第一篇：EMC 電源諧波整改

LED電源總諧波失真（THD）分析及對(duì)策

1.總諧波失真 THD 與功率因數(shù) PF 的關(guān)系

市面上很多的 LED 驅(qū)動(dòng)電源，其輸入電路采用簡(jiǎn)單的橋式整流器和電解電容器的整流 濾波電路，見圖 1.圖1 該電路只有在輸入交流電壓的峰值附近，整流二極管才出現(xiàn)導(dǎo)通，因此其導(dǎo)通角θ比 較小，大約為 60°左右，致使輸入電流波形為尖狀脈沖，脈寬約為 3ms,是半個(gè)周期（10ms）的 1/3.輸入電壓及電流波形如圖 2 所示。由此可見，造成 LED 電源輸入電流畸變的根本原 因是使用了直流濾波電解電容器的容性負(fù)載所致。

圖2 對(duì)于 LED 驅(qū)動(dòng)電源輸入電流產(chǎn)生畸變的非正弦波，須用傅里葉（Fourier）級(jí)數(shù)描述。根據(jù)傅里葉變換原理，瞬時(shí)輸入電流可表為：

式中，n 是諧波次數(shù)，傅里葉系數(shù) an 和 bn 分別表為：

每一個(gè)電流諧波，通常會(huì)有一個(gè)正弦或余弦周期，n 次諧波電流有效值 In 可用下式計(jì)算：

輸入總電流有效值

上式根號(hào)中，I1 為基波電流有效值，其余的 I2,3,分別代表 2,3,… n 次諧波電流有效值。用基波電流百分比表示的電流總諧波含量叫總諧波失真（THD）,總諧波含量反映了波形的 畸變特性，因此也叫總諧波畸變率。定義為

根據(jù)功率因數(shù) PF 的定義，功率因數(shù) PF 是指交流輸入的有功功率 P 與輸入視在功率 S 之比值，即

其中，為輸入電源電壓； U cosΦ1 叫相移因數(shù)，它反映了基波電流 i1 與電壓 u 的相位關(guān)系，Φ1 是基波相移角；輸入基波電流有效值 I1 與輸入總電流有效值 Irms 的百分比即 K=I1 / Irms 叫輸入電流失真系數(shù)。上式表明，在 LED 驅(qū)動(dòng)電源等非線性的開關(guān)電源電路中，功率 因數(shù) PF 不僅與基波電流 i1 電壓 u 之間的相位有關(guān)，而且還與輸入電流失真系數(shù) K 有關(guān)。將式（6）代入式（7）,則功率因數(shù) PF 與總諧波失真 THD 有如下關(guān)系：

上式說明，在相移因數(shù) cosΦ1 不變時(shí)，降低總諧波失真 THD,可以提高功率因數(shù) PF;反之 也能說明，PF 越高則 THD 越小。例如，通過計(jì)算，當(dāng)相移角 Φ1=0 時(shí)，THD=30% @ PF=0.9578;THD=10% @ PF=0.9950.2.諧波測(cè)量與分析

為了很好地分析如圖 1 所示的 LED 驅(qū)動(dòng)電源的諧 波含量，介紹一種使用示波器測(cè)量輸 入電流的方法。先在電源輸入回路串接一個(gè) 10-20W 或以上的大功率電阻如 R=10 OHM,通電 后測(cè)量大功率電阻上兩端的電壓波形，由于純功率電阻上兩端的電壓與電流始終是同相位，因此電阻上的脈沖電壓波形亦即代表了輸入電流的脈沖波形，但數(shù)值大小不同。由波形顯 示可知，其脈沖電流 i（t）與圖 2 的電流波形是一致的，見圖3.圖3 此電流脈沖波近似于余弦脈沖波，因此可用余弦脈沖函數(shù)表為：

為了計(jì)算方便，現(xiàn)取正弦交流輸入電壓的一個(gè)周期 T:-5ms≤t≤15ms,即 T=20ms.由此，一個(gè)周期為 20ms 的輸入脈沖電流的表達(dá)式如下：

上式中，余弦脈沖電流幅值 Im 可由示波器顯示的電壓幅值與電阻值之比而算出，即 Im=Um/R,已知測(cè)得 Um=1.5V,則 Im=1.5/10=0.15A.圖中脈沖寬度τ=3ms.對(duì)于圖 2 所示的輸入電流波形，是關(guān)于前后半波上下對(duì)稱的奇次對(duì)稱波，因而只含有 a1、a3、a5……等奇次諧波分量，而直流分量 a0 和偶次諧波分量 a2、a4、a6……均為零。將式（10）的輸入電流波形進(jìn)行傅里葉分解得：

根據(jù)積分公式：

并且有 a=π/τ，b=nω，ω=2π/T,因此有：

當(dāng) n=1 時(shí)將 T=20ms、τ=3ms、Im=0.15A 代入上式，得

計(jì)算得基波電流幅值 a1=I1m=0.06×（0.608+0.327）=0.056（A）.同理，分別計(jì)算 a3,a5,a7,a9 次諧波幅值，如表 1 所示。

表 1.諧波幅值表

根據(jù)表 1,LED 驅(qū)動(dòng)電源的輸入電流的傅里葉級(jí)數(shù)為：

根據(jù)諧波幅值 Inm 與諧波有效值 In 的關(guān)系，諧波有效值：

由式（16）,則分別計(jì)算各次諧波電流有效值如下（單位 A）: I1=0.040,I3=0.033,I5=0.023,I7=0.012,I9=0.003.根據(jù)式（5）,LED 驅(qū)動(dòng)電源的輸入總電流有效值：

將表 1 數(shù)據(jù)代入式（17）,則輸入總電流有效值 Irms=0.058（A）.實(shí)際中，這個(gè)輸入電 流值可用測(cè)量真有效值的萬用表測(cè)得或由功率計(jì)的輸入電流顯示屏讀取。根據(jù)式（6）計(jì)算總諧波失真：

