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討論開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾?。ㄒ唬?/h1>
日期:2025-04-03 06:10
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摘要:
引言
電源是各種電子設(shè)備必不可少的組成部分,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否**可靠地工作。目前,常用的直流穩(wěn)壓電源分為線性電源和開(kāi)關(guān)電源兩類。開(kāi)關(guān)電源(SwitchModePowerSupply,SMPS)被譽(yù)為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài),本身消耗的能量很低,電源效率可達(dá)70%?90%,比普通線性穩(wěn)壓電源效率提高了近一倍。開(kāi)關(guān)電源亦稱無(wú)工頻變壓器的電源,它是利用體積很小的高頻變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓變換及電網(wǎng)隔離的,不僅能去掉笨重的...
引言
電源是各種電子設(shè)備必不可少的組成部分,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否**可靠地工作。目前,常用的直流穩(wěn)壓電源分為線性電源和開(kāi)關(guān)電源兩類。開(kāi)關(guān)電源(SwitchModePowerSupply,SMPS)被譽(yù)為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài),本身消耗的能量很低,電源效率可達(dá)70%?90%,比普通線性穩(wěn)壓電源效率提高了近一倍。開(kāi)關(guān)電源亦稱無(wú)工頻變壓器的電源,它是利用體積很小的高頻變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓變換及電網(wǎng)隔離的,不僅能去掉笨重的工頻變壓器,還可以采用體積較小的濾波元件和散熱器。
開(kāi)關(guān)電源以其體積小、功率因數(shù)較大等諸多優(yōu)點(diǎn),而在通信、控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域具有廣泛的用途。但是,由于其同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,因而在一定程度上限制了開(kāi)關(guān)電源的使用。
電磁兼容(ElectromagneticCompatibility,EMC)是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)的一種工作狀態(tài),在這種工作狀態(tài)下,它們不會(huì)因?yàn)閮?nèi)部或彼此之間存在的電磁干擾而影響其正常工作。電磁兼容性是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中,按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。
電磁干擾(ElectromagneticInterference,EMI)則是指任何能中斷、阻礙、降低或限制通信電子設(shè)備有效性能的電磁能量。電磁干擾分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。按頻帶分,可分為寬帶干擾與窄帶干擾。傳導(dǎo)干擾又可分為共模干擾和差模干擾。輻射干擾也可分為共模干擾和差模干擾。
1 開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的干擾,按噪聲干擾源種類來(lái)分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種;若按耦合通路來(lái)分,可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種?,F(xiàn)在按噪聲干擾源來(lái)分別說(shuō)明。
1.1 二極管的反向恢復(fù)時(shí)間引起的干擾
高頻整流回路中的整流二極管正向?qū)〞r(shí)有較大的正向電流流過(guò),在其受反偏電壓而轉(zhuǎn)向截止時(shí),由于PN結(jié)中有較多的載流子積累,因而在載流子消失之前的一段時(shí)間里,電流會(huì)反向流動(dòng),致使載流子消失的反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化(di/di)。
1.2 開(kāi)關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾
一般情況下,功率開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通時(shí),都會(huì)流過(guò)較大的脈沖電流。例如正激型、推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似為矩形波,其中含有豐富的高次諧波分量。當(dāng)采用零電流、零電壓開(kāi)關(guān)時(shí),這種諧波干擾將會(huì)很小。另外,功率開(kāi)關(guān)管在截止期間,高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變,也會(huì)產(chǎn)生尖峰干擾。
