電動車充電器干擾及其解決
1、大部分電(dian)(dian)動(dong)自行(xing)車(che)在充電(dian)(dian)的(de)時候常常會對HFC 網絡的(de)上行(xing)通(tong)道(dao)產(chan)生干(gan)擾, 嚴重(zhong)影響網絡的(de)穩定性。 針對電(dian)(dian)動(dong)自行(xing)車(che)充電(dian)(dian)器干(gan)擾有線電(dian)(dian)視網絡的(de)現象, 闡(chan)述了(le)這(zhe)類(lei)(lei)充電(dian)(dian)器的(de)特(te)點以(yi)及干(gan)擾對有線寬帶(dai)業務的(de)危害(hai), 分析了(le)產(chan)生干(gan)擾的(de)原因, 并在此(ci)基(ji)礎上介紹了(le)這(zhe)類(lei)(lei)干(gan)擾的(de)排查和處理方法, 進一步提出了(le)防(fang)范和抑(yi)制干(gan)擾的(de)應(ying)對措施。
2 干擾的現象和危害
充電器干(gan)擾(rao)有線(xian)電視網(wang)絡(luo)時(shi)(shi), 寬帶業務上行(xing)(xing)通(tong)道的噪(zao)聲明(ming)顯(xian)提高, 光點所(suo)在的CMTS的上行(xing)(xing)端(duan)口(kou)的載噪(zao)比有不同程度的降低(降幅(fu)最高可達十幾(ji)個dB) , 從而引起(qi)該上行(xing)(xing)端(duan)口(kou)所(suo)帶的用(yong)戶(hu)(hu)不能(neng)正常上網(wang), 其(qi)影(ying)響面較廣, 具體(ti)表現為CM ( Cab leModem)丟包(bao)嚴(yan)重甚(shen)至掉線(xian), 用(yong)戶(hu)(hu)感覺(jue)到網(wang)速明(ming)顯(xian)變慢, 網(wang)絡(luo)時(shi)(shi)斷時(shi)(shi)續, 這類干(gan)擾(rao)嚴(yan)重影(ying)響了有線(xian)電視網(wang)絡(luo)的穩定性和用(yong)戶(hu)(hu)的上網(wang)質量。
3 干擾原因的分析
電動車充電器多采用(yong)開關電(dian)(dian)(dian)源, 型號雖多, 但電(dian)(dian)(dian)路(lu)結構大同小異(yi), 圖(tu)1是它的工作原理框圖(tu), 主要(yao)由(you)整流(liu)(liu)(liu)濾波(bo)、高壓(ya)(ya)開關、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)變換(huan)、恒(heng)流(liu)(liu)(liu)恒(heng)壓(ya)(ya)及(ji)(ji)充電(dian)(dian)(dian)控制等幾個部分組成, 其(qi)中(zhong)整流(liu)(liu)(liu)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的用(yong)途是將交(jiao)流(liu)(liu)(liu)220 V 電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)轉變為直流(liu)(liu)(liu)300 V 左右(you)的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya), 通過高壓(ya)(ya)開關電(dian)(dian)(dian)路(lu)及(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)變換(huan), 產生(sheng)充電(dian)(dian)(dian)時所(suo)需(xu)的低壓(ya)(ya)直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya), 再由(you)充電(dian)(dian)(dian)控制電(dian)(dian)(dian)路(lu)控制后對(dui)電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)。
這(zhe)類充(chong)電(dian)(dian)器(qi)(qi)由于本(ben)(ben)身(shen)的(de)(de)(de)工作特性(xing)會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)較(jiao)強(qiang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)磁干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao), 其(qi)中(zhong)(zhong)由基(ji)本(ben)(ben)整流電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)高(gao)次諧(xie)波(bo)(bo)(bo)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)和電(dian)(dian)壓轉(zhuan)換電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)尖(jian)峰(feng)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)是主要因(yin)素, 特別是高(gao)次諧(xie)波(bo)(bo)(bo)會沿著(zhu)輸電(dian)(dian)線(xian)路(lu)(lu)(lu)(lu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)傳導(dao)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)和輻射干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao), 