根據(jù)表 1 的諧波幅值數(shù)據(jù)，并以基波（一次諧波）分量 100%為基準(zhǔn)，制定諧波電流幅值頻譜圖（忽略高于 9 次以上的諧波）見圖 4.圖4 現(xiàn)按式（7）計(jì)算功率因數(shù) PF,當(dāng)基波相移角 Φ1 為零，cosΦ1=1 則有：

實(shí)測(cè) PF=0.65,二者基本一致。實(shí)際 LED 驅(qū)動(dòng)電源的輸入功率：

3.諧波的危害

諧波的危害 由以上分析計(jì)算可知，這類 LED 驅(qū)動(dòng)電源輸入電流諧波含量高，對(duì)于這類裝置如功率 不大和少量的使用，其危害性也許不一定會(huì)表現(xiàn)出來，然而若成千上萬的大量密集地使用，它所產(chǎn)生的諧波電流總量會(huì)嚴(yán)重污染整個(gè)供電系統(tǒng)和其他用電用戶，同時(shí)也使電網(wǎng)電壓波 形發(fā)生畸變。理論和實(shí)踐證明，過大的電流諧波會(huì)產(chǎn)生以下危害： A.能使配電設(shè)施如電力變壓器和發(fā)電機(jī)、感性負(fù)載設(shè)備如電動(dòng)機(jī)等磁性材料的鐵芯損 耗 Pkz 得到額外的增加，即增加了由于諧波電流引起的磁滯損耗 Ph 分量和渦流損耗 Pc 分 量，使其過熱而損壞，見式（21）,其中 fn 是各次諧波電流頻率。

B.諧波電流通過功率補(bǔ)償設(shè)備的電力電容器，圖 5 是電容器的等效圖。由圖 5 可見，B.當(dāng)由諧波電流引起的容抗與寄生電感引起的感抗相等時(shí)形成諧振，產(chǎn)生強(qiáng)大的諧波電流，從而導(dǎo)致電力電容器過流或過壓損壞。

圖5 C.能對(duì)線路上的繼電保護(hù)、儀器儀表、自動(dòng)控制、電子通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航以及計(jì)算機(jī)系 C.統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾，從而引起誤動(dòng)作、出現(xiàn)噪聲等異?，F(xiàn)象。D.在三相四線制供電系統(tǒng)的中，線路正常時(shí)三相交流電基本平衡，各相電流在中線內(nèi) D.相互抵消，理論上中線電流接近于零，因此我國電力系統(tǒng)的中線一般比相線細(xì)。然而過大 的三相三次及高次諧波電流，會(huì)使電網(wǎng)的相電流無法在中線內(nèi)相互抵消，致使中線內(nèi)電流 產(chǎn)生疊加而過流損壞，線路示意圖如圖 6.此外，中線電流過大引起三相不平衡，即三相電 位發(fā)生偏移，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致大批 LED 燈具燒毀，甚至引起火災(zāi)！

圖6 E.當(dāng)大量的大功率的高諧波含量的電源設(shè)備使用時(shí)，其偶次諧波（a2、a4、a6……）不容忽視，它使供電回路電流正負(fù)半周不對(duì)稱。尤其是含量較大的二次諧波，它的直流分 量使電力變壓器鐵芯產(chǎn)生局部磁化，損耗增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及變壓器及電力運(yùn)行安全。因此，無論是從保護(hù)電力系統(tǒng)安全還是從保護(hù)用電設(shè)備和人身安全來看，嚴(yán)格控制并 限定電流諧波含量，以減少諧波污染造成的危害已成為人們的共識(shí)。4.降低 THD 的措施

隨著開關(guān)電源類電子產(chǎn)品的應(yīng)用普及，國際電工委員會(huì)制定了 IEC61000-3-

2、歐盟制 定了 EN60555-2 和我國制定了 GB17625.1-2003 等法規(guī)，對(duì)用電設(shè)備的電壓、電流波形失真 作出了具體限制和規(guī)定。目前這些法規(guī)也適用于 LED 燈具及 LED 驅(qū)動(dòng)電源。對(duì)于輸入有功功率大于 25W 的 LED 照明燈具，諧波電流不應(yīng)超過表 2 限值。

表 2.C 類設(shè)備的限值

對(duì)于輸入有功功率不大于 25W 的 LED 照明燈具，規(guī)定符合如下的其中一項(xiàng)： a.諧波電流不應(yīng)超過表 3 的第 2 欄中與功率相關(guān)的限值；

表3 D類設(shè)備的限制

b.用基波電流百分?jǐn)?shù)表示的 3 次諧波電流不應(yīng)超過 86%,5 次諧波不超過 61%;而且，假設(shè)基波電壓過零點(diǎn)為 0°，輸入電流波形應(yīng)是 60°或之前開始流通，65°或之前有最后 一個(gè)峰值（如果在半個(gè)周期內(nèi)有幾個(gè)峰值）,在 90°前不應(yīng)停止流通。

圖 1 所示的 LED 驅(qū)動(dòng)電源的輸入功率為 8.8W,根據(jù)表 3 第 2 欄的限值，THD 顯然超標(biāo)。一個(gè)好的 LED 驅(qū)動(dòng)電源，不僅需要高功率因數(shù) PF,而且還要實(shí)現(xiàn)低 THD,使奇次諧波含量 不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

但有的電源設(shè)計(jì)者，為了片面強(qiáng)調(diào)高 PF 而將濾波電容值減小，其結(jié)果是橋式整流器的 導(dǎo)通角增加，PF 增大，但橋式整流器輸出的脈動(dòng)直流電壓導(dǎo)致電路的峰值電流極高，使電 源變換器的功率管等損耗劇增，很容易損壞功率管、高頻變壓器、高頻輸出整流管元件。

目前，性能比較優(yōu)良的 LED 驅(qū)動(dòng)電源，均采用了有源功率因數(shù)校正（Advantage Power Factor Correetion）APFC 電路，圖 7 是一種常用的臨界導(dǎo)通模式（TCM）的單級(jí) PFC 反激式電源變換器示意圖。

