不同國家電網電壓對傳導騷擾及輻射騷擾的影響

（國家無線電監(jiān)測中心檢測中心，北京 100041）

如果仔細觀察電子設備的電源適配器大家會發(fā)現(xiàn)一個重要參數(shù)：輸入電壓及輸入頻率。以我們常用的手機充電器為例，目前的輸入電壓一般為100-240VAC；輸入頻率為50/60Hz。眾所周知，我國的民用公網規(guī)格為220V，50Hz，那么設置100-240VAC，50/60Hz的意義及影響將是本文討論的主要內容。

1 世界各地電網標準的不同及可能帶來的影響

在科技高速發(fā)展的當下，越來越多的電子電器被廣泛應用到生活及生產中。這些電子電器不僅豐富了人們的生活，也給大家?guī)砹烁啾憷裼秒娋W是所有電子電器能夠使用的必備條件，它實現(xiàn)電能的傳輸，同時還要保證傳輸過程的安全、可靠、靈活及高效。

目前世界各國的民用電網所使用的電壓大致有兩種，分別為100V-130V和220-240V二個類型。100V-130V被應用于美國、日本等國家以及船上的電壓，為此它的設備都是按照這樣的低電壓設計的，注重的是安全及歷史原因。220-240V則視為高壓，包括了中國的220伏及英國的230伏和很多歐洲國家，注重的是效率。此外，除了電壓高低不同，與電壓對應的輸電頻率也有50Hz和60Hz兩種規(guī)格。

然而隨著各國交流的增多，出國旅游工作及學習人數(shù)的上升，大家不可避免的就要使用不同規(guī)格的電網為自己的電子設備供電。以生活中使用頻率最高的手機為例，從環(huán)保，便捷和經濟性來看，搭配不同輸入規(guī)格的充電器是必要的。但是在所使用的手機及充電器未通過該國電磁兼容認證的情況下，不可避免地會面對產品相互干擾，影響正常使用的情況，甚至因設備相互干擾失效后出現(xiàn)安全隱患，給人們的人身和財產安全帶來危險。

在此背景下，本著求知的態(tài)度設計了一套電磁兼容測試，對以上問題進行分析與探討。

2 實驗流程制定及依據(jù)

電磁兼容相關標準與法規(guī)在不同國家地區(qū)有不同要求，因此本次測試方法研究的限值主要參考GB/T 9254-2008。電磁兼容的主要問題包括電磁騷擾（EMI）和電磁抗擾（EMS）兩個方面。傳導騷擾（CE）和輻射騷擾（RE）是電磁騷擾測試最為常見的問題，因此本次測試主要實驗主要考察這兩方面內容。

實驗選取樣品為4G移動數(shù)字電話機及其輔助設備，主要考察在進行傳導騷擾測試和輻射騷擾測試時，對供電電壓及頻率進行調整后測試結果會產生那些變化及影響。實驗分別考察了供電電壓在110V-230V采用20V步進的情況下與供電頻率在50Hz和60Hz的情況下，不同供電條件給實驗結果帶來的影響。

3 實驗結果

3.1 傳導騷擾

傳導騷擾測試項在國際上一般采用統(tǒng)一的測試限值，所以按照GB/T 9254-2008標準《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》制定限值對測試結果進行判定，具體實驗限值見表1。具體實驗設置見表2。

表1 實驗限值

表2 實驗配置

參考通用換算公式

圖1 500kHz準峰值數(shù)據(jù)

0dBm=+107 dBμV

0dBm=1mW

及系統(tǒng)置信度為95%的不確定度3.43dB的誤差，通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在500kHz頻率下準峰值變化較小。

圖2 1MHz準峰值數(shù)據(jù)

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在1MHz頻率下準峰值變化較小。

圖3 2MHz準峰值數(shù)據(jù)

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在2MHz頻率下準峰值變化較小。

圖4 5MHz準峰值數(shù)據(jù)

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在5MHz頻率下準峰值變化較小。

圖5 限值56dBμV 4組準峰值數(shù)據(jù)