1.3 交流輸入回路產(chǎn)生的干擾
無(wú)工頻變壓器的開(kāi)關(guān)電源輸入端整流管在反向恢復(fù)期間會(huì)引起高頻衰減振蕩產(chǎn)生干擾。
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的尖峰干擾和諧波干擾能量,通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的輸入輸出線傳播出去而形成的干擾稱為傳導(dǎo)干擾;而諧波和寄生振蕩的能量,通過(guò)輸入輸出線傳播時(shí),都會(huì)在空間產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng),這種通過(guò)電磁輻射產(chǎn)生的干擾稱為輻射干擾。
1.4 其他原因
元器件的寄生參數(shù),開(kāi)關(guān)電源的原理圖設(shè)計(jì)不夠**,印刷線路板(PCB)走線通常采用手工布置,具有很大的隨意性,PCB的近場(chǎng)干擾大,并且印刷板上器件的安裝、放置以及方位的不合理都會(huì)造成EMI干擾。
經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,開(kāi)關(guān)電源現(xiàn)在已經(jīng)大量投放市場(chǎng)。由于開(kāi)關(guān)電源通常具有高功率密度、高效率等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、通信設(shè)備、控制裝置等設(shè)備之中。隨著功率半導(dǎo)體器件,如MOSFETJGBT的發(fā)展和開(kāi)關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率和功率密度不斷上升,這些都導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的電磁環(huán)境越來(lái)越惡劣,同時(shí)對(duì)周圍的電子設(shè)備及電源本身的正常工作造成了威脅。因此,降低開(kāi)關(guān)電源的EMI成為開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中的重要課題之一。
在電力電子系統(tǒng)中,主要的干擾源是功率變換部分和變壓器部分(DC/DC部分);盡管噪聲頻譜很寬,但主要分布在低頻段。功率變換部分和控制模塊一般都安裝在同一個(gè)PCB上。前者在多數(shù)情況下都是干擾源;后者則屬于弱電部分,是敏感設(shè)備。PCB走線通常采用手工布線,具有更大的隨意性,因而增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場(chǎng)干擾估計(jì)的難度,因而控制模塊可能會(huì)受到干擾而不能正常工作。開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率不是很高,其產(chǎn)生的輻射干擾主要在其附近。由于開(kāi)關(guān)頻率的提高將使體積減小、重量減輕,因而開(kāi)關(guān)頻率的進(jìn)一步提高,使得輻射干擾變得更為嚴(yán)重。與信號(hào)處理電路中線路阻抗匹配的情況不同,開(kāi)關(guān)電源的干擾源阻抗與網(wǎng)絡(luò)不僅不配合,而且隨工況變化,這無(wú)疑給EMI濾波器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的困難。同時(shí)EMI濾波器中的L、C組件還必須受到很大的無(wú)功功率,這些降低了開(kāi)關(guān)電源的整體效率,增大了開(kāi)關(guān)電源的體積。另外,開(kāi)關(guān)電源EMI濾波器在高頻段難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求也是一個(gè)重要的問(wèn)題。
1.5 開(kāi)關(guān)電源EMI的特點(diǎn)
作為工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置,開(kāi)關(guān)電源的電壓、電流變化率很高,產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度較大;干擾源主要集中在功率開(kāi)關(guān)期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器,相對(duì)于數(shù)字電路干擾源的位置較為清楚;開(kāi)關(guān)頻率不高(從幾十千赫茲到數(shù)兆赫茲),主要的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場(chǎng)干擾。
2 EMI形成的三個(gè)因素
2.1 電磁干擾源
電磁干擾源是指會(huì)產(chǎn)生EMI的組件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象。電磁干擾源分為自然干擾源和人為干擾源。雷電放電,沙漠地區(qū)的沙暴和塵暴產(chǎn)生的局部EMI等。天電干擾源以及電阻等電子元器件產(chǎn)生的熱噪聲等屬于自然干擾源。常見(jiàn)的人為干擾源包括電力線干擾源、旋轉(zhuǎn)機(jī)械干擾源、點(diǎn)火系統(tǒng)干擾源和功能干擾源。
