開關電源適配器電磁兼容的重要性

開關電源適配器電磁兼容的重要性隨著我國加入WTO，無論是銷往海外市場的開關電源適配器產品，還是湧向中國市場的國外開關電源產品，幾乎都要進行各樣的產品認證。產品認證從貿易角度看，實質上是技術性貿易壁壘。國內的3C認證替代了原來的CCIB和CCEE認證（即長城認證），「CCC」認證是我國強制性產品認證的標誌，「CCC」是China Compulsory Certification的英文縮寫，只有取得了3C認證的開關電源及電子產品才能進入國內市場。3C認證對開關電源適配器和機電、電氣產品的安全性能、EMC等方面做出了詳細的規定。開關電源的電磁兼容（EMC）是指開關電源、電源適配器或電源變壓器在規定的電磁環境電平下，不因電磁干擾而降低其性能指標，同時它們本身產生的電磁輻射不大於規定的極限電平，不影響其他電子設備或系統的正常運行，並達到開關電源與設備、開關電源與系統之間互不干擾，共同可靠工作的目的。在國家標準GB/T4365-1995《電磁兼容術語》中對電磁兼容的定義是：「設備或系統在其電磁環境中能正常工作並且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁干擾能力。」該標準等同採用國際IEC61000(1990)系列標準。隨著國際電磁兼容法規的日益嚴格，開關電源及其他電子產品的電磁兼容性能越來越受到重視。電磁兼容研究包含以下的內容：（1）開關電源適配器、充電器、電源變壓器或電子設備、系統應具有抵抗一定電磁干擾的能力。即它應不會受到處於同一電磁環境中的其他電子設備或電子系統發射的電磁干擾而產生不允許的工作性能下降的現象。（2）開關電源、適配器、充電器、變壓器或電子設備、系統不產生超過規定限度的電磁干擾。電磁兼容一詞源於英文Electromagnetic Compatibility,直譯為電磁兼容性，也就是我們常說的EMC.上面所定義的電磁環境概念是指「存在於給定場所的所有電磁現象的總和」。可見電磁環境是由空間、時間、頻譜三個要素組成的，所以要解決開關電源適配器（電源變壓器）的電磁兼容問題就離不開這三個要素。電磁兼容研究就是研究在有限的空間、時間和頻譜資源下，開關電源適配器或電子設備在電磁環境下能正常工作的一門科學。以辦公室為例，由於辦公室的空間是有限的，小的幾十平方米，大的也不過幾百平方米，在這樣有限的空間中配有各種各樣的電氣和電子設備。例如，配有照明電氣、上網設備、計算機、傳真機、複印機和空調機等等。其次是時間，在正常辦公時間內，幾乎所有的電氣設備都有自己的工作頻譜範圍，產生各自的電磁現象。在頻譜方面現在國際電信聯盟（ITU）已規劃的、可利用的10KHz~400GHz無線電頻譜範圍，任何一種無線電業務都離不開這一頻率範圍，對於高於400GHz的電磁波進入光波波段。電磁兼容研究所涉及的技術領域或服務對象幾乎包括了所有用電設備。目前，越來越多的國家已把電磁兼容標準作為開關電源適配器、充電器、電源變壓器或電子產品性能的評價依據。隨著電氣電子設備的高速化和數字化，尤其是歐盟根據89/336EEC指令從1996年1月開始強制執行電磁兼容標準以來，在世界範圍內掀起了對開關電源、充電器、變壓器和電氣電子產品EMC研究的熱潮。電磁兼容技術是解決電磁干擾相關問題的一門技術。而電磁兼容設計就是在開關電源和電子產品設計時設法抑制（消除）電磁干擾，提供開關電源和電子產品在電磁環境中的工作穩定性和可靠性。近些年來，電磁兼容設計技術的重要性日益增加，這有兩個方面的原因：第一，開關電源和電子設備日益複雜，特別是模擬電路和數字電路混合的情況越來越多、電路的工作頻率越來越高，這導致了電路之間的干擾更加嚴重，設計人員如果不了解有關的設計技術，會導致產品開發周期過長，甚至開發失敗。第二，為了保證開關電源和電子設備溫度可靠地工作，減小電磁輻射污染，越來越多的國家開始強制執行電磁兼容標準，特別是在美國和歐洲的國家，電磁兼容指標已經成為法制性的指標，是開關電源和電子產品生產廠家必須通過的指標之一，設計人員如果在設計中不考慮有關的問題，產品最終將不能通過電磁兼容試驗，無法走向市場。大量的調查表明，足夠強的電磁輻射，通過生物組織的反射、吸收和穿透作用，對人體確實有各種明顯的危害。對動物的試驗發現，電磁輻射能產生病理、生理和神經效應，如灼傷、影響消化、引起興奮、痙攣、不安、疲憊、白內障、高血壓等癥狀。到目前為止，雖然還沒完全弄清電磁輻射對人體危害的機理和後果，但是人類已對人體易受電磁輻射危害的器官，如人體、眼睛、大腦、神經、皮膚和血液等，以及對生物組織的致熱效應和非熱效應進行了大量的研究。電磁輻射致病，已經逐步被人類所認識，人類正在採取措施加以控制。要解決好開關電源適配器的電磁干擾問題，必須從電磁波的產生（干擾源）和接收（抗干擾，也就是常說的防護）兩個方面採取措施。抑制開關電源的傳導干擾和輻射干擾、增強電子設備或電子系統的抗干擾能力，使開關電源、充電器、電源變壓器或電子設備既不是電磁干擾源，又具有一定的抗干擾能力，達到EMC要求的工作狀態。任何電子設備或電子系統不因自身的寄生髮射或電磁泄漏而影響附近的其他電子設備或電子系統的正常運行或形成電子污染，同時又能在一定工作條件下保持正常工作，既被認為具有電磁兼容能力。由於電磁兼容性幾乎涉及所有的電子設備或電子系統，國際電工委員會IEC開展了積極的EMC標準化工作。IEC中具體負責制定EMC國際標準的是第77技術委員會（TC77）和國際無線電干擾特別委員會CISPR。另外，在IEC理事會下特設有一個電磁兼容性諮詢委員會（ACEC）的機構，負責對T C77和CISPR與其他技術委員會（TC）之間有關EMC標準的協調。從對電磁干擾採取措施的方法，將EMC標準分為輻射標準和防護標準。輻射標準用於限制電子設備或電子系統輻射的干擾波。事實上，防護標準則用於提高電子設備或電子系統對外來干擾的承受（抗干擾）能力。按所包含的內容進行分類，EMC標準又可分為基本標準、通用標準、產品標準和專用產品標準幾大類。從開關電源的標籤上，我們常見到有CCC,UL,FCC,PSE,CE,GS,SAA,C-TICK這些認證符號。CCC認證屬於中國市場的強制性認證，包括安全認證和電磁兼容認證；UL認證屬於美國市場的安全認證；FCC認證屬於美國市場的電磁兼容認證; PSE認證是日本強制性安全認證，用以證明電機電子產品已通過日本電氣和原料安全法 (DENAN Law) 或國際IEC標準的安全標準測試；CE認證屬於歐洲市場的電磁兼容認證；GS認證屬於歐洲市場的安全認證，SAA認證屬於澳洲市場的安全認證；C-TICK認證屬於澳洲市場的電磁兼容性認證。
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