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UPS电源系统的干扰排除与防护(传导干扰)

作者:AG九游会老哥俱乐部 发布时间:2021-01-24 17:42 点击数:

  是个特殊的设备,它既是电网的负载,又要给负载提供电源。所以它的EMC设计既要保证它不对电网造成电磁污染,又要保证它提供给负载的是个干净的电源。UPS本身如图l所示。它的基本结构是一套将交流市电变为直流电的整流器、充电器和把直流电再变为交流电的,电池在交流正常供电对储存能量且维持在一个正常的充电电压上.一旦市电中断,

  通常UPS电源分为在线式和后备式两种,在线式无论有无市电,都通过逆变器本身向负载供电,而通过逆变器的电源一般比较干净。因此我们只测在线式UPS电源对电网的干扰。后备式UPS电源则不同.有市电时,UPS不通过逆变器,它疑对电网电源进行稳压、滤波等,对负载有一定干扰。电网干扰、滤渡效果、自身的振荡源干扰抑制等都是要考虑的因素 在市电中断时.电池才对逆变器充电,并由UPS的逆变器对负载供电。因此对后备式UPS电源,既测对负载的干扰,又测对电网的干扰。下面就我们在EMC的传导干扰测试中遇到的几个问题进行阐述。

  我们知道,架空的输电线上不可避免地会检拾到各种高频辐射干扰,这种干扰往往以共模或差模形式出现,从而在电源线上产生传导干扰,通过正确的接地,可以抑制这种干扰,但只是在一定程度上的改善,因而可以加滤波器予以抑制(见测试曲线)。

  图2、图3给出了一UPS加滤波器前后的测试结果,这是一个具有代表性的测试结果。它为用Hp EMI自动测试系统测试的曲线为不加滤波器的测试结果;图3为加滤波器的测试结果。从图中看到一条传导干扰的极限值曲线。在极限值曲线以下的睡线为合格品,否则为不台格品。下面的一条为受试设备UPS的电源线MHz频率段内,测试曲线全部超差,为不合格。在8~10MHz处也有超差。从图3可以看出,受试设备曲线干扰值明显得到改善,超差点没有了.从该电磁兼容性传导干扰测试中可以看出,未加电源线滤波器的UPS其涮试结果不合格,经过选择合适的滤波器后,才通过了传导干扰测试。

  滤波器技术是抑制电气、电子设备传导干扰的主要手段之一,也是提高电子设备抗传导干扰能力的重要措施。它要求电磁干扰滤波器在阻带范围内应具有足够高的衰减量,把传导干扰电平降低到规定的范围,对传输的有用信号或电源工作电流的损耗应降到最低程度,电磁干扰滤波器与普通滤波器有所不同,电源系统的阻抗值与干扰源的阻抗值变化范围比较大,电源线上电磁干扰滤波器并非在阻抗匹配的状态下工作,电磁干扰频谱很宽,从低频到高频都存在电磁干扰能量,因此滤波器元件在这个频率范围内高额特性显得十分复杂,难以用元件的等效参数来表示滤波器的高频特性。由此看出,在UPS不问断电源装置中,只使用一般的电源滤波器是远远不能满足要求的,应当采用专门的EMI滤波器才能从根本上解决电磁干扰中的传导干扰.

  当然,从生产的角度来考虑,如果在UPS中我们一定要选用一般的滤波器,那么我们就要合理选择电容量的参数(UPS中常用的滤波方式为电容滤波)。因为在电路中,电容器起存能的作用,并联电容器C在电源供给的电压升高时.把部分能量储存起来。当电压降低时,再把能量释放出去,使负载电压平滑,即电容器C具有平滑作用,当C选择得过小时,就可能完不成这种作用。同时C对高频电流又起通路作用,从而起到滤波作用。所以C应台理的选择。

  从测试图4和图5中能很清楚地看出测试结果。不合格的为选用0.OμF的电容滤波,改进后选用0.1μF的电容滤波测试结果台格。滤波器的安装质量同样对衰减特性影响很大,只有把滤波器正确地安装到UPS不间断电源上,才能获得预期的衰减特性.滤波器应安装在UPS的电源入口处,它的作用是用以阻止干扰能量通过电源电缆进入UPS,同时也阻止由UPS内部所产生的干扰馈入电源线。同时也要考虑滤波器抑制元件自身要进行良好的电磁屏蔽和接地处理。滤波器妁输入引线和输出引线不能交叉,否则引线问的耦合会降低滤波器特性,在输入引线和输出引线之间应有屏蔽层,否则输入与输出引线之间的耦合将导致滤波特性下降。最好把EM1滤波器的输入端和输出端隔离开来,从而使电磁耦合控制到最低限制。另外滤波器的安装还要考虑方向。

  通常EMI滤波器的电路是无源网络,具有其互易性,但从实际测试中了解到,有些滤波器输入输出端命名是针对干扰源而言的.有些命名是针对电路而言的。因此,在抑制干扰能力上就稍有差别 从图6可以清楚地看出,滤波器反接时.对低频干扰抑制减弱,从而使UPS系统内部干扰信号窜入电源线,而引起超差.经转向后,就合格了。

  通过上述分析 我们可以看出,抑制UPS的电磁干扰是一项既复杂又简单的工作,只要我们合理地选择、认真地思考、精心地安装就一定能够较好的解决好UPS的传导干扰问题。


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