圖7 這種電路能使輸入電流即電感電流的波形（見圖 8）與整流二極管輸出的脈動(dòng)電壓波形保持一致的特點(diǎn)，不存在整流二極管導(dǎo)通角的影響，因此輸入電流與輸入電壓的具有相同 相位，如圖 9 所示。

圖8

圖9 這種電路的功率因數(shù) PF 與總諧波失真 THD 的關(guān)系如下：

該電路通?？梢宰龅?PF≥0.96、THD≤30%,甚至可以使 PF 值接近于 1,輸入電流失真 系數(shù) K=I1 / Irms≤3,THD≤10%.圖 10 的輸入電路是一種通用的填谷式的無源功率因數(shù)控制（PPFC）電路，對(duì)于輸入功率 較小的 LED 驅(qū)動(dòng)電源采用此電路，有成本低、線路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。其功率因數(shù)可在 0.85-0.9, 但諧波含量往往會(huì)超過符合規(guī)定。

圖 10 它的電壓和輸入電流的波形如圖 11

圖 11 圖（12）是其測(cè)試結(jié)果，結(jié)果表明諧波含量超標(biāo)。

圖 12

圖 13 針對(duì)圖 10 電路的這一缺陷，可以提出一種改進(jìn)方案。即在無源 PFC 電路中，增加一個(gè) 2-5 OHM/2W 的電阻與二極管 D3 串聯(lián)，見圖 13.這樣可以有效地降低諧波含量，同時(shí)還能 進(jìn)一步提高 PF,對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的 LED 驅(qū)動(dòng)電源，是一種行之有效的改良方法。

第二篇：EMC整改

首先，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行診斷，分析其干擾源所在及其相互干擾的途徑和方式。再根據(jù)分析結(jié)果，有針對(duì)性的進(jìn)行整改。

一般來說主要的整改方法有如下幾種。減弱干擾源 在找到干擾源的基礎(chǔ)上，可對(duì)干擾源進(jìn)行允許范圍內(nèi)的減弱，減弱源的方法一般有如下方法：

a 在IC的Vcc和GND之間加去耦電容，該電容的容量在0。01μF棗0。1μF之間，安裝時(shí)注意電容器的引線，使它越短越好。

b 在保證靈敏度和信噪比的情況下加衰減器。如VCD、DVD視盤機(jī)中的晶振，它對(duì)電磁兼容性影響較為嚴(yán)重，減少其幅度就是可行的方法之一，但其不是唯一的解決方法。

c 還有一個(gè)間接的方法就是使信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾源。電線電纜的分類整理 在電子設(shè)備中，線間耦合是一種重要的途徑，也是造成干擾的重要原因，因?yàn)轭l率的因素，可大體分為高頻耦合與低頻耦合。因耦合方式不同，其整改方法也是不同的，下邊分別討論：

(1)低頻耦合 低頻耦合是指導(dǎo)線長(zhǎng)度等于或小于1/16波長(zhǎng)的情況，低頻耦合又可分為電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合，電場(chǎng)耦合的物理模型是電容耦合，因此整改的主要目的是減小分布耦合電容或減小耦合量，可采用如下的方法：

a 增大電路間距是減小分布電容的最有效的方法。

b 追加高導(dǎo)電性屏蔽罩，并使屏蔽罩單點(diǎn)接地能有效的抑制低頻電場(chǎng)干擾。

c 追加濾波器可減小兩電路間的耦合量。

d 降低輸入阻抗，例如CMOS電路的輸入阻抗很高，對(duì)電場(chǎng)干擾極其敏感，可在允許范圍內(nèi)在輸入端并接一個(gè)電容或阻值較低的電阻。磁場(chǎng)耦合的物理模型是電感耦合，其耦合主要是通過線間的分布互感來耦合的，因此整改的主要方法是破壞或減小其耦合量，大體可采用如下的方法： a 追加濾波器，在追加濾波器時(shí)要注意濾波器的輸入輸出阻抗及其頻率響應(yīng)。

b 減小敏感回路與源回路的環(huán)路面積，即盡量使信號(hào)線或載流線與其回線靠近或扭絞在一體。c 增大兩電路間距，以便減小線間互感來減低耦合量。

d 若有可能，盡量使敏感回路與源回路平面正交或接近正交來降低兩電路的耦合量。

e 用高導(dǎo)磁材料來包扎敏感線，可有效的解決磁場(chǎng)干擾問題，值得注意的是要構(gòu)成閉和磁路，努力減小磁路的磁阻將會(huì)更加有效。

(2)高頻耦合 高頻耦合是指長(zhǎng)于1/4波長(zhǎng)的走線由于電路中出現(xiàn)電壓和電流的駐波，會(huì)使耦合量增強(qiáng)，可采用如下的方法加以解決：

