電磁兼容設(shè)計(jì)-切換式電源供應(yīng)器之EMS測(cè)量

1、 切換式電源供應(yīng)器之EMS測(cè)量王金標(biāo) 等內(nèi)容標(biāo)題導(dǎo)覽：簡(jiǎn)介電磁干擾及耐受應(yīng)的法規(guī)電磁相容測(cè)試場(chǎng)地比較測(cè)試及校驗(yàn)結(jié)論 本文將說(shuō)明切換式電源供應(yīng)器的傳導(dǎo)性與幅射性電磁干擾，以及耐受度（conducted and radiated emission and susceptibility）的測(cè)試法規(guī)、方法，以提供給切換式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)工程師及從事電磁相容（EMC）測(cè)試人員，使其具備相關(guān)EMC實(shí)驗(yàn)設(shè)立及執(zhí)行程序知識(shí)。文中並以康舒科技所設(shè)立之電磁相容測(cè)試實(shí)驗(yàn)室為實(shí)例，並探討733 semi-anechoic chamber與C&C Lab之open area test site（OATS）的電磁幅

2、射干擾比較測(cè)試方法，進(jìn)一步求得733 semi-anechoic chamber各頻帶的校正係數(shù)，據(jù)以輸入頻譜分析儀之控制電腦，使733 semi-anechoic chamber可模擬OATS的電磁幅射干擾測(cè)試，縮短切換式電源供應(yīng)器的設(shè)計(jì)流程。最後，將以一些切換式電源供應(yīng)器測(cè)試實(shí)例，說(shuō)明各種電磁相容測(cè)試方法。簡(jiǎn)介電磁相容問(wèn)題一直是切換式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)上的盲點(diǎn)，雖然有許多研究1,2探討如何配置元件及PCB佈局，以降低電磁干擾的產(chǎn)生，並採(cǎi)用雜訊分離技術(shù)，將雜訊分離為共模及差模雜訊，再分別設(shè)計(jì)電磁干擾濾波器，以抑止切換式電源供應(yīng)器傳導(dǎo)性干擾3。上述方法對(duì)低頻較為有效，但是應(yīng)用在一緊密包裝的切換式電

3、源供應(yīng)器中，效果卻不大，主要原因在於電場(chǎng)與磁場(chǎng)緊密耦合所產(chǎn)生的雜現(xiàn)象，會(huì)改變所設(shè)計(jì)電磁干擾濾波器之特性。 尤其是在一定外觀尺寸下的切換式電源供應(yīng)器，設(shè)計(jì)上必須同時(shí)考慮電磁干擾及散熱問(wèn)題4。實(shí)際上，一個(gè)切換式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)工程師所感興趣的是在上述方法失效後，所必須採(cǎi)用的除錯(cuò)技術(shù)（debug），目前所採(cǎi)用的方法均為經(jīng)驗(yàn)法及嘗試法；但為驗(yàn)證所採(cǎi)取的除錯(cuò)技巧之有效性，必先對(duì)測(cè)試的場(chǎng)地及方法做進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 電磁相容測(cè)試分為電磁干擾及電磁耐受度測(cè)試，電磁干擾為由切換式電源供應(yīng)器所產(chǎn)生的雜訊，經(jīng)由傳導(dǎo)及幅射干擾其它電子設(shè)備。相對(duì)地，電磁耐受度為切換式電源供應(yīng)器接受其它電子設(shè)備產(chǎn)生的雜訊，經(jīng)由傳導(dǎo)及幅射干擾

4、，使得切換式電源供應(yīng)器受其干擾而不至於失去功能的耐受程度。 一般切換式電源供應(yīng)器所採(cǎi)用的電磁干擾、傳導(dǎo)性及幅射性耐受度測(cè)試的際標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，分別為EN55022、EN61000-4-6及EN61000-4-35-7，其對(duì)測(cè)試的場(chǎng)地、方法及使用設(shè)備有詳細(xì)規(guī)範(fàn)。但是在一般的切換式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)工程師及其學(xué)?；A(chǔ)養(yǎng)成教育上，均著重在切換式電源供應(yīng)器電路原理及架構(gòu)，而忽略電磁相容設(shè)計(jì)的重要性。因此，一個(gè)新設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品，可能因其設(shè)計(jì)初期未考慮電磁相容設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品原型無(wú)法通過(guò)電磁相容測(cè)試取得國(guó)際認(rèn)證，而錯(cuò)失商機(jī)。 雖然在8中對(duì)切換式電源供應(yīng)器的電磁干擾特性、測(cè)試方法有詳細(xì)說(shuō)明，但未包含電磁耐受度測(cè)試相關(guān)資

