YAG激光電源的電磁兼容性探討

1前言

電磁兼容是指電子設備在電磁環境中正常工作的能力。因為電磁干擾不僅影響電子設備的正常工作，甚至造成電子設備中的元器件損害。因此，對電子設備的電磁兼容技術要給予充分的重視。既要注意電子設備不受周圍電磁干擾的影響而能正常工作，又要注意電子設備本身產生的電磁干擾不影響周圍其他設備的正常運行。

目前的YAG激光電源均采用了開關電源，它是將工頻交流直接整流成直流，通過開關器件逆變成高頻交流，再通過高頻變壓器隔離升壓，經過高頻整流后給儲能電容器充電，最后經氙燈放電給激光電源提供能量。

激光電源是一種強電磁干擾源。其產生的電磁干擾，可通過傳導和輻射對電磁敏感設備產生影響，可能使整個系統無法正常工作。因此，有必要對激光器產生的電磁干擾的種類和量級進行測量，并分析激光器產生的電磁干擾的原因，以便采取有針對性的電磁兼容性措施，保證整個系統正常工作。

2電磁兼容性摸底試驗

21試驗目的和方法

按照國標進行電磁兼容性試驗。電磁兼容性試驗的目的，一是檢測設備的電磁兼容性是否符合國標的規定，二是檢測出不符合國標規定的具體項目的頻帶和參數，以便進行有針對性的電磁兼容性設計改進，保證整個系統能正常工作。

22試驗時間、地點和條件

2000年11月17日于北京信息產業部電子第3研究所電磁兼容實驗室。

激光器分別采用重頻1Hz、20Hz、60Hz，850V充電電壓工作。

23試驗內容

進行了以下兩項主要試驗：

（1）電源線傳導發射試驗

激光器采用重頻60Hz，850V充電電壓工作。在火線和零線上分別測試電源線傳導發射。圖1為激光器采用重頻60Hz時火線上的電源線傳導發射測試頻譜圖，圖2為激光器采用重頻60Hz時零線上的電源線傳導發射測試頻譜圖。

根據國標的規定和激光器為一類電磁兼容性的設備應有6dB的安全系數。標準值在圖中用實折線標出，而虛折線為無安全系數的標準值。測試結果

圖1激光器采用重頻60Hz時火線上的電源線傳導發射測試頻譜圖

圖2激光器采用重頻60Hz時零線上的電源線傳導發射測試頻譜圖

圖3激光器采用重頻20Hz時的電場輻射發射測試頻譜圖

如下：

①從測試頻譜圖1上可知火線上電源線傳導發射的試驗值多處超過標準值。具體數據見表1。

②從測試頻譜圖2上可知零線上電源線傳導發射的試驗值均在標準值下。

表1激光器重頻60Hz，火線上電源線傳導發射

的數據與標準對比

頻率高于20MHz的試驗采用掃頻測試的方法測試電場輻射發射，激光器采用重頻20Hz，850V充電電壓工作。圖3為激光器采用重頻20Hz時的測試頻譜圖。

根據國標的規定和激光器為一類電磁兼容性的設備應有的6dB的安全系數。標準值在圖中用實折線標出，而虛折線為無安全系數的標準值。測試結果如下：

①電場輻射發射試驗只在大于頻率800MHz的試驗值滿足國標的規定，其余均超過標準值。

②頻率低于20MHz的試驗采用點頻測試的方法，激光器采用重頻1Hz，850V充電電壓工作，詳細數據見表2。

3結果分析及改進措施

31電源線上傳導發射

（1）電源線上傳導發射的原因及應對措施

①由于激光電源在運行過程中造成工頻波形的畸變，產生大量的諧波在電源線上傳導發射。

②由于激光器采用20kHz以上的高頻高壓開關電源，其運行過程中產生大量的高電壓高次諧波在電源線上傳導發射。

而該臺激光電源沒有設置電源濾波器。對此，在供電進線處應采取抑制電源線傳導干擾的主要措施——安裝電源濾波器。