由于供電電壓頻率對傳導騷擾測試結果影響較小此處不再單獨討論。通過數(shù)據(jù)對比顯示，在不同的供電電壓等級下測試結果曲線圖會有一定幅度的波動（測試圖見附錄），其中波動主要集中在150kHz-5MHz。雖然測試結果曲線會有波動，但是無論是峰值數(shù)據(jù)還是平均值數(shù)據(jù)都未超過標準規(guī)定的限值，所以在電源適配器允許的輸入電壓及頻率范圍內無需擔心其傳導騷擾超過標準限值，電子設備可在不同國家安心使用。

3.2 輻射騷擾

輻射騷擾測試項在國際上除FCC外一般采用統(tǒng)一的測試限值，所以按照GB/T 9254-2008標準《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》制定限值對測試結果進行判定，對于FCC限值會在后面章節(jié)做單獨分析，具體實驗限值見表3，具體實驗設置見表4。

表3 實驗限值

表4 實驗配置

圖6 30MHz峰值數(shù)據(jù)

參考通用換算公式

dBμV/m= dBμV+AF

0dBm=+107 dBμV

0dBm=1mW

以及系統(tǒng)置信度為95%的不確定度4.99dB的誤差，通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在30MHz頻率下峰值變化較大。

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在40MHz頻率下峰值變化較大。

圖8 45MHz峰值數(shù)據(jù)

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在45MHz頻率下峰值變化較小。

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在60MHz頻率下峰值變化較小。

按FCC相關標準Part 15 RADIO FREQUENCY DEVICES進行測試，使用的是3米處低頻測試方法，對應限值也有相應變化，具體實驗限值見表5，具體實驗設置見表6。

圖9 60MHz峰值數(shù)據(jù)

表5 FCC實驗限值

表6 實驗配置

圖10 FCC限值30MHz峰值數(shù)據(jù)

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在30MHz頻率下峰值變化較小。

圖11 FCC限值60MHz峰值數(shù)據(jù)

通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在60MHz頻率下峰值變化較小。

圖12 限值40dBμV/m 2組峰值數(shù)據(jù)

圖13 限值30dBμV/m 4組峰值數(shù)據(jù)

由于供電電壓頻率對傳導騷擾測試結果影響較小此處不再單獨討論。通過數(shù)據(jù)對比顯示，在不同的供電電壓等級下測試曲線圖會有較大幅度的波動，尤其是集中在30MHz-60MHz的輻射騷擾信號。雖然最終測試結果曲線未出現(xiàn)超過標準限值的情況，但是仍有一些特殊配置距限值的余量較小，所以在電源適配器允許的輸入電壓及頻率范圍內需要考慮輻射騷擾超過標準限值的情況，避免帶來不可控的相互干擾，影響電子設備正常使用。

4 結束語

結合所有實驗結果可以看出，國內外基于普通民用公網供電的電子電器產品會在不同的供電電壓及供電頻率上產生不同的騷擾測試結果，本次實驗僅對傳導騷擾與輻射騷擾進行了測試。在傳導騷擾實驗中，實驗結果受供電電壓及頻率的影響較小，測試圖形曲線基本無差異，考慮到測試精準度及不確定度的影響，基本可以認為被測樣品的傳導

騷擾不會受到供電電壓及頻率的影響。在輻射騷擾實驗中，實驗結果會受供電電壓及頻率的影響，測試圖形曲線在30MHz-60MHz有波動，考慮到測試精準度及不確定度的影響，基本可以認為被測樣品的輻射騷擾會受到供電電壓及頻率的影響。

隨著跨國交流的日益增加，我們所用的電子產品要通過所有國家的電磁兼容認證代價較大，而實現(xiàn)世界各國供電電網規(guī)格的改變更是無法實現(xiàn)，所以類似的驗證與摸索也愈發(fā)重要。作者會在日后的工作中進行更系統(tǒng)和全面的測試，發(fā)現(xiàn)不同供電系統(tǒng)下電子電器的騷擾及抗擾性能變化，以期避免因 電磁兼容問題而影響人們正常的生產及生活。