一(yi)方面(mian)使(shi)接在(zai)其(qi)前端(duan)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源線(xian)上的(de)(de)(de)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)波(bo)(bo)(bo)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)畸變, 另(ling)一(yi)方面(mian)通過(guo)電(dian)(dian)源線(xian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)射頻(pin)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao), 這(zhe)些干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)信號(hao)既占(zhan)有(you)較(jiao)寬的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)范(fan)(fan)圍(wei), 又有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)幅度(du), 所以(yi)會對(dui)周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)通信和電(dian)(dian)子設備造成(cheng)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)。因(yin)此充(chong)電(dian)(dian)器(qi)(qi)通常會在(zai)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)中(zhong)(zhong)附加(jia)上一(yi)個高(gao)頻(pin)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)和磁環(huan), 用(yong)(yong)來抑制傳導(dao)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)和輻射干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao), 但(dan)是越來越多的(de)(de)(de)廠家為(wei)了(le)節省成(cheng)本(ben)(ben), 在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中(zhong)(zhong)就省去了(le)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu), 而(er)且(qie)大多采用(yong)(yong)塑料外(wai)殼, 沒有(you)選(xuan)用(yong)(yong)合適的(de)(de)(de)金屬材料的(de)(de)(de)外(wai)殼對(dui)其(qi)進(jin)行屏(ping)蔽, 致使(shi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)高(gao)次諧(xie)波(bo)(bo)(bo)以(yi)電(dian)(dian)磁波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)方式向空中(zhong)(zhong)輻射,成(cheng)為(wei)一(yi)個嚴重(zhong)的(de)(de)(de)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)源, 干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)信號(hao)的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)可(ke)延伸(shen)到30MH z以(yi)上, 能對(dui)大概5 m 范(fan)(fan)圍(wei)內的(de)(de)(de)HFC 網(wang)絡造成(cheng)干(gan)(gan)(gan)(gan)擾(rao)(rao)(rao)(rao)。
與天線接收原理相同(tong), 同(tong)軸電(dian)纜(lan)也(ye)會(hui)“ 接收”這些(xie)干(gan)擾(rao)(rao), 即干(gan)擾(rao)(rao)電(dian)磁場在電(dian)纜(lan)上(shang)產生干(gan)擾(rao)(rao)感(gan)應(ying)(ying)電(dian)流, 這個感(gan)應(ying)(ying)電(dian)流會(hui)在電(dian)纜(lan)外(wai)導體(編織網(wang))縱向電(dian)阻上(shang)產生干(gan)擾(rao)(rao)感(gan)應(ying)(ying)電(dian)壓, 感(gan)應(ying)(ying)電(dian)壓剛好串(chuan)聯(lian)在有線信號(hao)傳輸回路長長的(de)地線中, 形(xing)成(cheng)干(gan)擾(rao)(rao), 干(gan)擾(rao)(rao)信號(hao)的(de)頻率(lv)剛好落在反(fan)向通(tong)道(dao)的(de)范圍內( 5~ 65 MH z), 就(jiu)會(hui)使通(tong)道(dao)的(de)誤碼(ma)率(lv)明顯上(shang)升, 通(tong)道(dao)利用率(lv)降(jiang)低, 造成(cheng)網(wang)絡(luo)擁塞。
4 干擾的排查
這類干擾信號(hao)強, 而且持續時間長, 只要及(ji)時響應, 按照一般噪聲的排查方法通常都可以查到干擾源。
下面以本單(dan)位(wei)配備(bei)的860 DSP分析儀為例(與前端Trilithic 9581SST配合使用)說明排查步驟:
( 1)確定受干擾(rao)(rao)影響的CMTS端口(kou)(kou)下所帶光(guang)節(jie)(jie)點(dian)情(qing)況;( 2)用(yong)860 DSP分析儀的SSR 來(lai)測(ce)試各光(guang)節(jie)(jie)點(dian)反向光(guang)收測(ce)試口(kou)(kou)5~ 65MHz回(hui)傳(chuan)波(bo)形;( 3)根據(ju)測(ce)得的回(hui)傳(chuan)通(tong)道頻譜(pu)的比較(正常回(hui)傳(chuan)通(tong)道的底噪(zao)通(tong)常低于- 30dB ) , 確定有干擾(rao)(rao)的光(guang)節(jie)(jie)點(dian)(見圖2、圖3) ;( 4)到該光(guang)機(ji)處, 用(yong)同樣方法確定干擾(rao)(rao)來(lai)自光(guang)機(ji)的哪(na)一個端口(kou)(kou), 然后逐(zhu)級(ji)往下排查, 直到查找到干擾(rao)(rao)源(yuan);( 5)根據(ju)實(shi)際情(qing)況是否能徹底解決噪(zao)聲源(yuan), 如(ru)不行就用(yong)高通(tong)濾波(bo)器(qi)將其隔離(li)。
5 干擾的處理方法
從理論上來說, 對(dui)充電器(qi)進行改造(zao)使其(qi)(qi)符合電磁兼容的標準(zhun)或者用(yong)金屬外殼對(dui)其(qi)(qi)屏(ping)蔽, 都可(ke)以消除或者抑制干擾(rao), 但現(xian)實(shi)明顯不可(ke)行, 因(yin)此只(zhi)有在被干擾(rao)的網絡上采取措施, 對(dui)干擾(rao)進行堵截, 提高網絡的抗干擾(rao)能力。
以往(wang)筆者在(zai)工作(zuo)中發(fa)現有噪(zao)聲干(gan)擾(rao)時, 通常采(cai)用(yong)加裝高隔(ge)(ge)(ge)離度的(de)終端盒、分支器, 或將(jiang)用(yong)戶線更換(huan)成高屏蔽的(de)線纜, 或把空載口接75Ω 負載電阻等方法均(jun)能(neng)有效地將(jiang)噪(zao)聲隔(ge)(ge)(ge)離, 但是發(fa)現采(cai)用(yong)上述方法都不能(neng)徹底消除充電器引(yin)起的(de)這類干(gan)擾(rao), 只能(neng)在(zai)一(yi)定(ding)程度上減弱干(gan)擾(rao)的(de)強度, 因此在(zai)確定(ding)噪(zao)聲是由(you)哪一(yi)條支路(lu)匯(hui)聚的(de)后, 只好(hao)采(cai)用(yong)高通濾波器將(jiang)干(gan)擾(rao)進(jin)行(xing)隔(ge)(ge)(ge)離。
6 防止和抑制充電器干擾的措施
在當地, 這類的噪(zao)聲干擾(rao)有愈演愈烈(lie)的趨勢, 目前(qian)我們只能通過用戶故障(zhang)報修來發現一單(dan)處理一單(dan), 只能被動地去排查(cha)。做(zuo)到防(fang)患于未然, 提高網絡的抗干擾(rao)能力, 才(cai)是最好的策略, 根(gen)據(ju)經(jing)驗和探(tan)索, 筆(bi)者提出(chu)以下(xia)幾條防(fang)止和減輕充電(dian)器干擾(rao)有線電(dian)視網絡的措施, 供作參考和選用。
( 1)做好(hao)有線(xian)(xian)電(dian)視網絡(luo)的(de)(de)接地(di), 選好(hao)線(xian)(xian)纜(lan)(lan)的(de)(de)敷設位(wei)置。筆者在實際中(zhong)發現(xian), 充(chong)(chong)電(dian)器的(de)(de)干(gan)(gan)擾通(tong)常發生在居民樓底層的(de)(de)車(che)庫或者商鋪, 因為這類地(di)方是電(dian)動自行車(che)比較集中(zhong)的(de)(de)場所(suo)(suo), 房(fang)內面積相(xiang)(xiang)(xiang)對狹小, 通(tong)常充(chong)(chong)電(dian)器就在機頂盒旁邊(bian)充(chong)(chong)電(dian), 加上這些地(di)方的(de)(de)放大器、分支分配器和線(xian)(xian)纜(lan)(lan)安(an)裝的(de)(de)位(wei)置相(xiang)(xiang)(xiang)對低, 所(suo)(suo)以(yi)十分容(rong)易受(shou)到(dao)干(gan)(gan)擾, 因此這些地(di)方的(de)(de)放大器和鋼絞線(xian)(xian)必須(xu)可靠接地(di), 以(yi)加強(qiang)自身的(de)(de)屏(ping)(ping)蔽效果, 選用四屏(ping)(ping)蔽的(de)(de)線(xian)(xian)纜(lan)(lan), 盡(jin)量(liang)將電(dian)纜(lan)(lan)敷設在相(xiang)(xiang)(xiang)對較高的(de)(de)位(wei)置, 對破(po)損的(de)(de)電(dian)纜(lan)(lan)盡(jin)快更換, 這樣電(dian)纜(lan)(lan)受(shou)到(dao)的(de)(de)輻射弱些。
( 2)采取(qu)措(cuo)施保(bao)證電纜的接頭(tou)可靠(kao)。接頭(tou)工藝要(yao)嚴格要(yao)求, 制作不(bu)合格、有轉接、未壓(ya)接完全的接頭(tou)是非常容易串入(ru)噪聲的。放(fang)大器的連接盡量采用直通型接頭(tou), 接頭(tou)要(yao)特別注意(yi)防水(shui)(shui), 以免接頭(tou)進水(shui)(shui)造成外導(dao)體編織網霉斷(duan), 導(dao)致(zhi)屏蔽不(bu)良而串入(ru)干(gan)擾信號。
( 3)預計電(dian)動自行車比(bi)較集中的地(di)方的放大器,可先接上高通濾波(bo)器, 做到防(fang)患于未然, 防(fang)止(zhi)噪聲的串入而(er)影響大片(pian)的用戶。
( 4)建議用戶購買和使用符合電磁輻射標準的充電器, 充(chong)電(dian)的時(shi)候, 充(chong)電(dian)器(qi)盡量遠離電(dian)視終端(duan)。
以上介紹的對(dui)電(dian)動(dong)車(che)充(chong)電(dian)器(qi)引起干擾的分析和(he)解決方法, 希望能對(dui)同行排查其(qi)他形(xing)形(xing)色(se)色(se)的噪聲起到(dao)借鑒作用