3結果分析及改進措施

　　3.1電源線上傳(chuan) 導發射

　　（1）電源線上傳(chuan) 導發射的原因及應對措施

　　①由於(yu) 激光電源在運行過程中造成工頻波形的畸變，產(chan) 生大量的諧波在電源線上傳(chuan) 導發射。

　　②由於(yu) 激光器采用20kHz以上的高頻高壓開關(guan) 電源，其運行過程中產(chan) 生大量的高電壓高次諧波在電源線上傳(chuan) 導發射。

　　而該台激光電源沒有設置電源濾波器。對此，在供電進線處應采取抑製電源線傳(chuan) 導幹擾的主要措施——安裝電源濾波器。

　　（2）電源濾波器的設計和選用

　　電源線中的幹擾分為(wei) 兩(liang) 種：

　　一種是共模幹擾，即在相線與(yu) 地線間、中線與(yu) 地線間存在的幹擾。共模幹擾在相線與(yu) 中線中同時存在，大小相等，相位相同。

　　另一種是差模幹擾，即在相線與(yu) 中線間存在的幹擾。差模幹擾在相線與(yu) 中線中同時存在，大小相等，相位相反。

       由於(yu) 電源線中往往同時存在上述兩(liang) 種幹擾，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(yu) CC）綜合構成。如圖4所示，其中L1和L2為(wei) 繞在同一磁環上的兩(liang) 個(ge) 匝數相同、繞向相同的獨立線圈，當電源頻率分量經過時，由於(yu) 磁通抵消，電感很小，易於(yu) 通過。當共模頻率分量經過時，由於(yu) 磁通相加，電感很大，不易通過而被抑製。

　　表2激光器電場輻射發射的數據與(yu) 標準對比 頻率（MHz） 試驗值（dBμV/m） 標準值（dBμV/m） 超標（dBμV/m）

　　共模電感L1和L2一般在0.3mH至38mH，共模電容CG要在漏電流小於(yu) 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共模幹擾設計的，如果要對差模幹擾起作用，應該另外增加兩(liang) 個(ge) 獨立的差模抑製電感。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絕緣包裹壓製退火的磁性材料（國產(chan) ZW？1）效果較好，而不用開口鐵氧體(ti) 材料。

　　應用一般電源濾波器與(yu) 信號濾波器的不同之處在於(yu) 阻抗搭配。應用一般信號濾波器時，為(wei) 使傳(chuan) 輸的信號損耗小，應盡量使電源阻抗、濾波器阻抗和負載阻抗匹配。相反，應用一般電源濾波器時，為(wei) 抑製傳(chuan) 輸的幹擾信號，應盡量使電源阻抗、濾波器阻抗和負載阻抗不匹配。

　　設計和選用電源濾波器一定要根據電路的實際情況而定。首先測量傳(chuan) 導幹擾的電平，再與(yu) 電磁兼容的標準進行比較，選擇對超標信號的幅值和頻帶有抑製作用的電源濾波器。對於(yu) 該激光電源可以選擇頻帶10kHz～10MHz，插入損耗大於(yu) 20dB的電源濾波器。

　　3.2電場輻射發射

　　（1）電場輻射發射的原因及應對措施

　　①由於(yu) 激光電源是高壓大電流脈衝(chong) 設備，其放電過程中產(chan) 生大量的高電壓高次諧波，形成很強的電場輻射發射。對此，高壓放電線應采用外加屏蔽的同軸電纜。

