | 18.0 | 14.0 |
| 20 | 45.0 | 18.0 | 27.0 |
| 15 | 53.2 | 18.0 | 35.2 |
| 10 | 81.87 | 18.0 | 63.87 |
| 9 | 79.0 | 18.0 | 61.0 |
| 8 | 82.14 | 18.0 | 64.14 |
| 7 | 73.1 | 18.0 | 55.1 |
| 6 | 76.4 | 18.0 | 58.4 |
| 5 | 75.01 | 18.0 | 57.01 |
| 4 | 86.4 | 18.0 | 68.4 |
| 3 | 90.45 | 18.0 | 72.45 |
| 2 | 84.76 | 18.0 | 66.76 |
| 1 | 87.4 | 18.0 | 69.4 |
| 0.5 | 91.4 | 18.0 | 73.4 |
| 0.05 | 92.5 | 18.0 | 74.5 |
共模電感L1和L2一般在0.3mH至38mH，共模電容CG要在漏電流小于幾mA前提下取較大值。差模電感一般在幾十μH至幾百μH，差模電容要選擇耐壓足夠高的陶瓷或聚酯電容器。市場上賣的電源濾波器一般是對(duì)共模干擾設(shè)計(jì)的，如果要對(duì)差模干擾起作用，應(yīng)該另外增加兩個(gè)獨(dú)立的差模抑制電感。共模電感的磁性材料以金屬磁性材料（1J8510.02mm）或非晶、超微晶磁性材料效果較好。差模電感的磁性材料以金屬軟磁粉末經(jīng)絕緣包裹壓制退火的磁性材料（國產(chǎn)ZW1）效果較好，而不用開口鐵氧體材料。
應(yīng)用一般電源濾波器與信號(hào)濾波器的不同之處在于阻抗搭配。應(yīng)用一般信號(hào)濾波器時(shí)，為使傳輸?shù)男盘?hào)損耗小，應(yīng)盡量使電源阻抗、濾波器阻抗和負(fù)載阻抗匹配。相反，應(yīng)用一般電源濾波器時(shí)，為抑制傳輸?shù)母蓴_信號(hào)，應(yīng)盡量使電源阻抗、濾波器阻抗和負(fù)載阻抗不匹配。
設(shè)計(jì)和選用電源濾波器一定要根據(jù)電路的實(shí)際情況而定。首先測量傳導(dǎo)干擾的電平，再與電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，選擇對(duì)超標(biāo)信號(hào)的幅值和頻帶有抑制作用的電源濾波器。對(duì)于該激光電源可以選擇頻帶10kHz～10MHz，插入損耗大于20dB的電源濾波器。
32電場輻射發(fā)射
（1）電場輻射發(fā)射的原因及應(yīng)對(duì)措施
①由于激光電源是高壓大電流脈沖設(shè)備，其放電過程中產(chǎn)生大量的高電壓高次諧波，形成很強(qiáng)的電場輻射發(fā)射。對(duì)此，高壓放電線應(yīng)采用外加屏蔽的同軸電纜。
②由于激光器采用20kHz以上的高頻高壓開關(guān)電源，為此，應(yīng)對(duì)激光電源加強(qiáng)電磁屏蔽，并注意屏蔽的完整性和良好的接地措施。
（2）屏蔽的設(shè)計(jì)和選用
①屏蔽的設(shè)計(jì)和選用
由于該激光電源沒有注意屏蔽設(shè)計(jì)，致使激光電源外部存在很強(qiáng)的電場輻射發(fā)射。屏蔽設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體，并將屏蔽體接地為零電位。它是利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場的干擾，又因屏蔽體接地而實(shí)現(xiàn)電場屏蔽。屏蔽體的厚度不必過大，而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。根據(jù)電磁兼容性試驗(yàn)檢測的電場輻射發(fā)射頻帶和參數(shù)，對(duì)于該激光電源可以選擇頻帶10kHz～800MHz，屏蔽效能大于80dB的電導(dǎo)率高的或磁導(dǎo)率高的材料作屏蔽體。
②屏蔽的注意事項(xiàng)
圖4一般電源濾波器
a注意屏蔽的完整性如果屏蔽體不完整，將導(dǎo)致電磁場泄漏。特別是電磁場屏蔽，它利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場干擾。如果屏蔽體不完整，渦流的效果降低，即屏蔽的效果大打折扣。
b注意下述特殊部位的屏蔽措施
S接縫處理接縫處理不好將使屏蔽體的屏蔽效果降低。對(duì)固定的接縫最好采用連續(xù)焊接。焊接前，應(yīng)將要焊接表面的非導(dǎo)電物質(zhì)清除干凈。要盡可能對(duì)全部外殼間斷處進(jìn)行搭接。對(duì)非固定的接縫應(yīng)采用導(dǎo)電襯墊并壓緊，以提高接縫的電磁密封效果。常用的導(dǎo)電襯墊材料有金屬編織物、含有金屬絲的橡膠等。對(duì)活動(dòng)的接縫，如門框上，采用彈性指簧以提高接縫的電磁屏蔽效果。
評(píng)論