5、料，為了獲得完整的電磁相容測(cè)試知識(shí)，使切換式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)工程師及一般從事電磁相容測(cè)試之人員，對(duì)切換式電源供應(yīng)器的各種電磁相容測(cè)試與應(yīng)用法規(guī)有所認(rèn)識(shí)，以彌補(bǔ)學(xué)校教育之不足，本文將詳細(xì)說(shuō)明各種電磁干擾及耐受度測(cè)試的方法及其法規(guī)。文中並以康舒科技所設(shè)立的電磁相容容測(cè)試實(shí)驗(yàn)室為例，詳細(xì)說(shuō)明各種測(cè)試及校驗(yàn)方法，並探討semi-anechoic chamber與OATS進(jìn)行的幅射值比較測(cè)試，以進(jìn)一步求得一組各頻帶的校正係數(shù)，用以修正semi-anechoic chamber所用頻譜分析儀之測(cè)量值，使得可以使用semi-anechoic chamber可模擬OATS的測(cè)試結(jié)果。 電磁干擾及耐受應(yīng)的法規(guī)切換

6、式電源供應(yīng)器常用傳導(dǎo)與幅射性干擾測(cè)量法規(guī)有EN55022、CISPR22及FCC part 158，又以其使用場(chǎng)合區(qū)分為class A與B兩種，class A係指使用於一般工業(yè)應(yīng)用（industrial area）場(chǎng)合，而class B係為一般家庭使用（residential area）場(chǎng)合。傳導(dǎo)性干擾所測(cè)量的頻率範(fàn)圍由150KHz至30MHz，相對(duì)地，幅射性干擾所測(cè)量的頻率範(fàn)圍由30MHz至1GHz，將上述法規(guī)各頻帶之限制值整理如表1所示。 切換式電源供應(yīng)器內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁干擾雜訊，必須小於其法規(guī)之限制值以降低對(duì)其它設(shè)備之干擾。相對(duì)地，切換式電源供應(yīng)器亦要對(duì)外來(lái)的電磁干擾雜訊有所免疫力，即電

7、磁耐受度，所用的法規(guī)為傳導(dǎo)性EN61000-4-6及幅射性EN61000-4-3耐受度測(cè)試，依待測(cè)物操作環(huán)境，所選用的測(cè)試電壓及電場(chǎng)準(zhǔn)位如表2所示，傳導(dǎo)及幅射性耐受度測(cè)試的頻率範(fàn)圍分別由150KHz80Mhz及80MHz1GHz。 通常切換式電源供應(yīng)器所採(cǎi)用的測(cè)試準(zhǔn)位為2，為模擬待測(cè)物實(shí)際操作環(huán)境，在測(cè)試時(shí)將測(cè)試信號(hào)加入具有頻率為1KHz及80%振幅調(diào)變之正弦波，切換式電源供應(yīng)器於耐受度測(cè)試時(shí)，所要觀察的性能指標(biāo)為其輸出電壓或power good信號(hào)，以據(jù)以評(píng)斷測(cè)試等級(jí)。對(duì)於耐受度測(cè)試結(jié)果可以評(píng)定成四種測(cè)試性能指標(biāo)，如下所示： 在額定工作條件下測(cè)試，待測(cè)物一切正常。測(cè)試時(shí)，待測(cè)物有暫

8、時(shí)性能變差或喪失，但可自行恢復(fù)正常工作。 測(cè)試時(shí)，待測(cè)物有暫時(shí)性能變差或喪失，需要操作員介入處理或重置系統(tǒng)。 測(cè)試時(shí)，因待測(cè)物設(shè)備損害或軟體資料遺失而導(dǎo)致不可恢復(fù)的性能變差及喪失。 值得注意的是，當(dāng)測(cè)試完成時(shí)，待測(cè)物不可產(chǎn)生危險(xiǎn)及不安全的現(xiàn)象，因?yàn)榍袚Q式電源供應(yīng)器為附屬於系統(tǒng)設(shè)備中的提供電源單元，其耐受度測(cè)試通過(guò)性能指標(biāo)一般為A級(jí)。 電磁相容測(cè)試場(chǎng)地在前節(jié)已詳述應(yīng)用於切換式電源供應(yīng)器的電磁干擾及耐受度測(cè)試法規(guī)，接著將依法規(guī)定所定義的測(cè)試場(chǎng)地規(guī)範(fàn)，說(shuō)明適用於切換式電源供應(yīng)器的傳導(dǎo)性、幅射性干擾及耐受度測(cè)試之實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及測(cè)試方法。 傳導(dǎo)性干擾測(cè)試 因?yàn)榍袚Q式電源供應(yīng)器的體積不大，

