1　电源的电磁干扰标准与测试的关系

供电电源作为与用电设备之间的接口电路，在完成功率传送和满足对各种各样电能形式变换需要的同时，电力电子装置不可避免地易产生非正弦波形，从而造成电磁干扰(EMI)。电磁干扰向电网注入整倍数的基波频率的谐波电流，造成电网电压畸变；还会对电气设备产生不同程度的EMI干扰信号，这些EMI干扰信号可能以电磁幅射形式发射出去，也可能通过电缆或电源线进行传导。治理EMI问题已成为电力电子技术、电力系统等领域不可缺少的重要组成部分，电磁兼容（EMC）问题已成为当前研究的热点课题。

为消除EMI的影响，许多国家设立了专门机构，如美国的联邦政府通信委员会（FCC，federal communications commission ) ，德国的（VDE，verbena detacher electrotechniker ) 等。它们都遵循国际无线电干扰特别委员会 (CISPR，international special committee on radio interference ) 的规定，制定自已国家的有关放射和测试过程标准，以限制电子设备的放射和控制设备的灵敏度。CISPR是国际电工委员会( IEC，international electro technical commission ) 的一个分会，于1934年成立，其主要职责是制定EMI标准。我国于1993年正式发布并于1994年开始实施《电能质量－公用电网谐波标准》。

1979年，FCC采用新规定，以降低数字式产品的潜在干扰。数字式产品包括家庭和工业用计算设备，计算设备是指计算机和其它电子设备，它们采用了数字技术，产生并使用10kHz以上的时钟脉冲和信号。根据这些设备的用途，又进一步分类：用于商业、工业和企业的设备属于A类；那些轻便的一般为民用设备属于B类。FCC的这些新规定，立即引起生产厂家对EMI的极大关注。加入WTO后，要把电子产品销往国外，不但要了解有关EMI标准，还要知道用哪些测试方法和设备才能得到产品的EMI认可，从而采取相应的措施使它们符合EMI标准。本文在讨论FCC、VDE、CISPR等EMI标准的基础上，研究电源的电磁干扰标准与测试关系注意事项和如何选用这些标准。

2　FCC标准及测试

FCC 标准[1]及单位转换数据见表1。表中AF表示天线系数，对于A类设备，测试过程可以独立FCC而自行完成，但要提交测试结果， FCC保留了随时抽样测试的权力。一旦有人报告设备对EMI不合符标准，则必须对设备进行测试，并对厂家提交的测试结果进行审查。对于B类设备，限制比较严格，必须提交一个样品供测试之用。在对设备按FCC标准进行EMI指标测试时，需注意下列几点：

(1)　为便于和FCC的规定比较，传导放射测量使用的分辨带宽不能小于10kHz；

(2)　在传导放射测量时，FCC只要求测出设备6个*大EMI信号电平，即使它们未超出规定的界限；

(3)　对于传导放射的测量，如果信号是宽带的，规定的界限可放宽13dB。为了利用这一有利条件，必须先对信号分类，看是窄带还是宽带；

(4)　对待测设备做辐射测量时，FCC标准规定要使用精心设计的测试环境，使场地内的反射*少，在放射信号必须通过的路径不能有障碍物，而且要考虑到天线会接收到4.7 dB 的附加信号，这些附加信号是由于地面反射造成的（理想的地面反射为6dB）。

(5)　在FCC的规定中，辐射测量使用的分辨带宽不能小于100kHz，和传导放射的测量一样，也要记录6个*大的读数，设备的方位也要记下来，以便在修改设计方案、检查其对辐射EMI特性的影响时能准确地重复以前的测试条件。

(6)　一般情况下，用准峰值检波器测出的数值偏低，因此，用峰值检波方式测出的数值作为EMI测试是否通过的依据，对相容性的保险系数更大[2]。

表1　　FCC 标准及单位转换

3　VDE和CISPR标准及测试

VDE和CISPR两个标准及测试条件基本相同[3]，将它们放在一起讨论。VDE传导放射标准和辐射标准分别见表2和表3。表2中LISN表示线路阻抗稳定网路(line impedance stabilization network)，VDE和CISPR测传导放射时，VDE和CISPR采用有别于FCC的LISN电路，其输入阻抗为150 ；而FCC采用的LISN电路，其输入阻抗为50 。VDE和CISPR规定传导测试下限频率为10kHz，而FCC规定为450kHz，这三种标准规定上限频率都是30MHz。辐射测试频率范围，VDE和CISPR规定为10kHz~1000 MHz；而FCC规定为30MHz~1000 MHz。

