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怎样解决电磁干扰

怎样解决电磁干扰
怎样解决电磁干扰

怎么样解决电磁干扰

方业岱

这几年来传播媒体常提及「公害」一词,诸如水质污染、空气污染、噪音问题等等,曾几何时,环境污染已成为我们最头痛的问题。

而电子技术的日新月异,各种电子器材也相继出现在我们的四周,这些器材有的是单独动作的,有的是须和其它器材组合一起而构成整个系统动作的;而这些电子器材的电路工作方式有些是类比的,有些是数位的,或是类比与数位两者皆有的。在这些日益增多的电子设备及大能量设施里,亦造成了极为严重的电磁讯号污染,即电磁干扰(Electro-Magnetic InterferenceEMI)。例如一些汽机车的引擎点火會对电视机造成干扰而以条纹方式出现在电视画面上;或对收音机造成干扰而以炒豆子声或背景杂讯方式出现於喇叭;而聆听音响时可能被电梯或高周波设备所产生之杂讯串入音响器材而造成不愉快的声音输出,亦或使用家用电脑时被冰箱的启动而造成电脑的错误动作等等。

电磁干扰无所不在

一些「古时候」不曾出现的电子产品现在也是电磁干扰的主要来源之一,如吹风机、洗衣机、冷气机、电冰箱、电梯、日光灯、电动缝纫机、录放影机、电焊机及高周波设备等等;另外电力线也會产生很多的干扰问题。除了人为的杂讯外,自然界也會产生许多干扰的问题,如静电、雷击及来自外太空的杂讯等等,总而言之,我们的生活圈里充满著电磁干扰,而且似乎生活水准愈高,问题也就愈严

重。

或许对许多人而言他们认为受到杂讯干扰只不过是使得电视机的画面变的不好看,或是音响器材发出一些杂音而已,并不會造成什麼危险;但若有一心脏病人正在使用心电仪器又受到电磁杂讯的干扰,或当客机於暴风雨中作紧急降落,而其电子导航系统又遭到电磁干扰而失效,那麼该怎麼办呢?只有自求多福罗!还好,大部份的人也都不曾进入这麼危险的环境,但这些危险确实存在,且不可不历。

电磁干扰远在马可尼设计了第一部无线电发射机时便已存在。电磁干扰在早些时候也称为射频干扰或高频干扰(Radio Frequency Interference RFI),再早就是叫做杂讯干扰。当年马可尼设计无线电发射机最大的问是是在於两组火花式调谐电路的发射器干扰问题,但如果马可尼还在世的话,他将會惊讶於现今电磁干扰问题的严重性以及其复杂的程度。

几十年来工程人员便已知道几乎每个电子设备於工作时都會幅射出一些电磁波,故电子设备在使用时是不可能不去干扰到其它的电子设备;但由於这些杂讯的种类繁多,其产生的原因及其传送的方法更是包罗万象,既无法预知,亦无任何万金的解决办法,也往往为了解决杂讯干扰的问题所花费的时间与精力常比电路设计时所花费的还多。近年来已有许多机构在进行电磁相容性(Electro Magnetic Compatibility EMC)的研究,所谓的电磁相容性便是指器材於可能的电磁干扰环境下仍能正常工作之能力。

一些精密昂贵的军用器材、仪器、大型电脑、航空器材等,为了消除电磁干扰的问题也采用了许多电磁相容性的改善方法,但一些属於家电性质的消费性器材若非生产厂商的成本顾虑便是其相信他们的产品只有一小部份會进入电磁干扰的环境使用,因此就算有设计抗电磁干扰的电路於这些产品内也往往无法达到预期的效果。再加上市场的竞争,要厂商研究改进并且加上一些对其销售无直接帮助的电路简直是不可能的事。当使用者遇到干扰问题时,只好自个想办法啦!

电磁杂讯解决方法

电磁杂讯依其传播的方法可分为幅射性杂讯(Radiated Noise)与传导性杂讯(Conducted Noise);构成杂讯干扰的三个主要因素为「杂讯产生源」、「受到杂讯感染之感受体」及「杂讯传播路径」,若三者缺一便无法构成杂讯问题。而干扰可能来自自己家中,或是由邻居家中发出者,或是导因於附近的电力输送线。杂讯亦可能经由天线而进入,在很多情况下,杂讯都很可能直接被屋内的配线、或器材的导线所拾取。

要解决电磁干扰有三种方法:其一为「杂讯产生源」产生的干扰必须被压到最小的情况,二为「感受体」 (如电视机、电脑、音响器材等等)必须受到保护,以期能抗拒杂讯的干扰,三是「杂讯的传播路径」完全被阻断或是尽可能减少杂讯的传播机會。

