开关电源应用之电源电子设备的电磁兼容问题解析

电子设备的广泛使用和开展,必定致使它们在其周围空间发生的电磁场电平的不断添加。也即是说,电子设备不可避免地在电磁环境(EME)中作业。因而,有必要处理电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性(EMC)是一门关于抗电磁搅扰(EMI)影响的科学。关键词:
  EMEEMCEMI电磁兼容

  随着电子技能的迅速开展,现代的电子设备已广泛地使用于人类日子的各个范畴。当时,电子设备已处于飞速开展的时期,而且这个开展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛使用和开展,必定致使它们在其周围空间发生的电磁场电平的不断添加。也即是说,电子设备不可避免地在电磁环境(EME)中作业。因而,有必要处理电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性(EMC)是一门关于抗电磁搅扰(EMI)影响的科学。

  电磁搅扰源的分类

  各种办法的电磁搅扰是影响电子设备电磁兼容性的首要要素,因而,它是电磁兼容性规划中需求研讨的重要内容。电磁搅扰源可分为内部搅扰和外部搅扰。内部搅扰是指电子设备内部各元部件之间的相互搅扰,包含作业电源经过线路的分布电容和绝缘电阻发生漏电形成的搅扰(与作业频率有关);信号经过地线、电源和传输导线的阻抗相互耦合,或导线之间的互感形成的搅扰;设备或体系内部某些元件发热,影响元件本身或其它元件的安稳性形成的搅扰;大功率和高电压部件发生的磁场、电场经过耦合影响其它部件形成的搅扰。外部搅扰是指电子设备或体系以外的要素对线路、设备或体系的搅扰,包含外部的高电压、电源经过绝缘漏电而搅扰电子线路、设备或体系;外部大功率的设备在空间发生很强的磁场,经过互感耦合搅扰电子线路、设备或体系;空间电磁波对电子线路或体系发生的搅扰;作业环境温度不安稳,导致电子线路、设备或体系内部元器件参数改动形成的搅扰;由工业电网供电的设备和由电网电压经过电源变压器所发生的搅扰。

  搅扰的传递路径

  当搅扰源的频率较高、搅扰信号的波长又比被搅扰的目标布局尺度小,或许搅扰源与被搅扰者之间的间隔r》》λ/2π时,则搅扰信号能够认为是辐射场,它以平面电磁波办法向外副射电磁场能量进入被搅扰目标的通路。

  搅扰信号以漏电和耦合办法,经过绝缘支承物等(包含空气)为前言,经公共阻抗的耦合进入被搅扰的线路、设备或体系。假如搅扰源的频率较低,搅扰信号的波长λ比被搅扰目标的布局尺度长,或许搅扰源与搅扰目标之间的间隔r《《λ/2π,则搅扰源能够认为是似稳场,它以感应场办法进入被搅扰目标的通路。

  搅扰信号能够经过直接传导办法引进线路、设备或体系。

  电磁兼容性规划的基本原理

  首先是接地。接地意图包含:确保电路体系能安稳地干作;避免外界电磁场的搅扰;确保安全作业。其次是屏蔽。屏蔽即是对两个空间区域之间进行金属的阻隔,以操控电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。屏蔽体资料挑选的原则是:当搅扰电磁场的频率较高时,使用低电阻率的金属资料;当搅扰电磁波的频率较低时,要选用高导磁率的资料;在某些场合下,假如需求对高频和低频电磁场都具有杰出的屏蔽作用时,通常选用不一样的金属资料构成多层屏蔽体。

  另外还有其它按捺搅扰办法,包含滤波、正确选用无源元件和电路技能。滤波是按捺和避免搅扰的一项重要办法。滤波器能够显著地减小传导搅扰的电平,对高频电路可选用两个电容器和一个电感器(高频扼流圈)构成的CLCMπ型滤波器。滤波器的品种许多,挑选适当的滤波器能消除不期望的耦合。有用的无源元件并不是“抱负”的,其特性与抱负的特性是有区别的。有用的元件本身能够即是一个搅扰源,因而正确选用无源元件非常重要。有时也能够使用元件具有的特性进行按捺和避免搅扰。有时候选用屏蔽后仍不能满意按捺和避免搅扰的需求,能够联系屏蔽,采纳平衡办法等电路技能。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路,对地或对其它导线都具有一样的阻抗。

  电磁兼容性疑问的规范和规范

  搅扰格外委员会(CISPR),首要研讨无线电体系中搅扰噪声的丈量。1976年,CISPR开端制定电磁搅扰的EMI规范。1900年10月在几经修订基础上发布再版规范,随后该委员会还与世界无线通信资询委员会一同审议,为电子产品电磁兼容性的检测制定数据需求及具体办法。制定了以信息技能设备噪声为目标的“工业、科学及医疗用无线电仪器的搅扰特性答应值及其丈量办法”(规范11号):“车辆、机动船和火花焚烧发起驱动设备无线电搅扰特性的丈量办法及答应值”(规范12号):“无线电和电视接收机的无线电搅扰特性的丈量办法及答应值”(规范13号)等。直至1992年中期,世界EMI规范才最终完善起来。CISPR引荐的容限已为世界上许多国家所采纳,并作为其国家法令的基础。

  一些典型电磁兼容性疑问的处理

  由于电子技能在各行各业中的广泛使用,在人类活动的空间无处不充满着电磁波,因而,电子设备不处理电磁波搅扰疑问,就不能兼容作业。在实践使用中,大家在研讨抗搅扰技能方面也积累了很多的经验,不断地研讨出许多有用的办法来消除电磁搅扰。微机设备的软件抗搅扰首要是安稳内存数据和确保程序指针。微机是一个可编程操控设备,软件能够撑持和加强硬件的抗搅扰能力。

  确保设备的电磁兼容性是一项复杂的技能使命,关于这个疑问不存在万能的处理办法。电磁兼容技能涉及面很广,电磁兼容性范畴也正在开展,重要的是掌握有关电磁兼容的基本原理,认真剖析和实验,就能挑选适宜的处理疑问办法。

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