a 盡量縮短接地線，與外殼接地盡量采用面接觸的方式。

b 重新整理濾波器的輸入輸出線，防止輸入輸出線間耦合，確保濾波器的濾波效果不變差。c 屏蔽電纜屏蔽層采用多點(diǎn)接地。

d 將連接器的懸空插針接到地電位，防止其天線效應(yīng)。改善地線系統(tǒng) 理想的地線是一個(gè)零阻抗，零電位的物理實(shí)體，它不僅是信號(hào)的參考點(diǎn)，而且電流流過時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電壓降。在具體的電氣電子設(shè)備中，這種理想地線是不存在的，當(dāng)電流流過地線時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電壓降。據(jù)此可根據(jù)地線中干擾形成機(jī)理可歸結(jié)為以下兩點(diǎn)，第一，減小低阻抗和電源饋線阻抗。第二，正確選擇接地方式和阻隔地環(huán)路，按接地方式來分有懸浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地。如果敏感線的干擾主要來自外部空間或系統(tǒng)外殼，此時(shí)可采用懸浮地的方式加以解決，但是懸浮地設(shè)備容易產(chǎn)生靜電積累，當(dāng)電荷達(dá)到一定程度后，會(huì)產(chǎn)生靜電放電，所以懸浮地不宜用于一般的電子設(shè)備。單點(diǎn)接地適用于低頻電路，為防止工頻電流及其他雜散電流在信號(hào)地線上各點(diǎn)之間產(chǎn)生地電位差，信號(hào)地線與電源及安全地線隔離，在電源線接大地處單點(diǎn)連接。單點(diǎn)接地主要適用于頻率低于3MHz的情況。多點(diǎn)接地是高頻信號(hào)唯一實(shí)用的接地方式，在射頻時(shí)會(huì)呈現(xiàn)傳輸線特性，為使多點(diǎn)接地的有效性，當(dāng)接地導(dǎo)體長(zhǎng)度超過最高頻率1/8波長(zhǎng)時(shí)，多點(diǎn)接地需要一個(gè)等電位接地平面。多點(diǎn)接地適用于300KHz以上?；旌辖拥剡m用于既然有高頻又有低頻的電子線路中。屏蔽 屏蔽是提高電子系統(tǒng)和電子設(shè)備電磁兼容性能的重要措施之一，它能有效的抑制通過空間傳播的各種電磁干擾。屏蔽按機(jī)理可分為磁場(chǎng)屏蔽與電場(chǎng)屏蔽及電磁屏蔽。電場(chǎng)屏蔽應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a 選擇高導(dǎo)電性能的材料，并且要有良好的接地。

b 正確選擇接地點(diǎn)及合理的形狀，最好是屏蔽體直接接地。磁場(chǎng)屏蔽通常只是指對(duì)直流或甚低頻磁場(chǎng)的屏蔽，其屏蔽效能遠(yuǎn)不如電場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽，磁屏蔽往往是工程的重點(diǎn)，磁屏蔽時(shí)： a 要選用鐵磁性材料。

b 磁屏蔽體要遠(yuǎn)離有磁性的元件，防止磁短路。

c 可采用雙層屏蔽甚至三層屏蔽。

d 屏蔽體上邊的開孔要注意開孔的方向，盡可能使縫的長(zhǎng)邊平行于磁通流向，使磁路長(zhǎng)度增加最少。一般來說，磁屏蔽不需要接地，但為防止電場(chǎng)感應(yīng)，還是接地為好。電磁場(chǎng)在通過金屬或?qū)﹄姶艌?chǎng)有衰減作用的阻擋體時(shí)，會(huì)受到一定程度的衰減，即產(chǎn)生對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽作用。在實(shí)際的整改過程中視具體需要而定選擇何種屏蔽及屏蔽體的形狀、大小、接地方式等。改變電路板的布線結(jié)構(gòu) 有些頻率點(diǎn)是通過電路板上走線分布參數(shù)所決定的，通過前述方法不大有用，此類整改通過在走線中增加小的電感、電容、磁珠來改變電路參數(shù)結(jié)構(gòu)，使其移到限值要求較高的頻率點(diǎn)上。對(duì)于這類干擾，要想從根本上解決其影響，就要重新布線。

小結(jié)：總之前面幾種方法對(duì)提高電磁兼容性都有好處，但應(yīng)用最為廣泛的是改變地線結(jié)構(gòu)及電線電纜的分類整理的方法，這些方法不僅節(jié)約成本，而且是最有效的整改方法。屏蔽雖然會(huì)增加成本，但是其所起到的屏蔽效能有時(shí)是其它方法無法媲美的。所以，在實(shí)際的整改中應(yīng)以改變地線結(jié)構(gòu)、電線電纜的分類整理、屏蔽的方法為主，以其它方法為輔