　　②由於(yu) 激光器采用20kHz以上的高頻高壓開關(guan) 電源，為(wei) 此，應對激光電源加強電磁屏蔽，並注意屏蔽的完整性和良好的接地措施。

       （2）屏蔽的設計和選用

　　①屏蔽的設計和選用

　　由於(yu) 該激光電源沒有注意屏蔽設計，致使激光電源外部存在很強的電場輻射發射。屏蔽設計時，一般采用電導率高的材料作屏蔽體(ti) ，並將屏蔽體(ti) 接地為(wei) 零電位。它是利用屏蔽體(ti) 在高頻磁場的作用下產(chan) 生反方向的渦流磁場與(yu) 原磁場抵消而削弱高頻磁場的幹擾，又因屏蔽體(ti) 接地而實現電場屏蔽。屏蔽體(ti) 的厚度不必過大，而以趨膚深度和結構強度為(wei) 主要考慮因素。根據電磁兼容性試驗檢測的電場輻射發射頻帶和參數，對於(yu) 該激光電源可以選擇頻帶10kHz～800MHz，屏蔽效能大於(yu) 80dB的電導率高的或磁導率高的材料作屏蔽體(ti) 。

　　②屏蔽的注意事項

　　圖4一般電源濾波器

　　a 注意屏蔽的完整性如果屏蔽體(ti) 不完整，將導致電磁場泄漏。特別是電磁場屏蔽，它利用屏蔽體(ti) 在高頻磁場的作用下產(chan) 生反方向的渦流磁場與(yu) 原磁場抵消而削弱高頻磁場幹擾。如果屏蔽體(ti) 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

　　c 接縫處理接縫處理不好將使屏蔽體(ti) 的屏蔽效果降低。對固定的接縫最好采用連續焊接。焊接前，應將要焊接表麵的非導電物質清除幹淨。要盡可能對全部外殼間斷處進行搭接。對非固定的接縫應采用導電襯墊並壓緊，以提高接縫的電磁密封效果。常用的導電襯墊材料有金屬編織物、含有金屬絲(si) 的橡膠等。對活動的接縫，如門框上，采用彈性指簧以提高接縫的電磁屏蔽效果。

　　d 孔眼屏蔽當有通風、照明、加水、測量等需要時，為(wei) 提高設備的電磁屏蔽效果，應采用孔眼屏蔽。孔眼屏蔽的效果與(yu) 電磁波的頻率、孔眼的尺寸和數量等參數有關(guan) 。

　　e 編織屏蔽因電纜需要活動和彎曲，其屏蔽采用編織帶的形式。編織帶的屏蔽效果隨編織密度的增大而增加，隨電磁波的頻率的增大而降低。一般電纜的屏蔽層是用不導磁的金屬絲(si) 編織的，可以實現電場屏蔽。如需實現磁場屏蔽，電纜的屏蔽層應采用導磁的金屬絲(si) 編織。

　   f 蜂房板屏蔽當設備的通風和屏蔽要求較高時，采用蜂房板屏蔽有較好的效果。蜂房板屏蔽是利用許多並列的六角形金屬管焊在一起構成的。其中每一個(ge) 金屬管都起波導衰減器的作用，而通風的風壓降不大。蜂房板的電磁屏蔽效果取決(jue) 於(yu) 波導管的衰減特性，即與(yu) 波導管的幾何尺寸有關(guan) 。

　　g 麵板孔屏蔽當設備需要安裝表頭、數據或圖形顯示器時，應對麵板孔加以屏蔽，以保證屏蔽的完整性。麵板孔屏蔽的較好方法為(wei) 在表頭或顯示器的後方設置屏蔽罩，屏蔽罩通過導電襯墊與(yu) 金屬麵板連接，通過屏蔽罩的進出線設置穿心電容。

　　h 電連接器屏蔽選擇的屏蔽式電連接器應有足夠的插針，供電纜內(nei) 各個(ge) 屏蔽層在電連接器頭端接，在電連接器座內(nei) 各個(ge) 屏蔽層的插針，用盡量短的連線接到外殼後，再接到殼內(nei) 各個(ge) 相應屏蔽層上。為(wei) 保證屏蔽的完整性，要沿著電纜一周，將電纜的外屏蔽層和電連接器整個(ge) 地連接，最好是焊接；電連接器座應與(yu) 設備的金屬外殼保持良好的電氣連接；電連接器頭也應與(yu) 電連接器座保持好的電氣連接。