9、可採(cǎi)用桌上型擺設(shè)測(cè)試，依據(jù)5中所規(guī)定的桌上傳導(dǎo)性干擾測(cè)試的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地如圖1所示，在測(cè)試場(chǎng)地的水平地面及垂直牆面上，須鋪上面積大於2mx2m的接地金屬板，提供屏蔽效果以降低電磁干擾。桌上型測(cè)試需要在水平金屬板放置一高80cm的非導(dǎo)電材質(zhì)桌子，再將切換式電源供應(yīng)器，又稱待測(cè)物（EUT）及其負(fù)載（dummy load）置於桌上，兩者相距10cm且距離垂直金屬板40cm，電源經(jīng)由LISN供給待測(cè)物。藉由LISN將待測(cè)物操作所產(chǎn)生的傳導(dǎo)雜訊傳至頻譜分析儀測(cè)量，實(shí)際傳導(dǎo)性干擾測(cè)試的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地如圖2所示。幅射性干擾測(cè)試 幅射性干擾測(cè)試場(chǎng)地通常是指OATS，測(cè)試的頻率由30MHz至1GHz，而且整個(gè)測(cè)試場(chǎng)地的垂直

10、與水平方向衰減量，必須在其標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地衰減量（NSA）的±4dB以內(nèi)。圖3為一座OATS配置圖，場(chǎng)地面積應(yīng)大於中橢圓區(qū)域面積，且在此區(qū)域中不可有反射物，整個(gè)地勢(shì)要平坦。天線與待測(cè)物兩者相距D，在其間須鋪設(shè)金屬接地板，其面積必須延伸至天線與待測(cè)物的周圍外1m以上，據(jù)此所需金屬接地板最小面積如圖3中灰色區(qū)域所示。 OATS大都興建於大煙稀少的山谷中，以降低外部電磁雜訊干擾，使之獲得較佳的背景雜訊，圖4為C&C Lab位於林口地區(qū)OATS測(cè)試場(chǎng)地。進(jìn)行測(cè)試時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)上放置80cm高的非導(dǎo)電材質(zhì)桌子，將待測(cè)物置於其上，然後旋轉(zhuǎn)待測(cè)物並使天線同時(shí)在1m4m間變化其高度，測(cè)量待測(cè)物的水平及垂

11、直方向的幅射性干擾值。 若OATS標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境特性的場(chǎng)合不易獲得，則可以於anechoic chamber中測(cè)試，亦可得到正確的結(jié)果。Anechoic chamber為貼滿鐵磁性瓷磚的遮蔽鐵屋，對(duì)外面電磁雜訊可衰減100dB以上，並在內(nèi)部貼上吸波器（absorber），以防四周牆壁反射電磁波。若chamber地面無(wú)放置吸波器則稱為semi-anechoic chamber。 anechoic chamber內(nèi)部設(shè)備擺設(shè)與OATS相同，anechoic chamber依其內(nèi)部幾何長(zhǎng)度又區(qū)分為966及733 chamber，其中966及733內(nèi)部之長(zhǎng)寬高，單位為公尺。將待測(cè)物置於旋轉(zhuǎn)臺(tái)上80cm高的非

12、導(dǎo)電材質(zhì)桌子，此時(shí)由待測(cè)物放射至天線的電磁波特性與OATS相似，只要使用發(fā)射源發(fā)射電波進(jìn)行chamber與OATS的各頻帶之比較測(cè)試，以獲得各頻率的修正係數(shù)，亦稱為偏移量，即可使用chamber模擬OATS的測(cè)試環(huán)境，圖5為anechoic chamber的幅射性干擾測(cè)試情形。傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試 對(duì)所有電源供應(yīng)器電源線的聯(lián)接方式，大都推薦使用CDN來(lái)進(jìn)行傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試，除了對(duì)一些輸入電流大於16A或其它複雜系統(tǒng)才會(huì)採(cǎi)用注入法6。如圖6所示，使用CDN來(lái)進(jìn)行切換電源供應(yīng)器傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試場(chǎng)地，其中將CDN、待測(cè)物及其負(fù)載置於金屬接地平面上，此金屬接地平面的面積必須含蓋CND、待測(cè)物及其負(fù)載，且延