2.2 敏感設(shè)備
敏感設(shè)備指的是可能對(duì)電磁干擾發(fā)生回應(yīng)的設(shè)備。
2.3 耦合路徑或稱為耦合通道
耦合路徑指的是能把能量從干擾源耦合(或傳輸)到敏感設(shè)備上,并使該設(shè)備產(chǎn)生響應(yīng)的媒介。傳導(dǎo)干擾和輻射干擾就是按照耦合路徑來(lái)進(jìn)行劃分的。傳導(dǎo)干擾是通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行傳播的,耦合干擾是通過(guò)“場(chǎng)”進(jìn)行傳播的。因此,分析傳導(dǎo)干擾使用“電路”理論,而分析輻射干擾就必須采用電磁場(chǎng)理論。
由此可見(jiàn),要消除電磁干擾,可以采取去掉干擾
源、切斷干擾路徑以及降低敏感設(shè)備的敏感度這三種辦法中的一種即可。
圖1所示為EMI形成的三個(gè)因素。
圖1 EMI形成的三個(gè)因素
3 EMC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
我國(guó)的EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制度工作開(kāi)展較晚。1966年,我國(guó)制定了**個(gè)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)JB854-66“船用電氣設(shè)備無(wú)線電干擾端子電壓測(cè)量方法與允許值氣近年來(lái),我國(guó)積極借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),制定了一系列EMC的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如GB12190-90“高性能屏蔽室屏蔽效能測(cè)量方法”,GJB1001—90“超短波輻射測(cè)量方法”等。
大多數(shù)國(guó)家的**和EMC標(biāo)準(zhǔn)通常是合在一起的。CE認(rèn)證(即歐洲共同體認(rèn)證)就是一個(gè)例子。另一個(gè)例子是CCC認(rèn)證(中國(guó)強(qiáng)制認(rèn)證)。大體上說(shuō),在相關(guān)地區(qū)銷售的產(chǎn)品必須有這些認(rèn)證標(biāo)志,并被認(rèn)為是同時(shí)符合**和EMC標(biāo)準(zhǔn)的。這些**認(rèn)證越來(lái)越被市場(chǎng)視為產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)志。一般電源工程師幾乎可以只考慮歐洲EMI標(biāo)準(zhǔn)中的EN550022C針對(duì)IT設(shè)備)。該標(biāo)準(zhǔn)*初(實(shí)際上沿用至今)被稱為CISPR22,它是我們應(yīng)特別重視的標(biāo)準(zhǔn)。
4 實(shí)施電磁兼容性的方法
在電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,出現(xiàn)了三種實(shí)施電磁兼容性的方法。
4.1 問(wèn)題解決法
該方法是先進(jìn)行研制,*后根據(jù)研制成的設(shè)備和系統(tǒng)在聯(lián)試中出現(xiàn)的EMI問(wèn)題,運(yùn)用各種抑制干擾的技術(shù)去逐個(gè)解決。這種辦法十分落后,因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)裝配好,再去解決EMI問(wèn)題是十分麻煩的事情。為了解決問(wèn)題,可能要大量拆卸和修改,嚴(yán)重的也許還要重新設(shè)計(jì)。這會(huì)造成大量的人力、物力浪費(fèi),延誤系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。
規(guī)范法
規(guī)范法是按頒布的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造。該方法在一定程度上能預(yù)防EMI問(wèn)題的出現(xiàn),比用問(wèn)題解決法更為合理。但由于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不可能是針對(duì)某個(gè)設(shè)備系統(tǒng)制定的,因此,企圖解決的問(wèn)題不一定是真正存在的問(wèn)題,只是為了適應(yīng)規(guī)范而已。另外,規(guī)范是建立在電磁兼容實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的,沒(méi)有進(jìn)行EMI的分析和預(yù)測(cè),因而往往導(dǎo)致過(guò)多的預(yù)防儲(chǔ)備,可能使系統(tǒng)成本增加。
系統(tǒng)法