       （3）接地的設計

　　接地設計的好壞對激光電源的安全運行、正常工作和屏蔽效果都是非常重要的。為(wei) 此，對該台激光電源的接地進行重新設計如下：

　　①接地的種類和目的

　　電子設備一般有兩(liang) 種接地。

　　一種是安全接地。即將機殼接地，當機殼帶電時，促使電源的保護電器動作而切斷電源，以便保護操作人員的安全。#p#分頁標題#e#

　　另一種是工作接地。工作接地給電路係統提供一個(ge) 基準電位，同時也可將高頻幹擾引走。但是不正確的工作接地反而會(hui) 增加幹擾。比如共地線幹擾、地環路幹擾等。工作接地按工作頻率采用不同的接地方式。由於(yu) 該激光電源的工作頻率較低（小於(yu) 1MHz）而采用單點接地式（即把整個(ge) 電路係統中的一個(ge) 結構點看作接地參考點，所有對地連接都接到這一點上，並設置一個(ge) 安全接地螺栓）。為(wei) 防止工頻和其它雜散電流在信號地線上產(chan) 生幹擾，信號地線應與(yu) 功率地線和機殼地線相絕緣。且隻在功率地、機殼地和接往大地的接地線的安全接地螺栓上相連。

　　②接地電阻的要求

　　接地電阻越小越好。因為(wei) 當有電流流過接地電阻時，將會(hui) 產(chan) 生電壓，引發共地阻抗的電磁幹擾。另外，該電壓一方麵使設備受到反擊過電壓的影響，另一方麵使操作人員受到電擊傷(shang) 害的威脅。因此一般要求接地電阻小於(yu) 4Ω。

　　接地電阻由接地線電阻、接觸電阻和地電阻組成。為(wei) 此降低接地電阻的方法有以下三種：

　　一是降低接地線電阻，為(wei) 此要用總截麵大和長度小的多股細導線。因為(wei) 電阻和導線的總截麵成反比、長度成正比，並與(yu) 通過電流的趨膚效應有關(guan) 。

　　二是降低接觸電阻，為(wei) 此要將接地線與(yu) 接地螺栓和接地極緊密又牢靠地連接並要增加接地極和土壤之間的麵積與(yu) 接觸的緊密度。

　　三是降低地電阻，為(wei) 此要增加接地極的表麵積和增加土壤的導電率（如在土壤中注入鹽水）。

　　③激光電源機櫃接地

　　綜上所述，激光電源機櫃的接地見圖5。

　　激光電源機櫃的接地說明：

　　——交流供電采用單相三線製，50Hz電源零線應接到安全接地螺栓處；

　　——為(wei) 防止機殼帶電，危及人身安全，不許用電源零線作地線代替機殼地線；

　　——為(wei) 防止高電壓、大電流和強功率電路（如電源、繼電器、電機）對低電平電路（如高頻電路、數字電路、模擬電路等）的幹擾，將它們(men) 的接地分開。前者為(wei) 功率地（強電地），後者為(wei) 信號地（弱電地）。而信號地又分為(wei) 數字地和模擬地。信號地線應與(yu) 功率地線和機殼地線相絕緣；

　　圖5激光電源機櫃的接地

　　——對於(yu) 信號地線可另設一信號地螺栓（和機櫃外殼相絕緣），該信號地螺栓與(yu) 安全接地螺栓的連接有三種方法（取決(jue) 於(yu) 接地的效果）：一是不連接，而成為(wei) 浮地式；二是直接連接，而成為(wei) 單點接地式；三是通過一3μF電容器連接，而成為(wei) 直流浮地式，交流接地式。其它的接地最後匯聚在安全接地螺栓上（該點應位於(yu) 交流電源的進線處），然後通過接地線將接地極埋在土壤中。

　　4結語

　　激光電源是強電磁幹擾源。如果不加以抑製，將可能影響其它設備的正常運行。為(wei) 此，應當進行電磁兼容性試驗，檢測出不符合國標規定的具體(ti) 項目的頻帶和參數，以便進行有針對性的電磁兼容性設計改進，保證整個(ge) 係統能正常工作。