13、伸至其周圍為0.2m以上。 在金屬板上放置10cm高之絕緣平臺(tái)，再將待測(cè)物及其負(fù)載放置於平臺(tái)，值得注意的是，CDN與待測(cè)物之距離需0.1m0.3m之間，接線應(yīng)在接地平面上3cm5cm之間。電源經(jīng)由CDN供給待測(cè)物，且由RF測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器輸出上述規(guī)定調(diào)變信號(hào)至CDN，以供給待測(cè)物干擾電壓，模擬實(shí)際傳導(dǎo)性電磁干擾現(xiàn)象。 RF測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器輸出信號(hào)頻率的掃描率須小於1.5x10-3decade/s或採(cǎi)用人工操作，在傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試期間，使用電壓錶觀測(cè)其輸出電壓或power good信號(hào)之變化，再依據(jù)其測(cè)試結(jié)果並參考前述性能指標(biāo)評(píng)估準(zhǔn)則，給待測(cè)物評(píng)定適當(dāng)?shù)燃?jí)。 幅射性耐受度測(cè)試 切換電源供應(yīng)器的幅射性

14、耐受度測(cè)試須在733 anechoic chamber中進(jìn)行，如圖5所示，其中天線與待測(cè)物距離3m。將待測(cè)物負(fù)載放置於80cm高的非導(dǎo)電材質(zhì)桌子，且平貼均勻場(chǎng)強(qiáng)平面。利用chamber外部的RF信號(hào)產(chǎn)生器，經(jīng)由電纜接至天線，再依據(jù)法規(guī)規(guī)定的頻率及調(diào)變場(chǎng)強(qiáng)，發(fā)射電磁波至待測(cè)物。掃描頻率的變化率及測(cè)試結(jié)果評(píng)估方法，同傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試。 比較測(cè)試及校驗(yàn)傳導(dǎo)性及幅射性比較測(cè)試 基本上在測(cè)試場(chǎng)地不做任何變動(dòng)，以及測(cè)試儀器均規(guī)定進(jìn)行校驗(yàn)之前題下，每次進(jìn)行傳導(dǎo)性及幅射性測(cè)試時(shí)，所得的場(chǎng)地背景之電磁干擾雜訊特性差異不大。為避免因測(cè)試場(chǎng)地外在因素變動(dòng)而影響測(cè)量值，並確保測(cè)試結(jié)果的正確性，在進(jìn)行傳導(dǎo)性及幅射性測(cè)試

15、前，可用一黃金樣品（golden sample）及參考發(fā)射源，分別對(duì)傳導(dǎo)性及幅射性場(chǎng)地進(jìn)行比較測(cè)試，藉著比較每次測(cè)試的結(jié)果，以初步瞭解測(cè)試儀器及場(chǎng)地的正確性再進(jìn)行測(cè)試。若比較測(cè)試發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果有所不同，則應(yīng)先對(duì)儀器及場(chǎng)地進(jìn)行除錯(cuò)，待故障排除及比較測(cè)試結(jié)果正確時(shí)再進(jìn)行試驗(yàn)。 比較測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)兩種做法基本上是相相的，不同的是校驗(yàn)必須經(jīng)過(guò)合法認(rèn)證的機(jī)構(gòu)執(zhí)行，其結(jié)果具有公信力。相對(duì)地，比較測(cè)試僅為一般機(jī)構(gòu)為了降低研發(fā)流程與成本，依據(jù)規(guī)範(fàn)建立測(cè)試的場(chǎng)地與設(shè)備。在同一工作條件下，比較內(nèi)部與合法認(rèn)證測(cè)試結(jié)果的差異性，並據(jù)以修正內(nèi)部測(cè)試條件，以使測(cè)試結(jié)果近似於合法認(rèn)證測(cè)試結(jié)果，以期在初產(chǎn)樣品送往合法認(rèn)證機(jī)構(gòu)測(cè)

