長沙科電電子科技有限公司
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UPS電源的電磁兼容問題的解決
信息來源:
長沙UPS電源
發(fā)布時間:2013-1-17 瀏覽:
UPS不間斷電源電磁兼容的問題必須在產(chǎn)品的開發(fā)階段解決。針對UPS的產(chǎn)品特點,UPS的電磁兼容主要包含以下幾個部分:電源的輸入、輸出傳導(dǎo)干擾;電源的輻射騷擾;UPS的抗干擾特性。下面逐項闡述達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)計方法。
UPS不間斷電源電磁兼容的問題必須在產(chǎn)品的開發(fā)階段解決。針對UPS的產(chǎn)品特點,UPS的電磁兼容主要包含以下幾個部分:電源的輸入、輸出傳導(dǎo)干擾;電源的輻射騷擾;UPS的抗干擾特性。下面逐項闡述達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)計方法。
1、輸入、輸出傳導(dǎo)干擾的抑制
針對傳導(dǎo)騷擾,可以從三個方面來考慮:干擾源、傳導(dǎo)途徑和直接的騷擾抑制。
A、干擾源的消除和降低:在UPS中有整流的AC/DC變換,有SPWM逆變的DC/AC逆變器,有PFC的高頻變換電路,有DC/DC變換的回路,這些都是UPS內(nèi)重要的騷擾源,尤其是其中的變壓器、電感、高頻電流回路,因此,合理地設(shè)計相應(yīng)變壓器和電感的參數(shù)、加工工藝和在整機中的布局將可能大幅度降低它們的騷擾強度,合理地設(shè)高頻電流的PCB、布線也可以改善UPS的騷擾;對于功率變換器中的驅(qū)動電路,可以在不影響效率和內(nèi)阻的情況下加大驅(qū)動電阻,增加開關(guān)電源的上升、下降沿時間,從而減少電壓、電流的高頻諧波含量。
B、傳導(dǎo)途徑的抑制:由于所有的傳導(dǎo)干擾只有通過適當(dāng)?shù)目臻g和導(dǎo)體途徑才可能作用到UPS的輸入、輸出電源端子,因此,盡量減少傳遞的途徑也是減低UPS 不間斷電源騷擾的有效方法。例如,將所有的干擾源安裝在離輸入、輸出端子較遠的位置,輸入、輸出的電源線不從干擾源附近走線,在干擾源的進出位置加強抑制處理,通過屏蔽手段將干擾源和其它部分進行空間隔離,電源的輸入、輸出等分別在整機的相對較遠位置等。
C、直接的騷擾抑制:對于采用上述方法后仍然無法符合標(biāo)準(zhǔn)要求的情況,直接在輸入、輸出回路采用相應(yīng)的EMI濾波器件,如電感、高頻電容、專用濾波器等將可以再次有效壓低UPS整機對外的傳導(dǎo)干擾,實踐表明,只要適當(dāng)加大濾波器的相關(guān)參數(shù)和衰減的DB值,一般都可以將UPS的傳導(dǎo)騷擾壓低到標(biāo)準(zhǔn)的限值以內(nèi)。當(dāng)然,濾波器的安裝必須越靠近輸入、輸出電源端子越好,因為即使是多幾厘米長的接線也會增大干擾,插座式的濾波器將是為理想的選擇。另外,在濾波器中的電容或外加的EMI濾波電容好是無感的,以增強濾波效果。
2、整機輻射干擾的抑制
對于UPS的輻射干擾,主要有兩種方法:輻射源的強度抑制和輻射途徑的處理。
A、輻射源的抑制:在UPS中,輻射源的輻射強度抑制方法基本同傳導(dǎo)的處理相同,因為干擾源本身即有傳導(dǎo)騷擾又有輻射騷擾;另外,對于輻射騷擾,對輻射源采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧⿲⒖墒钟行У亟档洼椛涓蓴_的電平和能量。
B、輻射途徑的處理:整機外殼的等電位設(shè)計:根據(jù)電磁場原理,一個接地良好理想密閉的金屬六面殼體的內(nèi)外電磁場不存在相互干擾,因此UPS的外殼一般應(yīng)作成金屬的,且各個面之間應(yīng)良好連接,保證為一個等電勢體,這樣即可十分有效減弱UPS對外的輻射干擾。一般對于電磁兼容要求嚴(yán)格的場合,UPS的殼體不宜采用塑料制作。
進出UPS殼體連線的處理:由于UPS必須有輸入、輸出電源端子、電池擴展端子等連線進出UPS的外殼,因此這些線的防騷擾處理將十分重要,直接影響到測試的結(jié)果能否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一般在這些線上適當(dāng)?shù)丶有└哳l磁環(huán)和高頻電容就會有很好的效果。
3、UPS的抗干擾設(shè)計
UPS的抗干擾主要體現(xiàn)在控制電路的抗擾性,從電路的性質(zhì)可分為模擬電路的抗干擾和數(shù)字電路的抗干擾兩個方面。良好的抗擾性是保證 UPS正常運行的條件,因此,在UPS的控制回路的設(shè)計初期就必須將控制電路的抗擾性考慮進去,否則,遇到外界騷擾時整套的控制方案將可能全部推翻。
A、模擬電路的抗干擾:
對于開環(huán)的模擬控制,一般針對可能出現(xiàn)干擾的部位適當(dāng)加入一定的RC電路將騷擾消除;對于閉環(huán)的模擬控制,除了采用RC外,還必須對閉環(huán)的放大倍數(shù)的頻率特性進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,確保干擾信號加入時不會對環(huán)路產(chǎn)生惡果。
對于功率部分的電路,減短所有的連線、加入假負載、減小功率驅(qū)動的回路等都可以有效增強功率電路的抗干擾能力。
B、數(shù)字電路的抗干擾:
對于數(shù)字控制電路,其抗擾性對UPS的可靠性十分重要,因為目前幾乎所有的UPS控制都有采用到數(shù)字控制的單片機,抗擾性差的系統(tǒng)將可能導(dǎo)致UPS的停機或損壞。
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