第三篇：危害諧波變頻電源及解決措施

危害諧波變頻電源及解決措施

來源：直流電源http://004km.cn

變頻電源問題的變速驅(qū)動(dòng)器在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的機(jī)械變速相比，變頻電源控制有很多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采用，但由于可變頻率逆變器電路中，為形成一個(gè)負(fù)載一個(gè)典型的非線性，可變頻率的電源中的字段通常和其他設(shè)備在同一時(shí)間運(yùn)行，如計(jì)算機(jī)和傳感器，這些設(shè)備的電源的開關(guān)特性通常安裝非常接近，這可能會(huì)導(dǎo)致相互影響。因此，變頻電源與電力電子器件的主要公共電網(wǎng)的諧波源之一，電能質(zhì)量有著重要的影響。供電系統(tǒng)中的非正弦周期電的傅哩噎系列分解，除了得到相同的基頻分量和電網(wǎng)的諧波，但也獲得了一系列的基頻分量的定義是大于電網(wǎng)，電源稱為諧波。比基波和諧波頻率（N = fn/f1）稱為諧波次數(shù)。有時(shí)非諧波（非諧波）或分?jǐn)?shù)諧波。諧波實(shí)際上是一種干擾，使權(quán)力的“污染”，電能質(zhì)量惡化。諧波電工領(lǐng)域發(fā)生，傳輸，測(cè)量，危害和抑制的主要研究，其頻率范圍一般為2≤N≤40。電氣設(shè)備生產(chǎn)過程中，兩個(gè)諧波對(duì)公用電網(wǎng)諧波電流和諧波電壓在公共供電網(wǎng)絡(luò)上被稱為諧波源。具有非線性特性的電氣設(shè)備是主要諧波源，如電力電子轉(zhuǎn)換器的設(shè)備，通信控制器和電弧爐，感應(yīng)爐，熒光燈，變壓器等。的根本原因是由于非線性負(fù)載引起的諧波。當(dāng)電流通過負(fù)載時(shí)，的關(guān)系不是線性的與所施加的電壓，在非正弦電流的形成，導(dǎo)致諧波。諧波頻率的基波頻率的整倍數(shù)，根據(jù)法國數(shù)學(xué)家傅里耶（M.Fourier）的任何重復(fù)的波形，可以分解成正弦波成分分析原理包含多個(gè)基波的諧波的基本頻率和一系列。諧波正弦波，每個(gè)諧波的頻率，振幅和相位是不同的。諧波可以分為偶數(shù)和奇次諧波。在平衡的三相系統(tǒng)中，由于對(duì)稱關(guān)系，偶次諧波已經(jīng)被淘汰，只有奇次諧波的存在，導(dǎo)致奇次諧波的危害比諧波更多。電氣設(shè)備的工業(yè)企業(yè)，在中國有越來越多的諧波，如DC晶閘管電路供電的起重機(jī)械，交-交變頻器，軋鋼機(jī)直流傳動(dòng)裝置，晶閘管串級(jí)調(diào)速的風(fēng)扇和水泵和冶煉電弧爐。這些設(shè)備使用電流不是正弦曲線，系統(tǒng)電壓失真的諧波分量。在諧波源設(shè)備本身的特征和工作條件的高次諧波電流被確定，而不管網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，所以它可以被視為一個(gè)恒定電流源。所有種晶閘管電路和電路形式所產(chǎn)生的諧波，稱為電路的特征諧波。除了特征諧波，在三相電壓不平衡，觸發(fā)脈沖不對(duì)稱或不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，該電路可以產(chǎn)生非特征諧波。諧波分析和計(jì)算最顯著的特征諧波，5，7，11，13。如直流電流紋波，5次諧波的幅值會(huì)增加，其余部分的諧波振幅值將被減小。當(dāng)電源被連接有多個(gè)諧波源，由于相位均勻的高次諧波電流成分的諧波源是不同的，將是小于的各個(gè)組成部分的算術(shù)和。變壓器磁化電流的含3，第5，第7和第二高次諧波分量等。由于變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組的角度連接的一組，提供了一條路徑的3次諧波，所以3的高次諧波電流不流入電網(wǎng)。但是，當(dāng)勵(lì)磁電流的不平衡，3次諧波（高達(dá)20％）的殘差分量注入電網(wǎng)。三，電力系統(tǒng)諧波的危害，諧波的危害主要有以下幾個(gè)方面：

（1）增加的運(yùn)輸，供應(yīng)和使用的電氣設(shè)備的額外損失，使設(shè)備過熱的溫度，降低利用效率和經(jīng)濟(jì)效益設(shè)備

（2）在對(duì)傳輸線的：增加的能量損失的高次諧波電流的傳輸線的諧波的影響。當(dāng)諧振諧波頻率注入電網(wǎng)位于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的共振點(diǎn)附近，會(huì)導(dǎo)致傳輸線和電力電纜線路的絕緣擊穿。

（3）在變壓器上的諧波的影響：諧波電壓的變壓器的磁滯損耗，渦流損耗和絕緣的電場(chǎng)強(qiáng)度，存在的諧波電流增加銅損。具有不對(duì)稱負(fù)載的變壓器，將大大增加勵(lì)磁電流的諧波分量。危害諧波變頻電源和解決措施（2）（4）電力電容器上的諧波的影響：在所述電容器兩端的電壓諧波，電容器是非常小的電源諧波阻抗，高次諧波電流被疊加在電容器是根本，電容電流增大，溫度升高，壽命縮短，甚至爆炸電容器的過載，諧波也可能是在配合引起的電容器在電力系統(tǒng)中的電力諧波，故障加重。（5）影響繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的工作可靠性，特別是對(duì)電磁繼電器，電力諧波經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)或誤動(dòng)，動(dòng)作失去選擇性，可靠性低，容易造成系統(tǒng)事故，燕中巍和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。（6）的通信系統(tǒng)的干擾：電力線通過的大振幅低頻諧波電流奇數(shù)通過磁耦合，會(huì)產(chǎn)生干擾電壓電力線附近，干擾通信系統(tǒng)中的通信線路，影響通信線路呼叫的清晰度，即使在極端情況下，也威脅到通信設(shè)備和人員的安全。（7）電氣設(shè)備的影響：電力諧波會(huì)使的圖形失真電視，電腦，屏幕亮度起伏變化，使機(jī)器元件的溫度過熱，計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)錯(cuò)誤，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞機(jī)器。此外，電力諧波的不利影響將是測(cè)量和測(cè)量?jī)x器的指示是不準(zhǔn)確的，整流裝置，它已成為一種擾民的電流在電力系統(tǒng)中的質(zhì)量。四，諧波治理諧波問題，抑制輻射干擾和電源系統(tǒng)的干擾，可采取屏蔽，接地，隔離和濾波技術(shù)?？刂聘叽沃C波的主要措施是：增加系統(tǒng)容量，提高電源的電壓電平增加的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換器的移動(dòng)設(shè)備的操作模式，以改善系統(tǒng)，設(shè)置交流濾波器可以減少系統(tǒng)中的諧波分量。AC濾波器由無源濾波器和有源電力濾波器2。有源濾波器是一種注入諧波電流補(bǔ)償系統(tǒng)，有源濾波器來補(bǔ)償非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流的。它可以是快速的動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償諧波發(fā)生變化，并通過系統(tǒng)的阻抗的補(bǔ)償性能不會(huì)受到影響。它的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，損失大，設(shè)備成本高，在補(bǔ)償諧波同時(shí)，也將注入新的諧波。無源濾波器（LC濾波器）是使用LC共振原理，人為地引起的串聯(lián)諧振電路具有極低的阻抗，信道作為主諧波以進(jìn)行過濾，所以注入到電網(wǎng)。LC濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，諧波吸收效果是顯而易見的，但僅在的固有振動(dòng)頻率的諧波補(bǔ)償效果好;及補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗大時(shí)，在一個(gè)給定的頻率，可能會(huì)發(fā)生在并聯(lián)諧振或電網(wǎng)阻抗和LC濾波器之間的串聯(lián)諧振。五，審查的無功功率補(bǔ)償，諧波抑制技術(shù)，是當(dāng)前和今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，以緩解電力供應(yīng)和需求之間的矛盾，提高電源的質(zhì)量，廣泛使用的有效手段之一，可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益，為國家和用戶。諧波產(chǎn)生變頻電源控制在最小的范圍內(nèi)，達(dá)到科學(xué)合理的利用，抑制電網(wǎng)的污染，改善電能質(zhì)量。