16、試，能順利通過(guò)測(cè)試取得證書(shū)?；洞擞^點(diǎn)，本文僅說(shuō)明一般比較測(cè)試的校驗(yàn)方法，但可依此建立各種測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程及相關(guān)文件，用以申請(qǐng)CNLA合格認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室。 傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試校驗(yàn) 在進(jìn)行傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試之前，應(yīng)先校驗(yàn)RF產(chǎn)生器射入CDN的干擾電壓值是否合乎標(biāo)準(zhǔn)，其校驗(yàn)方法為將CDN的電源輸入端（AE）接上150終端器為負(fù)載；待測(cè)物（EUT）端接150轉(zhuǎn)50之轉(zhuǎn)接器，連接內(nèi)阻為50的電表。由RF產(chǎn)生器產(chǎn)依法規(guī)所定的頻率間隔，於各頻率下產(chǎn)生如表2所規(guī)定的電壓準(zhǔn)位V0，但不加入調(diào)變弦波信號(hào)，使得電壓表的讀值須滿足下式：才合乎標(biāo)準(zhǔn)，其中Vmeas為測(cè)量值，此時(shí)亦必須記錄下滿足式（1）的RF產(chǎn)生器之控制參數(shù)

17、，並據(jù)以做為傳導(dǎo)性耐受度測(cè)試時(shí)控制參數(shù)定值。為了能準(zhǔn)確及自動(dòng)調(diào)整所需電壓位準(zhǔn)，可將觀測(cè)的電壓信號(hào)Vmeas經(jīng)由A/ D轉(zhuǎn)換為數(shù)位信號(hào)輸入控制電腦，由控制電腦自動(dòng)調(diào)整RF產(chǎn)生器之控制參數(shù)以滿足要求。 幅射性耐受度測(cè)試校驗(yàn) 幅射性耐受度測(cè)試時(shí)，必須於待測(cè)物面產(chǎn)生均勻場(chǎng)強(qiáng)，以獲得正確測(cè)試結(jié)果，所以在耐受度測(cè)試時(shí)，需先校驗(yàn)均勻面之場(chǎng)強(qiáng)。所謂均勻面?zhèn)S指在待測(cè)物放置處，距參考地平面0.8m高之1.5mx1.5m的平面，如圖7所示，並進(jìn)一步細(xì)分為0.5mx0.5m的最小均勻場(chǎng)強(qiáng)面積，如圖7所示。 用全向性接收器（isotropic field probe）置於圖7中所示的16點(diǎn)上量測(cè)場(chǎng)強(qiáng)，測(cè)試結(jié)果至少12點(diǎn)

18、場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量值需在規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)的0Db+6dB以內(nèi)才視為合格。校驗(yàn)時(shí)，RF產(chǎn)生器依表2所規(guī)定的電場(chǎng)準(zhǔn)位發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)，但不需要正弦波調(diào)變，再將產(chǎn)生上述均勻場(chǎng)強(qiáng)的控制參數(shù)記錄做為幅射性耐受度測(cè)試使用。 Semi-anechoic chamber校正係數(shù) 當(dāng)Semi-anechoic chamber興建完成後，接著就是要求得chamber之chamber factor。Chamber factor是由chamber與OATS進(jìn)行30MHz200MHz附近的比較測(cè)試而求得10,11，其方法利用一參考發(fā)射器做為電場(chǎng)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)（field strength transfer standard），應(yīng)用體積法（vooume

19、 method）5分別在OATS及chamber的轉(zhuǎn)臺(tái)位置取五點(diǎn)，在兩個(gè)不同規(guī)定的高度位置放置發(fā)射器，由天線分別測(cè)量其垂直及水平極性方向的電場(chǎng)。 參考發(fā)射器的天線型式有雙極及環(huán)狀天線，兩種天線均要做測(cè)試，參考發(fā)射器天線擺設(shè)的極性方向應(yīng)與接收天線平行。每做一次固定天線極性方向比較的測(cè)試，就會(huì)產(chǎn)一組對(duì)應(yīng)於各頻率校正係數(shù)，將這幾組校正係數(shù)繪製於同一圖表，可由圖表中發(fā)現(xiàn)各組校正係數(shù)隨著頻率變化而散佈在一特定範(fàn)圍，這個(gè)範(fàn)圍最上面的包絡(luò)線稱為最差情況的chamber factor，而包絡(luò)線的平均值則稱平均chamber factor。將chamber factor加入所測(cè)得到等效OATS之測(cè)量值，若並不是

20、所有體積法中所規(guī)定位置的天線極性方向均被測(cè)量，則依上法所求得數(shù)據(jù)稱為校正係數(shù)。 基於實(shí)務(wù)上的考量，此733 semi-anechoic chamber若要採(cǎi)用體積法求得chamber factor有下列困難：  切換式電源供應(yīng)器在OATS進(jìn)行幅射性測(cè)量，是將其放置於80cm高轉(zhuǎn)臺(tái)桌上測(cè)試，其體積遠(yuǎn)小於體積法所含蓋的體積。 設(shè)備供應(yīng)商無(wú)法提供天線因數(shù)（antenna factor）、cable loss及參考發(fā)射源天線因數(shù)，雖然可自行校驗(yàn)求得，但是花費(fèi)成本太高。 此semi-anechoic chamber不是以成為認(rèn)證chamber為目的，僅是提供切換式電源供應(yīng)器

21、設(shè)計(jì)過(guò)程必要的預(yù)先測(cè)試場(chǎng)地。 依據(jù)CISPR169對(duì)anechoic chamber的要求，其幅射值的均勻性比使用volume method求標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地衰減值更來(lái)的重要。因此，將採(cǎi)用另一個(gè)比較簡(jiǎn)易測(cè)量方法，用以求出此chamber與OATS之校正係數(shù)。 這個(gè)簡(jiǎn)易方法如下： *對(duì)733 semi-anechoic chamber之均勻性評(píng)估，則選定參考發(fā)射源的放置位置為旋轉(zhuǎn)臺(tái)桌中心、前方及左方中間桌緣，各別進(jìn)行頻譜測(cè)量，此一位置為EN55022及FCC part 15所規(guī)定待測(cè)物放置位置。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)桌旋轉(zhuǎn)時(shí)，所含蓋的範(fàn)圍為待測(cè)物幅射干擾放射的最大區(qū)域，比較這三個(gè)位置的頻譜是否在±

22、2dBV/m內(nèi)9，以評(píng)估chamber之均勻性。*因?yàn)榍袚Q式電源供應(yīng)器於電路佈局設(shè)計(jì)時(shí)，以考慮避免形成環(huán)形電流迴路，因而所產(chǎn)生環(huán)形極性方向幅射干擾較少，因此在進(jìn)行比較測(cè)試時(shí)，僅採(cǎi)用半波雙極（half-wave dipole）天線之參考發(fā)射源來(lái)執(zhí)行場(chǎng)強(qiáng)轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)，可縮短比較測(cè)試時(shí)間及降低費(fèi)用。 *將天線因數(shù)、cable losses及場(chǎng)地的transmit losses均包含於校正係數(shù)中，僅比較chamber與OATS之頻譜分析儀之測(cè)量值，即： CF(f)=MOATS(f)-Mchamber(f) 其中CF、MOATS及Mchmber分別表是校正係數(shù)、OATS與chamber之頻譜分析儀

23、之測(cè)量值，f為頻率。Chamber與OATS比較測(cè)試的參考發(fā)射源，是使用EMCO 4630 Refrad，為確保測(cè)試品質(zhì)，先將Refrad充飽電再進(jìn)行發(fā)射電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，一直到Refrad自動(dòng)斷電停止工作為止，其中頻率選用的間格為5MHz。 在這段期間，每15分鐘使用頻譜分析儀測(cè)量所選定頻率的電場(chǎng)值，頻率為由30MHz300MHz，每30MHz為一個(gè)間隔，其結(jié)果如圖8所示，每個(gè)頻率的測(cè)量值誤差均在4dBV/m範(fàn)圍內(nèi)，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Refrad於正常工作期間，其發(fā)射的電場(chǎng)品質(zhì)穩(wěn)定。 接著使用Refrad做為電場(chǎng)轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行C&C Lab的OATS與chamber比較測(cè)試，比較30MHz1GH

