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电源电子设备的电磁兼容
更新时间:2019-07-06 发布:www.1024sj.com

1引言

  随着电子技术的迅速成长,现代的电子装备已普遍地运用于人类生活的各个领域。当前,电子装备已处于飞速成长的时期,而且这个成长进程仍以日益增加的速度延续着。电子装备的普遍运用和成长,必然致使它们在其周围空间发生的电磁场电平的不竭增加。也就是说,电子装备不成避免地在电磁情况(EME)中工作。是以,必需解决电子装备在电磁情况中的顺应能力。电磁兼容性(EMC)是一门关于抗电磁干扰(EMI)影响的科学。今朝,就世界范围来说,电磁兼容性问题已形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰,使电子装备或系统与其它装备联系在一起工作时,不引发装备或系统的任何部门的工作性能的恶化或下降。一个设计理想的电子装备或系统应当既不辐射任何不希看的能量,又应当不受任何不希看有的能量的影响。

2电磁干扰源的分类

  各类形式的电磁干扰是影响电子装备电磁兼容性的主要身分,是以,它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2-1内部干扰

  内部干扰是指电子装备内部各元部件之间的相互干扰,包括以下几种。

  (1)工作电源经由过程线路的散布电容和尽缘电阻发生漏电酿成的干扰;(与工作频率有关)

  (2)旌旗灯号经由过程地线、电源和传输导线的阻抗相互耦合,或导线之间的互感酿成的干扰;

  (3)装备或系统内部某些元件发烧,影响元件自己或其它元件的稳定性酿成的干扰;

  (4)年夜功率和高电压部件发生的磁场、电场经由过程耦合影响其它部件酿成的干扰。

2-2 外部干扰

  外部干扰是指电子装备或系统之外的身分对线路、装备或系统的干扰,包括以下几种。

  (1)外部的高电压、电源经由过程尽缘漏电而干扰电子线路、装备或系统;

  (2)外部年夜功率的装备在空间发生很强的磁场,经由过程互感耦合干扰电子线路、装备或系统;

  (3)空间电磁波对电子线路或系统发生的干扰;

  (4)工作情况温度不稳定,引发电子线路、装备或系统内部元器件参数改变酿成的干扰;

  (5)由工业电网供电的装备和由电网电压经由过程电源变压器所发生的干扰。

3干扰的传递途径

  当干扰源的频率较高、干扰旌旗灯号的波长又比被干扰的对象结构尺寸小,或干扰源与被干扰者之间的距离r>>λ/2π时,则干扰旌旗灯号可以认为是辐射场,它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进进被干扰对象的通路。

  (2)干扰旌旗灯号以漏电和耦合形式,经由过程尽缘支承物等(包括空气)为前言,经公共阻抗的耦合进进被干扰的线路、装备或系统。

  若是干扰源的频率较低,干扰旌旗灯号的波长λ比被干扰对象的结构尺寸长,或干扰源与干扰对象之间的距离r<<λ/2π,则干扰源可以认为是似稳场,它以感应场形式进进被干扰对象的通路。

  (3)干扰旌旗灯号可以经由过程直接传导方式引进线路、装备或系统。

4电磁兼容性设计的基来源根基理

4-1 接地

  接地是电子装备的一个很重要问题。接地目的有三个:

  (1)接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位,保证电路系统能稳定地干作。

  (2)避免外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而堆集在机壳上的年夜量电荷经由过程年夜地泄放,否则这些电荷形成的高压可能引发装备内部的火花放电而造成干扰。另外,对于电路的屏障体,若选择合适的接地,也可获得优秀的屏障效果。

  (3)保证平安工作。当发生直接雷电的电磁感应时,可避免电子装备的损坏;当工频交流电源的输进电压因尽缘不良或其它缘由直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。此外,很多医疗装备都与病人的人体直接相连,当机壳带有110V或220V电压时,将发生致命危险。

  是以,接地是抑制噪声避免干扰的主要方式。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但纷歧定为年夜地电位。为了避免雷击可能酿成的损坏和工作人员的人身平安,电子装备的机壳和机房的金属构件等,必需与年夜地相毗连,而且接地电阻一般要很小,不能跨越划定值。

  电路的接地方式基本上有三类,即单点接地、多点接地和夹杂接地。单点接地是指在一个线路中,只有一个物理点被界说为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地址都直接接到距它比来的接地平面上,以使接地引线的长度最短。接地平面,可所以装备的底板,也能够是贯通整个系统的地导线,在比力年夜的系统中,还可所以装备的结构框架等等。夹杂接地是将那些只需高频接地址,哄骗旁路电容和接地平面毗连起来。但应尽量避免泛起旁路电容和引线电感组成的谐振现象。

4-2 屏面

  屏障就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另外一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏障体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,避免干扰电磁场向外扩散;用屏障体将接收电路、装备或系统包围起来,避免它们遭到外界电磁场的影响。

  由于屏障体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流消耗)、反射能量(电磁波在屏障体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏障层上发生反向电磁场,可抵消部门干扰电磁波)的作用,所以屏障体具有削弱干扰的功能。

  屏障体材料选择的原则是:

  (1)当干扰电磁场的频率较高时,哄骗低电阻率(高电导率)的金属材料中发生的涡流(P=I2R,电阻率越低(电导率越高),消耗的功率越年夜),形成对外来电磁波的抵消作用,从而到达屏障的效果。

  (2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏障体内部,避免扩散到屏障的空间往。

3)在某些场所下,若是要求对高频和低频电磁场都具有优秀的屏障效果时,往往采用分歧的金属材料组成多层屏障体。

4-3 其它抑制干扰方式

  (1)滤波

  滤波是抑制和避免干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平,由于干扰频谱成份不等于有用旌旗灯号的频率,滤波器对于这些与有用旌旗灯号频率分歧的成份有优秀的抑制能力,从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以,采用滤波网络不管是抑制干扰源和消除干扰耦合,或是增强接收装备的抗干扰能力,都是有力措施。用阻容和感容往耦网络能把电路与电源隔脱离,消除电路之间的耦合,并避免干扰旌旗灯号进进电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器(高频扼流圈)组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种

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