系統(tǒng)法是用計(jì)算機(jī)技術(shù)按預(yù)測(cè)程序針對(duì)某個(gè)特定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電磁兼容性預(yù)測(cè)和分析。系統(tǒng)法從設(shè)計(jì)開(kāi)始就預(yù)測(cè)和分析設(shè)備的電磁兼容性,并在設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、組裝和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷對(duì)其進(jìn)行電磁兼容性預(yù)測(cè)分析。如果預(yù)測(cè)結(jié)果表明存在不兼容問(wèn)題,則可修改設(shè)計(jì)后再進(jìn)行預(yù)測(cè),直至預(yù)測(cè)結(jié)果表明完全兼容,才進(jìn)行硬件生產(chǎn)。
引言
電源是各種電子設(shè)備必不可少的組成部分,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否**可靠地工作。目前,常用的直流穩(wěn)壓電源分為線性電源和開(kāi)關(guān)電源兩類。開(kāi)關(guān)電源(SwitchModePowerSupply,SMPS)被譽(yù)為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài),本身消耗的能量很低,電源效率可達(dá)70%?90%,比普通線性穩(wěn)壓電源效率提高了近一倍。開(kāi)關(guān)電源亦稱無(wú)工頻變壓器的電源,它是利用體積很小的高頻變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓變換及電網(wǎng)隔離的,不僅能去掉笨重的工頻變壓器,還可以采用體積較小的濾波元件和散熱器。
開(kāi)關(guān)電源以其體積小、功率因數(shù)較大等諸多優(yōu)點(diǎn),而在通信、控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域具有廣泛的用途。但是,由于其同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,因而在一定程度上限制了開(kāi)關(guān)電源的使用。
電磁兼容(ElectromagneticCompatibility,EMC)是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)的一種工作狀態(tài),在這種工作狀態(tài)下,它們不會(huì)因?yàn)閮?nèi)部或彼此之間存在的電磁干擾而影響其正常工作。電磁兼容性是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中,按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。
電磁干擾(ElectromagneticInterference,EMI)則是指任何能中斷、阻礙、降低或限制通信電子設(shè)備有效性能的電磁能量。電磁干擾分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。按頻帶分,可分為寬帶干擾與窄帶干擾。傳導(dǎo)干擾又可分為共模干擾和差模干擾。輻射干擾也可分為共模干擾和差模干擾。
1 開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的干擾,按噪聲干擾源種類來(lái)分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種;若按耦合通路來(lái)分,可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種?,F(xiàn)在按噪聲干擾源來(lái)分別說(shuō)明。
1.1 二極管的反向恢復(fù)時(shí)間引起的干擾
高頻整流回路中的整流二極管正向?qū)〞r(shí)有較大的正向電流流過(guò),在其受反偏電壓而轉(zhuǎn)向截止時(shí),由于PN結(jié)中有較多的載流子積累,因而在載流子消失之前的一段時(shí)間里,電流會(huì)反向流動(dòng),致使載流子消失的反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化(di/di)。
1.2 開(kāi)關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾
一般情況下,功率開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通時(shí),都會(huì)流過(guò)較大的脈沖電流。例如正激型、推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似為矩形波,其中含有豐富的高次諧波分量。當(dāng)采用零電流、零電壓開(kāi)關(guān)時(shí),這種諧波干擾將會(huì)很小。另外,功率開(kāi)關(guān)管在截止期間,高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變,也會(huì)產(chǎn)生尖峰干擾。
1.3 交流輸入回路產(chǎn)生的干擾
無(wú)工頻變壓器的開(kāi)關(guān)電源輸入端整流管在反向恢復(fù)期間會(huì)引起高頻衰減振蕩產(chǎn)生干擾。