第四篇：EMC整改 方案

傳導(dǎo)干擾分析及抑制措施：

視頻LED顯示屏的電源電源對(duì)此項(xiàng)的測(cè)試影響較大、電源本身性能的好壞直接關(guān)系到本身指標(biāo)是否合格。有時(shí)也存在電源單獨(dú)做電磁兼容試驗(yàn)是合格的、一旦裝到整機(jī)時(shí)，由于整機(jī)中其他部件在某個(gè)頻點(diǎn)具有較強(qiáng)的干擾信號(hào)，電源的濾波單元無法完全濾除該干擾信號(hào)，從而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的超標(biāo)。

對(duì)于電源端子騷擾電壓的超標(biāo)，有以下途徑可以解決：首先、排除電源因數(shù)的干擾，在條件允許的情況下可將電源取出，連接額定純阻性負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)。如果此時(shí)原超標(biāo)頻點(diǎn)沒有了，說明該頻點(diǎn)的騷擾來源于主控板。此時(shí)應(yīng)把重點(diǎn)放在主控板的濾波上，主控板中主要的干擾是晶振，應(yīng)該對(duì)晶振進(jìn)行良好的濾波和接地；其次、晶振也是輻射發(fā)射測(cè)試項(xiàng)目超標(biāo)的一個(gè)主要因素，檢查主控板中晶振和信號(hào)線接地、電源接地是否良好，在保證這幾點(diǎn)的情況下，如果傳導(dǎo)測(cè)試仍不合格，說明干擾信號(hào)的確很強(qiáng)。此時(shí)可在電源的輸入端加整件濾波器X、Y電容，加強(qiáng)電源的濾波作用。注意：濾波器選擇時(shí)，應(yīng)關(guān)注濾波器不同平率的插入損耗情況，還要根據(jù)阻抗和負(fù)載阻抗的高低。

濾波： 此類產(chǎn)品由于數(shù)字脈沖信號(hào)的存在，以至于輻射發(fā)射一般都比較強(qiáng)，可在晶振旁邊接旁路濾波電容，且保證晶振接地良好、接地電阻盡可能小。如果條件允許，也可以使用經(jīng)過擴(kuò)頻的晶振、且保證不影響時(shí)鐘電路的條件下，使晶振在一個(gè)較小的頻率范圍內(nèi)發(fā)生頻偏，單頻點(diǎn)的能量被分散，這樣整體的輻射就會(huì)減小，還可以在顯示屏的電源線和內(nèi)部各個(gè)顯示單元之間的信號(hào)線上使用鐵氧體磁環(huán)對(duì)高頻共模干擾電流進(jìn)行濾波處理（共模電流的存在是導(dǎo)致輻射發(fā)射過大的主要因素）。當(dāng)然鐵氧體磁環(huán)的選擇要結(jié)合其插入損耗隨頻率變化的曲線選擇合適的規(guī)格，效果才會(huì)好。

屏蔽： 對(duì)于已經(jīng)成型的顯示屏來說，屏蔽是抑制輻射發(fā)射的一項(xiàng)重要措施。此類產(chǎn)品的前面板是由LED燈組成的顯示陣列，因此，對(duì)前面板的屏蔽是整機(jī)屏蔽效果好壞的關(guān)鍵，建議整個(gè)箱體使用金屬板材制成，用金屬網(wǎng)格屏蔽前面板→即在LED燈的行與行之間、列與列之間使用導(dǎo)電性能較好的金屬網(wǎng)格，這樣會(huì)對(duì)整體的輻射發(fā)射能量有一定的衰減作用。也可以在箱體的前面板和控制板之間加一層金屬屏蔽網(wǎng)格，效果會(huì)更好些。箱體里面的各個(gè)掃描板之間的信號(hào)線盡量使用屏蔽線，且保證其金屬屏蔽層能和箱體等電位。接地： 要想使箱體具有較好的屏蔽功能，務(wù)必確保整個(gè)箱體屏蔽外殼和地等電位，箱體的金屬接縫處應(yīng)盡量保證搭接良好，使搭接電阻盡可能小，特別是箱體的后蓋與箱體要盡可能的連接緊密，防止孔縫引起的二次發(fā)射。其次，主控板中晶振的地線也要盡可能獨(dú)立，避免因共地引起的干擾，主控板和掃描板的地線應(yīng)盡量寬，最好將地線布成網(wǎng)格狀，這樣能減小信號(hào)的回流面積，有效抑制輻射發(fā)射。

LED顯示模組電磁輻射干擾源分析：

LED顯示屏采用全數(shù)字化灰度形成方法，完全依靠電流脈沖驅(qū)動(dòng)燈板LED發(fā)光，因而在形成高品質(zhì)時(shí)，所使用的信號(hào)頻率也被同步地大幅度提高，產(chǎn)生變頻電脈沖，頻譜延伸非常寬，已經(jīng)落入對(duì)其他電子設(shè)備產(chǎn)生干擾的頻段內(nèi)，電磁干擾幅度大。

EMI有兩條途徑離開或進(jìn)入一個(gè)電路：輻射和傳導(dǎo)。信號(hào)輻射是通過外殼的縫、槽、開孔或其他缺口泄漏出去；信號(hào)傳導(dǎo)則通過耦合到電源、信號(hào)線和控制線上離開外殼，在開放的空間中自由輻射從而產(chǎn)生干擾。

很多EMI抑制都采用外殼屏蔽和縫隙屏蔽結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，大多時(shí)候下面這些簡(jiǎn)單原則可以有助于實(shí)現(xiàn)EMI屏蔽：從源頭處降低干擾；通過屏蔽、過濾或接地將干擾產(chǎn)生電路隔離以及增強(qiáng)敏感電路的抗干擾能力等。EMI抑制性、隔離性和低敏感性應(yīng)該作為所有電路設(shè)計(jì)人員的目標(biāo)，這些性能在設(shè)計(jì)階段的早期就應(yīng)完成。

第五篇：EMC整改步驟

EMC整改步驟之一

■步驟一

將桌子轉(zhuǎn)到待測(cè)（EUT）最大發(fā)射的位置﹐初步診斷可能的原因﹐并關(guān)掉EUT電源加以確認(rèn)。（說明）

由于EMI測(cè)試上﹐EUT必須轉(zhuǎn)360度而天線由 1m到4m變化﹐其目的是要記錄輻射最大的情況。同樣地﹐當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)無法通過測(cè)試時(shí)﹐首先我們先將天線位置移到噪聲接收最大高度﹐然后將桌子轉(zhuǎn)到最差角度﹐此時(shí)我們知道在EUT面對(duì)天線的這一面輻射最強(qiáng)﹐故可以初步推測(cè)可能的原因﹐如此處屏蔽不佳或靠近輻射源或有電線電纜經(jīng)過等。

另外須注意的是要關(guān)掉EUT的電源﹐看噪聲是否存在﹐以確定噪聲確實(shí)是由EUT所產(chǎn)生。曾見測(cè)試Monitor一直無法解決某一點(diǎn)的干擾﹐結(jié)果其噪聲是由PC所造成而非Monitor的問題﹐亦有在OPEN SITE測(cè)試Monitor發(fā)現(xiàn)某幾點(diǎn)無法通過﹐由測(cè)試接收儀器的聲音判斷應(yīng)是Monitor產(chǎn)生﹐結(jié)果關(guān)掉電源發(fā)現(xiàn)噪聲依然存在﹐所以關(guān)掉EUT電源的步驟是必須的﹐而且通常容易被忽略。

■EMC整改之二

將連接EUT的周邊電纜逐一取下﹐看干擾的噪聲是否降低或消失。（說明）若取下某一電纜而干擾的頻率減小或甚而消失﹐則可知此電纜已成為天線將機(jī)板內(nèi)的噪聲輻射出來。事實(shí)上﹐仔細(xì)分析造成EMI的關(guān)鍵﹐我們可以用一個(gè)很簡(jiǎn)單的模式來表示。

任何EMI的Source必須要有天線的存在﹐才能產(chǎn)生輻射的情形﹐若僅單獨(dú)存在噪聲源而沒有天線的條件﹐此輻射量是很小的﹐若將其連接到天線則由于天線效應(yīng)便把能量輻射到空間。所以EMI的對(duì)策除了針對(duì)噪聲源（Source)做處理外﹐最重要的查破壞產(chǎn)生輻射的條件----天線。以往我們最常看到談EMI對(duì)策離不開屏蔽（Shielding),濾波（Filter),接地（Grounding)﹐對(duì)于接地往往一塊電路板多已固定﹐而無法再做處理﹐因?yàn)檫@一部份在電路板布線（Layout)時(shí)就須仔細(xì)考慮﹐若板子已完成則此時(shí)可變動(dòng)的空間就非常小﹐一般方式僅能找出噪聲小的接地處用較粗的地線連接﹐減低共模（Common mode)噪聲。屏蔽所牽涉的材質(zhì)與花費(fèi)亦甚高﹐濾波的方式則是?？梢夿ead電感等﹐往往用了一大堆亦不甚見效﹐何以如此﹐許多時(shí)候是我們沒有解決其輻射的天線效應(yīng)。一般而言﹐噪聲的能量并不會(huì)因加一些對(duì)策組件便消失﹐也就是能量不減﹐ 我們所要做的工作是如何避免噪聲輻射到空間（輻射測(cè)試）或由電源傳出（傳導(dǎo)測(cè)試）。

在此我們整理了產(chǎn)生輻射常見的幾種情形供讀者參考。（1）機(jī)器外部連接之電纜成為輻射天線 由于機(jī)器本身外部所連接的電纜成為天線效應(yīng)﹐將噪聲輻射到空間﹐此時(shí)噪聲的大小和電纜的長(zhǎng)度有關(guān)﹐因電纜的天線效應(yīng)相對(duì)于噪聲半波長(zhǎng)時(shí)共振情形會(huì)最大﹐也往往是造成EMI無法通過測(cè)試。在解決這個(gè)問題前必須要做一些判斷﹐否則很容易疏忽而浪費(fèi)時(shí)間。（a）噪聲是由機(jī)器內(nèi)部電路板或接地所產(chǎn)生

此情形為將電纜取下﹐或加一Core則噪聲減低或消失。此時(shí)必須做的一個(gè)步驟是將線靠近機(jī)器（不須直接連接）看噪聲是否會(huì)存在﹐若噪聲并沒有升高﹐則可確實(shí)判定由機(jī)器內(nèi)部產(chǎn)生﹐若將電纜靠近而干擾噪聲馬上升高﹐由此時(shí)請(qǐng)參考（b）的說明。（b）噪聲是由機(jī)器內(nèi)部耦合到電纜線上﹐而使電纜成為輻射天線。

這一點(diǎn)是許多測(cè)試工程師容易忽略的。此情形如（a）中所提到的﹐只要將一條電纜靠近﹐則可從頻譜上看到噪聲立刻升高﹐此表示噪聲已不單純是由線上所輻射出﹐而是機(jī)器本身的噪聲能量相當(dāng)大﹐一旦有天線靠近則立刻會(huì)耦合至天線而輻射出來。在實(shí)際測(cè)試中﹐我們發(fā)現(xiàn)許多通訊產(chǎn)品有這類情形發(fā)生﹐此時(shí)若單純用Core或Bead去處理﹐并不能真正的解決問題。

（2）機(jī)器內(nèi)部的引線﹐連接線成為輻射天線

由于許多產(chǎn)品內(nèi)部常有一些電線彼此連接工作廳﹐當(dāng)這些線靠近噪聲源很容易成為天線﹐將噪聲輻射出去。針對(duì)此點(diǎn)的判斷﹐在200MHz以下之噪聲﹐我們可以在線上加一Core來判斷噪聲是否減低﹐而對(duì)于200MHz以上之高頻噪聲﹐我們可以將線的位置做前后左右的移動(dòng)﹐看噪聲是否會(huì)增大或減小。（3）電路板上的布線成為輻射天線

由于走線太長(zhǎng)或靠近噪聲源而本身被耦合成為發(fā)射天線﹐此種情形當(dāng)外部電纜都取下﹐而僅剩電路板時(shí)﹐在頻譜儀上可看見噪聲依然存在﹐此時(shí)可用探棒測(cè)量電路板噪聲最強(qiáng)的地方﹐找到輻射的問題加以解決。關(guān)于探測(cè)的工具及方法﹐將于后詳細(xì)說明。

（4）電路板上的組件成為輻射來源

由于所使用的IC或CPU本身在運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生很大的輻射﹐使得EMI測(cè)試無法通過﹐這種情形往往在經(jīng)過（1）﹑（2）﹑（3）的分析后噪聲依然存在﹐通常解決的方法不外換一個(gè)類似的組件﹐看EMI特性是否會(huì)好一些。另外就是電路板重新布線時(shí)﹐將其擺放于影響最小的位置﹐也就是附近沒有I/O Port及連接線等經(jīng)過﹐當(dāng)然若情況允許﹐將整個(gè)組件用金屬外殼包覆（Shielding)也是一種快速有效的方法。

由以上的分析介紹我們可以了解﹐造成電磁干擾輻射最關(guān)鍵的地方就是電線的問題﹐當(dāng)有了適當(dāng)?shù)奶炀€條件存在很容易就產(chǎn)生干擾﹐另外電源線往往亦是造成天線效應(yīng)的主因 ﹐這是在許EMI對(duì)策中最容易疏忽的。

■ 步驟三

電源線無法移去﹐可在其上夾Core或水平垂直擺動(dòng)﹐看噪聲是否有減小或變化。若產(chǎn)品有電池設(shè)備則可取下電源線判斷﹐如Notebook PC等。（說明）

如前所述電源線往往是會(huì)成為輻射天線﹐尤其是Desktop PC類產(chǎn)品﹐往往300MHz以上的噪聲會(huì)由空間耦合到電源線上﹐所以判斷產(chǎn)品的電源線是否受到感染是必須的步驟。由于噪聲頻帶的影響﹐對(duì)200MHz EMC整改之三

以下可用加Core的方式（可一次多加數(shù)個(gè)）判斷﹐對(duì)于200MHz以上的噪聲﹐由于此時(shí)Core的作用不大﹐可將電源線水平擺放和垂直擺放﹐看干擾噪聲是否有差別﹐若水平和垂直有很明顯的差別﹐則可一邊擺動(dòng)電源線一邊看頻譜儀（Spectrum)上噪聲之大小有否變化﹐如此便可知道電源線有否干擾。

至于若發(fā)現(xiàn)電源線會(huì)產(chǎn)生輻射時(shí)如何解決﹐一般皆不好處理﹐通常先想辦法使機(jī)器內(nèi)的噪聲減小﹐以避免電源線的二次輻射﹐而使用Shielded線一般對(duì)輻射的影響并不大﹐故換一條不同長(zhǎng)度的電源線﹐有時(shí)也會(huì)有很好的效果。

由這一點(diǎn)我們可知道﹐除了要使可冊(cè)產(chǎn)生輻射噪聲的組件遠(yuǎn)離I/O Port外﹐其也須盡量遠(yuǎn)離電源線及Switching power supply的板子﹐以免耦合到電源線上使得輻射及傳導(dǎo)皆無法通過測(cè)試。

■步驟四

檢查電纜接頭端的接地螺絲是否旋緊及外端接地是否良好。（說明）

依前三項(xiàng)方式大略找了一下問題后﹐我們必須再做一些檢查﹐因?yàn)橥高^這些檢查﹐也許不須做任何修改﹐便可通過EMI測(cè)試。例如檢查電纜端的螺絲是否鎖緊﹐有時(shí)將松掉的螺絲上緊﹐可加強(qiáng)電纜線的屏蔽效果。另外可檢查看看機(jī)器外接的Connector的接地是否良好﹐若外殼為金屬而有噴漆﹐則可考慮將Connector處的噴漆刮掉﹐使其接地效果較佳。另外若使用Shielded的電纜線﹐必須檢查接頭端處外覆的金屬綱是否和其鐵蓋密合﹐許多不佳的屏蔽線（RS232）多因線接頭的外覆屏蔽金屬綱未冊(cè)和連接端的地密合﹐以致無法充份達(dá)到屏蔽的效果。

各種接頭如Keyboard及Power supply常常由于接頭的插頭與機(jī)器上的插座間的密合度不好﹐影響了干擾噪聲的輻射。檢查的方式可將接頭拔掉看噪聲是否減小﹐減小表示兩種冊(cè)可﹐一為線上本身輻射干擾﹐另一為接頭間接觸不好﹐此時(shí)插上接頭﹐用手銷微將接頭端左右搖動(dòng)﹐看噪聲是否會(huì)減小或消失﹐若會(huì)減小可將Keyboard或Power supply的連接頭﹐用銅箔膠帶貼一圈﹐以增加其和機(jī)器接頭的密合度﹐這一點(diǎn)也是實(shí)測(cè)上很容易被疏忽﹐而會(huì)誤判機(jī)器的EMI為何每次測(cè)時(shí)好時(shí)壞﹐或花許多時(shí)間在其它的對(duì)策上面.EMC 整改常用對(duì)策