電源電子設備的電磁兼容探析
摘要:本文全面地論述了電子設備的電磁兼容性問題。比較詳細地分析了干擾源、干擾的傳遞途徑,并介紹了有效抑制和防止干擾的各種措施及其原理。
電子設備的廣泛應用和發(fā)展,使它們在其周圍空間產(chǎn)生的電磁場電平不斷增加。這說明電子設備不可避免地在電磁環(huán)境(EME)中工作。因此,解決電子設備在電磁環(huán)境中的適應能力是相當必要和重要的。
1 電磁兼容性(EMC)是指設備(或系統(tǒng))在其電磁環(huán)境中符合要求運行并且對其環(huán)境中的任何設備不產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。
EMC的要求有兩方面:一是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值(不干擾其它電子產(chǎn)品);二是指器具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性(不被其他電子產(chǎn)品干擾)。電磁兼容性(EMC)是一門關于抗電磁干擾(EMI)影響的科學�？刂坪拖姶鸥蓴_,使電子設備或系統(tǒng)與其它設備在一起工作時,不引起任何部分的工作性能的惡化或降低,是電磁兼容研究的中心課題。
2 電磁干擾的三個基本要素
電磁干擾(EMI) 是干擾電纜信號并降低信號完好性的電子噪音。
任何一個電磁干擾的發(fā)生三個必備條件是:首先應具有干擾源;其次要有傳播干擾能量的途徑和通道;然后還必須有被干擾對象的響應。在電磁兼容性理論中把被干擾對象統(tǒng)稱為敏感設備。因此干擾源、干擾傳播途徑(或傳輸通道)和敏感設備稱為電磁干擾的三個基本要素。
3 電磁干擾源的分類
電磁干擾是影響電子設備電磁兼容性的主要因素,其分類方法有多種,具體如下:
一般來說電磁干擾源分為兩大類:自然干擾源與和人為干擾源。
自然干擾源主要指于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲。它們是地球電磁環(huán)境的基本組成要素,又是對無線電通訊和空間技術造成干擾的干擾源。
人為干擾源是指有機電或其它人工裝置產(chǎn)生的電磁能量干擾,其中專門用來發(fā)射電磁能量的裝置稱為有意發(fā)射干擾源,如廣播、電視、通信、雷達和導航等無線電設備。另一部分是在完成自身功能的同時附帶產(chǎn)生電磁能量的發(fā)射稱為無意發(fā)射干擾源,如交通車輛、架空輸電線、照明器具、電動機械、家用電器以及工業(yè)、醫(yī)用射頻設備等等。
從電磁干擾屬性來分,可以分為功能型干擾源和非功能性干擾源。
功能性干擾源系指設備實現(xiàn)功能過程中造成對其他設備的直接干擾;非說功能性干擾源是指用電裝置在實現(xiàn)自身功能的同時伴隨產(chǎn)生或附加產(chǎn)生的副作用,如開關閉合或切斷產(chǎn)生的電弧放電干擾。
從干擾信號的頻率范圍來分。可以把干擾源分為工頻與音頻干擾源(50Hz及其諧波)、甚低頻干擾源(30Hz以下)、載頻干擾源(10kHz~300kHz)、射頻及視頻干擾源(300kHz)、微波干擾源(300MHz~100GHz)。
從電子設備的內(nèi)外因素來分,可分為內(nèi)部干擾和外部干擾。
內(nèi)部干擾是指電子設備內(nèi)部各元部件之間的相互干擾,包括以下幾種:
工作電源通過線路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生漏電造成的干擾(與工作頻率有關);信號通過地線、電源和傳輸導線的阻抗互相耦合,或?qū)Ь�之間的互感造成的干擾;設備或系統(tǒng)內(nèi)部某些元件發(fā)熱,影響元件本身或其它元件的穩(wěn)定性造成的干擾;大功率和高電壓部件產(chǎn)生的磁場、電場通過耦合影響其它部件造成的干擾。
外部干擾是指電子設備或系統(tǒng)以外的因素對線路、設備或系統(tǒng)的干擾,包括以下幾種:
