太陽能微波治療儀傳導騷擾探討

白云來，魏文道，趙五芹

（1.深圳市百味健康科技有限公司，深圳 518056；2.深圳市計量質(zhì)量檢測研究院，深圳 518055）

1 引言

太陽能微波治療儀在大健康時代出現(xiàn)，給患者帶來了很大的福音，但是根據(jù)病狀的程度不同，需要對其進行功率控制。功率控制傳統(tǒng)的方法是采用采用可控硅電路來實現(xiàn)。但是在電磁兼容認證中，常常由于可控的開關動作，造成傳導騷擾不能滿足相關的試驗要求，本文主要分析太陽能微波治療儀的控制方式著手，分析可控硅和電壓分配電路的比較，得出優(yōu)化后電路能夠控制能夠比較容易通過其傳導騷擾的測試試驗，提出合理的對策方案。

2 傳導騷擾考察標準和不合格原因分析

2.1 傳導騷擾考察標準

對于太陽能微波治療儀，這類產(chǎn)品屬于醫(yī)療類的產(chǎn)品，因此實驗的考察在國內(nèi)的認證必須滿足電磁兼容的標準YY0505-2012《醫(yī)用電氣設備第1-2部分：安全通用要求并列標準：電磁兼容要求和試驗》要求，傳導騷擾其實考察的是產(chǎn)品在正常工作時，或許或產(chǎn)品的電磁騷擾通過電源線向外傳播，從而影響和電網(wǎng)相連的其他電子設備的正常工作，該產(chǎn)品的使用場合，在醫(yī)院或家庭都可以使用，因此在電磁兼容實驗的考察中傳導騷擾的必須按照B 級限值。

YY0505-2012標準中對電源端傳導騷擾的限值見表1。

表1

2.2 傳導騷擾出現(xiàn)不合格原因分析

傳導騷擾是電磁發(fā)射沿著電源線或信號線向外發(fā)射，對于不合格的原因，主要是產(chǎn)品內(nèi)部元器件的選型，結構設計，接地等因素有關，在機器內(nèi)部來分析，傳導騷擾通過兩種方式進行耦合的電源線或信號線上，在其機器內(nèi)部產(chǎn)生干擾的源頭常見的有開關電源或控制單元部分引起，開關電源產(chǎn)生的干擾的源頭常集中在開關變壓器和開關管，在設計中，開關變壓器的繞組和PCB的走線就是需要考慮的關鍵因素，對于電源線上的電磁騷擾向外傳播一般分為兩類，共模騷擾信號和差摸騷擾信號。對任何電源系統(tǒng)內(nèi)的傳導騷擾信號，都可用共模和差模騷擾信號來表示，另外對于醫(yī)療類的產(chǎn)品，電源端的考察范圍是150Khz-30MHz，這里我們可以根據(jù)不合格的頻段進行分析，若傳導騷擾實驗的考察中對于不合格的頻段在150KHZ-500Khz，這部分若不能滿足相關的實驗要求，這部分的干擾主要集中表現(xiàn)為差模騷擾，若500Khz-5MHz 的頻段超標，這部分與差模騷擾和共模騷擾同時存在引起，若5Mhz-30Mhz，這部分主要是共模干擾引起或者是地原因引起，這里對傳導騷擾不合格的原因綜合進行分析之后，對策時，我們就要根據(jù)具體問題具體分析，對癥下藥來進行處理。

3 太陽能微波治療儀控制原理及相關的傳導測試結果

3.1 太陽能微波治療儀的控制原理

太陽能微波治療儀會采用雙向可控硅作為基礎，以單板機的數(shù)字控制原理為核心，對整機的功率來進行控制。前面對傳導騷擾的不合格的原因分析中，提到了元器件引起，這個產(chǎn)品的設計中，最主要就是這個可控硅存在。

這里先談談雙向可控硅，這種可控硅是在普通可控硅的基礎上發(fā)展起來的一種器件，這種可控硅有A1，A2和G 三個端子（見圖1），該器件可以是雙向導通，除G 以外，兩個都是主端子，采用A1和A2表示，當A1和G 為正時，A1為陽極，A2為陰極，當A2和G 為正時，A2為陽極，A1為陰極。

圖1

3.2 太陽能微波治療儀的傳導測試曲線

現(xiàn)在采用可控硅進行控制的微波治療儀進行傳導騷擾測試考察，測試數(shù)據(jù)（見圖2）。

圖2

4 優(yōu)化后的控制電路

通過上述圖形分析，不能滿足要求的頻段在150Khz-25Mhz之間，根據(jù)前面的分析，不合格的問題主要是來自于可控硅工作時產(chǎn)生的干擾所致，造成整個頻段嚴重超標，鑒于此，需要對此電路進行優(yōu)化處理，因而采用電壓分配電路，電壓分配電路的好處就是采用直流分壓的方式來進行，避免了可控硅本身工作時產(chǎn)生的電磁騷擾。具體電路如下，見圖3。

圖3

直流分壓控制原理：直流分壓電路的好處就是能夠避免電路所產(chǎn)生的干擾，缺點就是電阻上能夠消耗部分的功率，因此在兩者兼顧的情況下，采用此電路，大大降低了電磁兼容的干擾，電源的輸出能夠采用下述公式表述：

（注：Rb’是滑動電阻調(diào)整都下側RC 側的阻值）

5 影響太陽能微波治療儀傳導騷擾的其他因素

太陽能微波治療儀的內(nèi)部有微波發(fā)生器本身會產(chǎn)生一定的干擾，這個的控制應該在設計前期，需要選用特殊定制的微波發(fā)生器，同時需要對微波發(fā)生器設計時需要考慮相關的電磁兼容問題，這樣以來就可以控制在裝配到整機上，才能滿足相關的電磁兼容要求。另外在傳導騷擾主要是考察整機內(nèi)部設計不良對外界電網(wǎng)或周圍電器設備的影響。

6 采用電壓分配電路傳導測試結果

采用優(yōu)化后電源優(yōu)化電路，同時在電源進線加了一定的濾波電路，這樣微波治療發(fā)生器的傳導騷擾才能滿足相關的試驗驗要求，測試結果見下圖（備注：讀點的QP 值和AV 值均滿足要求）

圖4

7 結束語

太陽能微波治療儀確實設計時，有一定的難度，加之在設計前期需要定制特殊的微波發(fā)生器，同時要考慮相關的電磁兼容問題，確實說來，是一個非常值得考驗的工作，因此設計時，需要每一步的工作都要考慮進去，設計出來的微波治療儀才能滿足相關的實驗要求。