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的尖峰干擾和諧波干擾能量,通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的輸入輸出線傳播出去而形成的干擾稱為傳導(dǎo)干擾;而諧波和寄生振蕩的能量,通過(guò)輸入輸出線傳播時(shí),都會(huì)在空間產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng),這種通過(guò)電磁輻射產(chǎn)生的干擾稱為輻射干擾。
1.4 其他原因
元器件的寄生參數(shù),開(kāi)關(guān)電源的原理圖設(shè)計(jì)不夠**,印刷線路板(PCB)走線通常采用手工布置,具有很大的隨意性,PCB的近場(chǎng)干擾大,并且印刷板上器件的安裝、放置以及方位的不合理都會(huì)造成EMI干擾。
經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,開(kāi)關(guān)電源現(xiàn)在已經(jīng)大量投放市場(chǎng)。由于開(kāi)關(guān)電源通常具有高功率密度、高效率等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、通信設(shè)備、控制裝置等設(shè)備之中。隨著功率半導(dǎo)體器件,如MOSFETJGBT的發(fā)展和開(kāi)關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率和功率密度不斷上升,這些都導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的電磁環(huán)境越來(lái)越惡劣,同時(shí)對(duì)周圍的電子設(shè)備及電源本身的正常工作造成了威脅。因此,降低開(kāi)關(guān)電源的EMI成為開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中的重要課題之一。
在電力電子系統(tǒng)中,主要的干擾源是功率變換部分和變壓器部分(DC/DC部分);盡管噪聲頻譜很寬,但主要分布在低頻段。功率變換部分和控制模塊一般都安裝在同一個(gè)PCB上。前者在多數(shù)情況下都是干擾源;后者則屬于弱電部分,是敏感設(shè)備。PCB走線通常采用手工布線,具有更大的隨意性,因而增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場(chǎng)干擾估計(jì)的難度,因而控制模塊可能會(huì)受到干擾而不能正常工作。開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率不是很高,其產(chǎn)生的輻射干擾主要在其附近。由于開(kāi)關(guān)頻率的提高將使體積減小、重量減輕,因而開(kāi)關(guān)頻率的進(jìn)一步提高,使得輻射干擾變得更為嚴(yán)重。與信號(hào)處理電路中線路阻抗匹配的情況不同,開(kāi)關(guān)電源的干擾源阻抗與網(wǎng)絡(luò)不僅不配合,而且隨工況變化,這無(wú)疑給EMI濾波器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的困難。同時(shí)EMI濾波器中的L、C組件還必須受到很大的無(wú)功功率,這些降低了開(kāi)關(guān)電源的整體效率,增大了開(kāi)關(guān)電源的體積。另外,開(kāi)關(guān)電源EMI濾波器在高頻段難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求也是一個(gè)重要的問(wèn)題。
1.5 開(kāi)關(guān)電源EMI的特點(diǎn)
作為工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置,開(kāi)關(guān)電源的電壓、電流變化率很高,產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度較大;干擾源主要集中在功率開(kāi)關(guān)期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器,相對(duì)于數(shù)字電路干擾源的位置較為清楚;開(kāi)關(guān)頻率不高(從幾十千赫茲到數(shù)兆赫茲),主要的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場(chǎng)干擾。
2 EMI形成的三個(gè)因素
2.1 電磁干擾源
電磁干擾源是指會(huì)產(chǎn)生EMI的組件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象。電磁干擾源分為自然干擾源和人為干擾源。雷電放電,沙漠地區(qū)的沙暴和塵暴產(chǎn)生的局部EMI等。天電干擾源以及電阻等電子元器件產(chǎn)生的熱噪聲等屬于自然干擾源。常見(jiàn)的人為干擾源包括電力線干擾源、旋轉(zhuǎn)機(jī)械干擾源、點(diǎn)火系統(tǒng)干擾源和功能干擾源。
2.2 敏感設(shè)備
敏感設(shè)備指的是可能對(duì)電磁干擾發(fā)生回應(yīng)的設(shè)備。
2.3 耦合路徑或稱為耦合通道
耦合路徑指的是能把能量從干擾源耦合(或傳輸)到敏感設(shè)備上,并使該設(shè)備產(chǎn)生響應(yīng)的媒介。傳導(dǎo)干擾和輻射干擾就是按照耦合路徑來(lái)進(jìn)行劃分的。傳導(dǎo)干擾是通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行傳播的,耦合干擾是通過(guò)“場(chǎng)”進(jìn)行傳播的。因此,分析傳導(dǎo)干擾使用“電路”理論,而分析輻射干擾就必須采用電磁場(chǎng)理論。
