2025年稳压电源行业趋势分析：强场电磁辐射效应下行业性能要求日益提高

  在2025年，稳压电源行业正经历着深刻的变革与发展。随着电子设备的广泛应用，对稳压电源的性能和稳定性要求日益提高。与此同时，复杂电磁环境对稳压电源的影响也逐渐成为行业关注的焦点。为了深入了解这一情况，本文针对稳压电源在强场电磁辐射下的效应展开研究。

  一、稳压电源的重要性与应用背景

  电子元件与电子电路的特性决定了绝大多数电器使用直流电工作，这使得直流电源成为众多电子设备不可或缺的组成部分。《2025-2030年全球及中国稳压电源行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，稳压电源作为直流电源的关键类型，根据调整功率管的控制方式，可分为线性稳压电源、晶闸管中频电源和高频开关电源。其中，线性稳压电源因具有响应速度快、输出波纹小、产生噪声低、电磁干扰弱等优点，尽管存在转换效率低、体积大等缺点，仍被广泛应用于精密仪器与电子设备中。然而，在复杂的使用环境中，尤其是在战场等恶劣电磁环境下，稳压电源不可避免地会受到周围电磁环境的影响，这种影响一旦超过门限值，所造成的电磁干扰危不容忽视。

  二、强场电磁辐射效应试验设计

  (一)试验场地与装置

  正弦连续波是组成复杂电磁环境的基本信号。因此，在研究稳压电源在复杂电磁环境下的效应时，通常先采用单频正弦连续波对受试设备施加干扰。本次试验在吉赫兹横电磁波传输室(GTEM 室)中进行，该传输室能够在低频段简单、高效地在一定区域内形成均匀的强场。试验所使用的 GTEM 室外观总长 10m，内部芯板长 8.4m，测试区域场强偏差小于 3dB。

  连续波电磁辐射试验装置由信号发生器、功率放大器、双向耦合器、功率计等组成。信号发生器产生单频连续波，经功率放大器放大后由双向耦合器给 GTEM 室馈电。功率计通过双向耦合器准确测量功率放大器的前向输出功率和后向反射功率，以监测试验系统工作状态。受试稳压电源连接某型通信电台，置于 GTEM 室正前方场均匀区域中，总高度不超过芯板高度 1/3。由于受试电源的实际输出电压是影响负载工作状态的主要参量，且电源自带电压示数在强电磁场干扰下会发生波动，因此使用电压表与负载电台并联，直接测量实际输出电压。为避免电压表受到强电磁辐射影响以及测试线缆耦合干扰信号，采用屏蔽双绞线代替普通平行线，并将电压表置于 GTEM 室外进行测量。经测试，屏蔽层接地的双绞线在施加干扰前后电压表示数均为 0，不会额外引入干扰电压，且其监测到的电压波形为频率与干扰信号一致的单频正弦波，峰峰值为 mV 量级，不会对电压表测量值(V 量级)产生影响。

  (二)试验方法

  首先，任意选择 100MHz 干扰频点，将受试稳压电源的输出电压分别设置为 5V、12V、15V、24V，观察不同预设输出电压下，单频连续波对受试电源输出电压的影响规律，探索采用输出电压绝对变化量还是相对变化量(绝对变化量 / 初始输出电压)作为效应参量来描述强场电磁辐射效应规律。

  接着，选取 80 - 1000MHz 干扰频段内整十频点，以 30MHz 为一个步进长度对受试稳压电源施加干扰，驻留时间为 1s，最高干扰场强设定为 300V/m，观察并记录受试电源实际输出电压随干扰场强的变化规律。在出现敏感现象的干扰频点附近，将步长缩短为 10MHz 进行试验，以获得稳压电源不同敏感现象对应的干扰频段以及输出电压的变化规律。

  三、试验结果分析

  (一)不同输出电压的干扰规律

  在 100MHz 干扰频点处，随着干扰场强的增加，受试稳压电源实际输出电压发生跌落。当设定不同电压输出等级时，输出电压绝对变化量、相对变化量随辐射场强的变化规律呈现出一定特点。试验结果表明：稳压电源预设 5V、12V、15V、24V 输出，在 100MHz 干扰信号下，输出电压的变化趋势相同，均随辐射场强增加而单调跌落;使用输出电压绝对变化量作为效应参量时，难以明显区分预设输出电压不同时电源抗电磁干扰能力的区别;而使用输出电压相对变化量作为效应参量时，设定输出电压为 12V、15V、24V 时，输出电压跌落随辐射场强的变化规律基本相同，在干扰场强低于 100V/m 时，电压跌落随干扰场强近似线性变化，但当输出电压设定为 5V 时，由于初始输出电压较低，其输出电压相对变化量的跌落速率远高于其他 3 种情况，且 5V 远小于负载电台的额定电压，不适合设为本次试验的输出电压初始值。基于此，后续将受试稳压电源的输出电压设定为负载电台的额定工作电压 24V，以输出电压的相对变化量作为效应参量进行强场电磁辐射干扰试验。

