
预习思考题:
当设备的输入电流波形与电源电压波形不一样时,就说明设备产生了传导骚扰。因此,只要监测设备的电流就可以了。为什么大部分标准中,关于传导骚扰的限制值用电压来表示,比如mV。


判断电源线上是否存在传导发射可以从两个方面判断,一个是电流的波形,记住,是电流的波形,而不是电压的波形。另一个是电流的频谱。实际上,这两个方面的本质是一样的,只不过一个是从时间域上看,另一个是从频率域上看。
从时间域上看,就是看电流的波形与电源电压的波形是否一致,如果一致,就没有传导骚扰发射,如果不一致,就意味着有传导骚扰发射。
例如,左上图,电源电压是正弦波,但是电流的波形是在正弦波上叠加了很多毛刺,这意味着有骚扰发射,由于毛刺的频率较高,因此代表了高频的骚扰发射。
左下图,电源电压是正弦波,但是电流波形是一个尖脉冲,完全不同于电源电压,因此,这个设备有骚扰发射。实际上,这个设备产生的低频谐波发射,也就是CE101发射。
从频率域上看,就是看电流的频谱中是否包含了电源电压所没有的频谱成分。例如,右图中的电流频谱,十分丰富,没有一种电源电压会有这么丰富的频谱成分,因此,肯定有骚扰发射。

前面我们知道,只要负载电流与电源电压的波形不同,就说明负载产生传导骚扰发射。
那么,负载电流为什么与电源电压的波形不同呢?
是因为负载的电阻发生了突然的变化。
图中给出了欧姆定律的公式,从这个公式中可以看出,只要电阻R是一个常数,电流的波形一定和电压的波形相同。如果R是一个变量,电流波形和电压波形肯定不同。
我们打个通俗的比喻,一个飘在水面的小船。如果船上的人安静的坐着,小船周围的水面 会很平静。如果,船上的人剧烈动作,例如跳舞,小船周围的水面会波浪起伏。这里,小船相当于负载,水面相当于电源。
右下角的图是一个调光台灯的电路,调光台灯电路通过控制负载的导通时间来控制灯的明亮程度,导通时间越长,台灯越亮。如果电路永远导通,台灯处于最亮的状态。
右上角的图是这个调光台灯的电压和电流波形。这里,显然电压波形和电流波形不同,因此产生传导骚扰。
台灯最亮时,电流波形与电压波形基本相同,没有骚扰发射。
右上角的电压波形中,我们看到,在负载突然导通时,电压出现了毛刺,这是因为电源线的电感在电流突变时,产生了感应电动势。因此,这时的电压波形与原来电源的电压波形也是不同的,因此,电源上也有电压骚扰。
实际上,正是这种电压骚扰对电网上的其他设备产生了不良影响。

开关电源模块是每台设备中不可缺少的部件。我们以AC/DC分析一下传导骚扰的产生过程。
图中一个AC/DC模块的原理图。首先,整流桥将交流电压整流成直流电压,然后开关三极管对直流电压进行斩波,获得宽度不同的脉冲电压,通过控制脉冲电压的宽度,就可以控制输出直流电压的有效值。
这里,有两个骚扰产生电路。一个是整流+平滑电容电路。这里产生的电流波形就是前面看到的尖脉冲波形。这种波形主要包含电源电压的奇次倍谐波频率,例如50Hz工频电压,就会产生150Hz、250Hz 、• • • •。这就是谐波电流发射,在GJB151中就是CE101发射,安装在舰船上的设备必须满足这个传导发射的限制。
另一个骚扰源电路是对直流电压进行斩波的开关三极管所产生的。它的工作状态是周期性的通断,因此,产生了周期性变化的电流,这就是传导骚扰发射。传导骚扰发射的频率与开关的周期有关,周期越短,频率越高。这种骚扰就是我们通常说的传导骚扰发射,在GJB151中就是CE102发射。所有的电子设备都要满足传导发射的要求。
需要注意的是,这种高频的传导发射,会同时产生辐射发射。电源线的传导发射往往是导致辐射发射的重要原因之一。