由此可見(jiàn),要消除電磁干擾,可以采取去掉干擾
源、切斷干擾路徑以及降低敏感設(shè)備的敏感度這三種辦法中的一種即可。
圖1所示為EMI形成的三個(gè)因素。
圖1 EMI形成的三個(gè)因素
3 EMC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
我國(guó)的EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制度工作開(kāi)展較晚。1966年,我國(guó)制定了**個(gè)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)JB854-66“船用電氣設(shè)備無(wú)線電干擾端子電壓測(cè)量方法與允許值氣近年來(lái),我國(guó)積極借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),制定了一系列EMC的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如GB12190-90“高性能屏蔽室屏蔽效能測(cè)量方法”,GJB1001—90“超短波輻射測(cè)量方法”等。
大多數(shù)國(guó)家的**和EMC標(biāo)準(zhǔn)通常是合在一起的。CE認(rèn)證(即歐洲共同體認(rèn)證)就是一個(gè)例子。另一個(gè)例子是CCC認(rèn)證(中國(guó)強(qiáng)制認(rèn)證)。大體上說(shuō),在相關(guān)地區(qū)銷售的產(chǎn)品必須有這些認(rèn)證標(biāo)志,并被認(rèn)為是同時(shí)符合**和EMC標(biāo)準(zhǔn)的。這些**認(rèn)證越來(lái)越被市場(chǎng)視為產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)志。一般電源工程師幾乎可以只考慮歐洲EMI標(biāo)準(zhǔn)中的EN550022C針對(duì)IT設(shè)備)。該標(biāo)準(zhǔn)*初(實(shí)際上沿用至今)被稱為CISPR22,它是我們應(yīng)特別重視的標(biāo)準(zhǔn)。
4 實(shí)施電磁兼容性的方法
在電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,出現(xiàn)了三種實(shí)施電磁兼容性的方法。
4.1 問(wèn)題解決法
該方法是先進(jìn)行研制,*后根據(jù)研制成的設(shè)備和系統(tǒng)在聯(lián)試中出現(xiàn)的EMI問(wèn)題,運(yùn)用各種抑制干擾的技術(shù)去逐個(gè)解決。這種辦法十分落后,因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)裝配好,再去解決EMI問(wèn)題是十分麻煩的事情。為了解決問(wèn)題,可能要大量拆卸和修改,嚴(yán)重的也許還要重新設(shè)計(jì)。這會(huì)造成大量的人力、物力浪費(fèi),延誤系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。
規(guī)范法
規(guī)范法是按頒布的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造。該方法在一定程度上能預(yù)防EMI問(wèn)題的出現(xiàn),比用問(wèn)題解決法更為合理。但由于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不可能是針對(duì)某個(gè)設(shè)備系統(tǒng)制定的,因此,企圖解決的問(wèn)題不一定是真正存在的問(wèn)題,只是為了適應(yīng)規(guī)范而已。另外,規(guī)范是建立在電磁兼容實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的,沒(méi)有進(jìn)行EMI的分析和預(yù)測(cè),因而往往導(dǎo)致過(guò)多的預(yù)防儲(chǔ)備,可能使系統(tǒng)成本增加。
系統(tǒng)法
系統(tǒng)法是用計(jì)算機(jī)技術(shù)按預(yù)測(cè)程序針對(duì)某個(gè)特定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電磁兼容性預(yù)測(cè)和分析。系統(tǒng)法從設(shè)計(jì)開(kāi)始就預(yù)測(cè)和分析設(shè)備的電磁兼容性,并在設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、組裝和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷對(duì)其進(jìn)行電磁兼容性預(yù)測(cè)分析。如果預(yù)測(cè)結(jié)果表明存在不兼容問(wèn)題,則可修改設(shè)計(jì)后再進(jìn)行預(yù)測(cè),直至預(yù)測(cè)結(jié)果表明完全兼容,才進(jìn)行硬件生產(chǎn)。