24、z的幅射衰減特性，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試後，依據(jù)式（2）將所得的測(cè)試數(shù)據(jù)平均即獲得校係數(shù)CF，並據(jù)設(shè)定頻譜分析儀的偏差量。經(jīng)過(guò)比較測(cè)試後，chamber與10m OATS對(duì)同一Refrad所測(cè)得場(chǎng)強(qiáng)幅射衰減值，其中有將chamber的校正係數(shù)CF調(diào)高1.5dBV/m，以確保切換式電源供應(yīng)器在chamber內(nèi)通過(guò)測(cè)試，必能通過(guò)OATS之測(cè)試。 結(jié)論切換電源供應(yīng)器要取得國(guó)際認(rèn)證，除了要通過(guò)上述電磁相容測(cè)試，還要通過(guò)EN61000-4-2 ESD、EN61000-4-4 electrical fast transient immunity test及EN61000-4-5 electrical slow tr

25、ansient（surge）immunity test等測(cè)試，這些測(cè)試的方法及知識(shí)，為一般切換式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)工程師所欠缺的。 雖然本文僅著重於電磁相容相關(guān)測(cè)試方法的介紹並以實(shí)例說(shuō)明，但可延伸獲得相關(guān)知識(shí)，正確的電磁相容測(cè)試可縮短產(chǎn)品研發(fā)流程，若切換電源供應(yīng)器測(cè)試失敗時(shí)，工程師亦可由測(cè)試結(jié)果並結(jié)合電磁相容知識(shí)，而採(cǎi)取的除錯(cuò)技術(shù)將更為有效。 參考資料 【1】M. Joshi and V. Agarwal, "Component placement for improved EMI performance in power electrnics circuits, IEEE EMC Sy

26、mposium, pp. 911-917,1998.  【2】L. B. Gravelle and P. F. Wilson, "EMI/EMC in printed circuit boards-a literature review," IEEE Trans. Electrmagnetic Compatibility. Vol. 34, no. 2, pp. 109-116, 1992.  【3】T. Guo, Y. Chen and F. C. Lee, "Separation of the common mode and differe

27、ntial mode conducted EMI noise," IEEE Trans. Power Electronics, vol. 11, no. 3, pp. 480-488.  【4】J. B. Wang, "Thermal design evaluation for an adapter via equivalent circuit method," R. O. C. Symposium on Elecrtical Power Engineering, pp. 770-774,2000.  【5】BS EN55022, Inform

28、ation technology equipment-radio disturbance characteristic-limit and methods of measurement, 1998.  【6】BS EN61000-4-6, Electromagnetic compatibility, part 4, Testing and measurement techniques, section 6. Immunity to conducted disturbance, induced by radio-frequency, 1996.  【7】BS EN61000-

29、4-3, Electromagnetic compatibility, part 4,Testing and measurement techniques, section 3. Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test, 1997.  【8】David a Williams, "A tutorial on EMI #At utorial on BMI switching regulator," IEEE 11th APEC, pp. 333-339,1996.  【9】

30、IEC,CISPR 16-1,1993.  【10】EMCO Model 4630Refrad Operation manual, 1992.  【11】EMCO Calstan/W PN399215,1996. 附錄 為使一般人對(duì)進(jìn)行電磁干擾及耐受度試驗(yàn)時(shí)，所用的測(cè)量單位及術(shù)語(yǔ)有充分瞭解，並有助於對(duì)各種測(cè)試設(shè)立及其測(cè)試結(jié)果說(shuō)明，下面將對(duì)此做一些簡(jiǎn)單說(shuō)明。 Line impedance stabilization network（LISN） LISN為進(jìn)行傳導(dǎo)性干擾試驗(yàn)時(shí)，電源經(jīng)由LISN供給待測(cè)物電源，將待測(cè)物所產(chǎn)生的高頻傳導(dǎo)性雜訊分離，傳至頻譜分析儀測(cè)量，以評(píng)估待測(cè)物所產(chǎn)生的傳導(dǎo)性電磁干擾是否滿足規(guī)範(fàn)。 耦合及解耦合網(wǎng)路（CDN）  CDN為進(jìn)行傳導(dǎo)性耐受度試驗(yàn)時(shí)，將干擾信號(hào)耦合施加給待測(cè)物電源的設(shè)備，以模擬待測(cè)物實(shí)際操作環(huán)境，觀察待測(cè)物是否具備傳導(dǎo)性干擾的免疫力。 場(chǎng)強(qiáng)（Field strength）  場(chǎng)強(qiáng)E亦是電場(chǎng)強(qiáng)度，常做為幅射性干擾的量測(cè)單位（V/m），在遠(yuǎn)