3. 传导骚扰测试系统与实操

传导骚扰测试不是“把电源接上接收机就能出结果”的简单操作。从被测电源的输入端口到接收机读数之间,存在一条由多个无源器件和参考地构成的信号链,任何一个环节的阻抗、接地或衰减设置不正确,都会让测得的准峰值和平均值偏离真实值。本节按信号从被测电源流向接收机的顺序,逐级说明各部件的作用、连接要点和实操配置方法。

一、LISN/AMN:把骚扰电压“取出来”并隔离电网

LISN(Line Impedance Stabilization Network,线路阻抗稳定网络)在CISPR 16-1-2中也被称为AMN(Artificial Mains Network,人工电源网络)。它承担三项任务:为被测电源提供稳定的50 Ω(或50 Ω∥50 μH)高频阻抗;把电网侧的骚扰与阻抗变化隔离掉;通过内部耦合电容把被测电源输入线上的骚扰电压引出到测量端口。

以常用的V型50 Ω/50 μH LISN为例,其相线和中线各有一个测量端口,测量时通常只接其中一个端口到接收机,另一个端口接50 Ω终端。LISN的阻抗—频率特性在150 kHz~30 MHz范围内被规范限定,因此接收机读到的电压可以换算为骚扰电压。实操中要注意:LISN的接地端子必须用尽量短而宽的铜带连接到接地平板,接地引线过长会引入额外电感,使高频段测量结果偏低。

二、接收机、衰减器与隔离变压器

EMI接收机与普通频谱仪的关键区别在于它具备准峰值检波器和符合CISPR 16-1-1的测量带宽(9 kHz~150 kHz为200 Hz,150 kHz~30 MHz为9 kHz)。测试前需设置:检波方式(QP/AV)、中频带宽、扫描时间、参考电平。若被测骚扰较强,应在LISN测量端口与接收机输入之间串入衰减器,例如10 dB或20 dB,防止接收机前端过载产生假响应。衰减器会同时降低信号与噪声,因此读数需加上衰减量才是实际骚扰电压。

当被测电源需要与电网隔离、或需要由隔离变压器供电以改变参考地关系时,隔离变压器接入电网与LISN之间。注意:隔离变压器不能替代LISN的隔离作用,它主要解决供电安全与共模参考问题;接入后仍需确认LISN接地良好,否则共模电流路径改变会导致结果不可比。

三、接地平板与参考地

接地平板是传导骚扰测试的参考地。按CISPR 22/EN 55022(现EN 55032)的台式设备布置,被测电源与LISN应放置在接地平板上方80 cm处,LISN外壳与接地平板搭接,接地平板再与参考接地连接。接地平板的尺寸、搭接电阻和搭接条长度都会影响150 kHz~30 MHz的测量重复性。实操中建议用宽铜编织带、多点搭接,避免用细长导线。

四、被测电源工作模式与测试软件配置

被测电源必须在典型最恶劣工况下测试:满载、半载、轻载,以及输入电压的上下限。对于开关电源,还要覆盖不同开关频率、不同工作模式(如CCM/DCM、跳周期)和不同输出负载组合。测试软件中需配置:频率范围150 kHz~30 MHz、检波方式QP和AV、步进、驻留时间、限值线(如EN 55032 Class B)。软件扫描得到的是包络曲线,需对超限频点用点频测量确认准峰值和平均值。

传导骚扰测试信号链与参考地连接 交流电网 220 V / 50 Hz 隔离变压器 安全 / 参考隔离 LISN / AMN 50 Ω ∥ 50 μH 测量端口 + 50 Ω终端 被测电源 (EUT) 满载 / 半载 / 轻载 CCM / DCM / 跳周期 衰减器 10 / 20 dB EMI 接收机 QP / AV 检波 9 kHz / 200 Hz BW 测试软件 150 kHz~30 MHz 限值线 / 点频确认 接地平板(参考地) 电源输入 数据 所有设备外壳与 LISN 接地端子用宽铜带搭接至接地平板,搭接条尽量短 测量端口 50 Ω 终端 信号/电源流向 接地搭接 LISN 测量端口 辅助/终端器件

五、实操配置示例与结果判读

下面给出一组可参考的测试配置示例(参数为教学示例,非实测结果):

频率范围:150 kHz ~ 30 MHz
检波方式:QP(准峰值)+ AV(平均值)
中频带宽:9 kHz(150 kHz~30 MHz)
扫描步进:≤ 4.5 kHz
驻留时间:≥ 1 s(QP)
限值线:EN 55032 Class B,QP 66~56 dBμV,AV 56~46 dBμV
衰减器:20 dB(预估骚扰较强时)
LISN:50 Ω / 50 μH,V型,测量端口接接收机,另一端口接50 Ω终端
EUT 工况:220 V 满载、110 V 满载、220 V 半载、220 V 轻载

扫描完成后,若某频点QP读数超过限值线,应切换到点频测量,确认该频点的QP和AV值,并记录对应的EUT工作模式。若读数接近接收机底噪(例如低于10 dBμV),应减小衰减器或检查LISN测量端口是否接错。整改前后对比时,必须保持LISN、接地平板、衰减器、EUT工况和软件配置完全一致,否则数据不可比。

实操提示:LISN的测量端口在不接接收机时应接50 Ω终端,避免开路导致阻抗失配;接收机输入端的衰减器应尽量靠近接收机,减少电缆引入的驻波影响。
常见错误:把隔离变压器接在LISN与EUT之间,会改变LISN看到的高频阻抗,导致测量结果与标准布置不一致。隔离变压器应接在电网与LISN之间。