  (二)干扰场强较低时的干扰规律

  当干扰场强较弱时，在不同的干扰频点，受试稳压电源输出电压会出现单调上升(如 330MHz、340MHz 干扰频点处)、单调下降(如 100MHz、110MHz、320MHz 干扰频点处)、先上升后下降(如 90MHz 干扰频点处)等三种敏感现象。这些敏感现象具有以下特征：频域分布较为随机，无规律性的敏感频带分布特征;同一种敏感现象，在相邻的两个干扰频点，其电压变化率差异较大;输出电压相对变化量最大不超过 20%，不影响受试通信电台的正常工作，这与前人对某型开关电源进行强场电磁辐照试验时开关电源表现出的输出电压大幅跌落现象有所不同。

  (三)干扰场强较高时的干扰规律

  当干扰场强增强到一定程度后，受试稳压电源的输出电压会出现停止干扰后关停、施加干扰时关停、施加干扰时归零并在停止干扰后恢复(即 “重启”)等三种敏感现象。这三种敏感现象对应的敏感频段分别为：停止干扰后关停出现在 80 - 120MHz、320 - 350MHz 频段;施加干扰时关停出现在 220 - 270MHz、360 - 420MHz 频段;重启出现在 570 - 590MHz、700 - 720MHz、860 - 880MHz 频段，且三种现象的敏感频带范围互不重叠，表现出较强的选频特性。

  具体来看，停止干扰后关停现象表现为输出电压先随干扰场强的增加缓慢变化，干扰场强达到某一临界值时，受试电源仍能输出电压，但干扰源关闭后，受试电源电压输出关停，电压表示数迅速归零，需人为按下受试电源输出键电源才能恢复正常工作。为排除试验设备问题导致该现象的可能性，经过多次测试，最终确认该现象并非由电磁辐射干扰系统异常引起，其具体原因有待进一步研究。

  施加干扰时关停现象为受试电源输出电压先随干扰场强缓慢变化，干扰场强达到某一临界值时，输出电压迅速归零，停止干扰后稳压电源输出电压仍然为零，需人为按下电源输出键受试稳压电源才能恢复正常工作。

  重启现象是输出电压先随着干扰场强的增加缓慢变化，达到某一临界值后，在较窄的场强变化区间内，输出电压先发生大幅跌落(变化量为 50% - 60%)，后随场强增加输出电压归零，停止干扰后，受试电源输出电压自动恢复至初始电压 24V。经分析，干扰信号耦合传输线产生共模干扰，共模干扰引起地电位波动，地电位波动转化为预设输出控制电路的差模干扰，导致触发器逻辑输出结果错误，是造成受试电源输出电压发生关停或重启现象的主要原因。

  四、总结

  本文通过对稳压电源在 80 - 1000MHz 单频电磁辐射、最高场强 300V/m 条件下的强场电磁辐射效应敏感现象进行研究，得出以下结论：以输出电压的相对变化量作为效应参量能够较好地描述稳压电源的强场电磁辐射干扰规律;受试稳压电源预设输出电压不同，不影响干扰时输出电压的变化趋势;干扰场强较低时，输出电压会出现单调上升、单调下降、先上升后下降等三种敏感现象，但变化幅度不超过 20%，不影响负载设备正常运转;干扰场强较高时，受试电源表现出对负载用电设备有不可忽视威胁的三种敏感现象，分别在特定频段出现停止干扰后关停、施加干扰时关停、重启现象;干扰场强较低时与干扰场强较高时的敏感现象并无明显的对应关系，干扰场强较高时的三种敏感现象应作为后续稳压电源强场电磁辐射效应研究工作的重点关注内容;由于电磁辐射耦合有明显的选频特性，稳压电源虽为非用频设备，其敏感现象也具有明显的选频特性，且在不同的敏感频段敏感现象与效应规律不完全一致。这些研究结果为电子设备在低频、强场干扰条件下出现关停、重启现象的作用机理分析以及电磁干扰防护等工作提供了可靠依据，也为2025年稳压电源行业在应对复杂电磁环境挑战方面提供了重要的参考方向。在未来，随着电子设备应用场景的不断拓展和电磁环境的日益复杂，稳压电源行业需要进一步深入研究其在各种电磁环境下的性能变化，以提升产品的可靠性和稳定性，满足市场对高质量稳压电源的需求。

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