表2　VDE传导放射标准

VDE和CISPR不接受厂家提供的测试数据，而美国的FCC则承认厂家提供的测试数据和鉴定结果，因为厂家的测试保证了测试站不会发现比规定的界限更高的EMI电平。由测试站进行的正规测试事实上是一种独立的产品质量认定，VDE要对产品可能对**性造成的危害都加以评估。这是一种比较稳妥的办法，因为这种测试包括了所有的潜在危害，其中也包括EMI对通信业务的影响。

VDE和CISPR的规定分许多种，有的适应于工业产品和科学仪器，有的适应于消费型设备(如手持电动工具等)。对于计算设备，VDE的规定又分为A、B、C三类，其中A、C类规定对经常要搬动的设备进行了限制；B类规定对民用和通信设备进行了限制，还涉及通信业务的**，因而更为严格。

VDE规定在某种意义讲，适合于测试过程和设备性能易发生变化的场合。测试单个产品时，测得的EMI电平必须比规定指标低2dB以上才算合格。其后重新测试时，如测得的EMI电平比规定指标高出2dB以上，则认为是超标准。对大量的设备进行测试时，则采用统计技术，保证在80%的被测试产品中，有80%以上产品被确认是在规定的指标以下。

表3　VDE辐射放射标准

4　谐波电流、电压限值

表4列出了CISPR标准中有关电力电子装置和其它非线性负载用户，允许注入电网的谐波电流限值。该表适合于电压等级为2.4~69kV，其中ISC / I1　为公共连接点(PCC) 短路电流与基波电流之比，偶次谐波限值为表4中奇次谐波限值的25%[4]，Ih / I1为第h次谐波电流与基波电流之比。表5为供电电网须保证电压波形质量的谐波电压限值，不仅适用于三相系统，也适用于单相系统，其中Vh / V1为第h次谐波电压与基波电压之比。现将表4、表5中有关定义说明如下：

(1) PCC畸变电压Vh 取决于交流电源内阻抗

和注入的谐波电流值，对于基波角频率 下的第h次谐波，其PCC畸变电压有效值为：

(1)

式中Ih为注入电网的第h次谐波电流有效值。

(2) ISC 是电源提供给故障点的短路电流有效值，当PCC三相短路时：

(2)

式中VS 是电源相电压有效值。ISC越大说明PCC交流系统的容量越大。

(3)　 电流总谐波畸变率为

THDi =

(3)

从表4中可知：THDi允许值随供电容量(ISC / I1) 的增加而增加。表6列出了我国有关公用电网谐波电压限值的规定， HRVh表示各次谐波电压含有率，有下列关系式：

(4)

在允许谐波电压含有率情况下，ISC / I1越大，Ih / I1比值也可更大些，因此，由表4和表6可得出这样的结论：谐波电压的限值和谐波电流的限值是随供电容量(ISC / I1) 的增加而允许增加的，这一点对于诊断电气产品EMI是否达标是很有益处的。THDV为电压总谐波畸变率定义为：

THDV =

(5)

表4　CISPR__519　PCC谐波电流限值 (Ih / I1) %

表5 CISPR__519　PCC谐波电压限值 (Vh / V1) %

表6　公用电网谐波电压(相电压)限值

5　信息设备GB9254传导干扰标准

当电气设备使用场合已确定时，该设备的EMI标准就得按使用场合所在行业的EMI标准来衡量。例如，某开关电源用在信息行业，则这个开关电源就作为信息设备，使用信息行业EMI标准来诊断[5]，即引用GB9254(相当于EN5502)A或B级标准。对于GB9254传导干扰A和B级标准分别见表7和表8。使用表7、表8时，在过渡频率(0.5MHz) 处应采用较低的限值；使用表8时，在0.15MHz~0.50MHz频率范围内，限值随频率的对数呈线性减小。

6 结束语

本文讨论了FCC、VDE、CISPR等EMI标准的有关内容、并对这些标准进行比较，找出它们的异同之处，特别强调了电源的电磁干扰标准与测试关系中应该注意事项和如何选用这些标准。在我国已加入WTO的今天， 电源的电磁干扰标准与测试关系的研究将有助于国内厂家更多了解EMC问题，使其生产的产品能顺利地通过EMI指标测试，有利于提高我国电子产品和电气设备在国际上的竞争力。为了保护电磁设备和供电电网不被EMI信号所干扰，CISPR的建议也在不断完善和修改，以便反映出新的要求和需要，这就要求我们进一步熟悉和不断研究这些标准，以便更好地与国际接轨。