一般而言,除直接由电磁幅射所引致的干扰外,另经由电源线而引入之电磁干扰最为常见;对一些高传真度音响器材而言,由电源线引人之杂讯會在很多情况下巧妙地对原音动了手脚,并在传真的可信度上有戏剧性的效果,而此时你用示波器根本看不出音频波形有何变化;同样的,幅射性电磁干扰亦會对讯号线、喇叭线等构成影响。

对很多人而言,他们相信自电力设施输送到用户的电跟他们的讯号产生器所产生的正弦波差不多,差别只是在於功率而已。事实上,若用示波器去作观测的话,将會发现所看到的根本不是「清纯」的60Hz正弦波,而是含有著各种不同的失真、早已扭曲变形、有突波、凹陷等等,此一现象还因时因地而变化;至此,若你深感此问题的严重性,那麼最好的方法便是去买一堆电池回来使用,或是去买一部发电机回来,只是发电机的功力来源切不可为汽油引擎,因汽油引擎的火星塞亦为电磁干扰的来源之一。说真的,这两个解决办法还真是治本的唯一方法,而军方单位、电信单位及广播电台也确曾使用过一屋子的铅酸电池和发电机去供给他们器材所需的电源。不过,我俩现在的变通办法便是在电源进到器材以前,好好的把它「美容整形」一番便得了。

隔离变压器

曾有人想到使用一个隔离变压器,以阻断杂讯的传播路径,因为专供电源使用的变压器通常只设计在一个固定的低频率工作,其频率响应也相当的差,所以,在高频时的磁力线交连便很差,结果便限制了多种类型的杂讯。此一构想不错,

但一般的变压器为了要降低成本及减少磁损,初级与次级便做得很靠近,那麼它们之间便有足够的电容量来将杂讯传过去。有一个方法可以降低初级圈与次级圈间的电容量,即便是将初级圈和次级圈分离,但分离得愈开则变压器的效率将愈低,较好的方法是在初级圈和次级圈之间用一层铜片隔开并接地,亦即法拉第屏蔽(Faraday Shield);假设以Zs为0的状态下接地,则A,B间的静电容量C1与C2则不再串联,而仅由Cs产生作用。此时,所使用的静电隔离材料,如铜片的材质,铜片的厚度等等都會影响到效果。实际上,即使隔离材料的厚度很厚,也多少會有Zs存在,因此,C1、C2的影响仍无法完全消除;若将隔离片的片数增加,则效果會大些,此时除了相当於将分布容量做更多的串联以减少其等效电容值外,对电磁波的隔离也多少有点效果。总之,为了达到良好的静电隔离效果,应尽量降低Zs值,并减少Cs值。

若要真正做到具有高度杂讯截止效果的变压器便必须做到「箱隔屏蔽」,即是将初级圈与次级圈完全分开并做静电隔离,并使其初级圈与次级圈的配置与配线结合为最小,如此,初级圈和次级圈间的电容将可少於0.005pF。只是此种变压器的制造已非传统的EI型那麼简单,售价也不低,若你真的很爱惜你的器材的话它还是值得的。不过若你能找到和你器材内同规格的此种变压器时,你不妨直接替换,这样将會比你使用隔离变压器时的效果还好。

近来市上有种内含射频滤波器的电源插座盒出售,它较使用隔离变压器的方法要简单且经济许多,但仍然与使用变压器作杂讯隔离时一样,其滤波器(或变压器)本身到器材间的本屏蔽电源线常會形成一支天线,特别是在VHF的波段;而

大多数的滤波器均在1MHz到10MHz之间的频率有著良好的衰减特性,而10MHz 以上的频率则愈来愈差,亦即它不大能压抑100MHz以上的起高频杂讯进入到你的器材里。

有些厂商在发现了其产品有了干扰问题存在时,大都會直接把滤波器装在器材里以期能压低这些杂讯的能量,使其不致干扰到电路的正常工作;不过大家所期望的结果是所有的电子产品均能免除电磁干扰的困扰,那麼,便只有在设计当时充份考虑到电磁相容此一问题才行,否则於产品问世後才发现有问题,那麼便有可能要花较高的代价与精神才能解决部份问题,而有时甚至无法澈底的解决所存在的干扰问题。

Cello与Jadis可抗电磁干扰

以音响器材而言,在设计时便顾虑到电磁相容性(EMC)此一问题者似乎只有Cello这个牌子了,它的器材可工作在电磁干扰颇为严重的环境中而不影响其性能,这除了要归功於它的电源部份有著极强的抗干扰能力外,另外其与电路相关的零件选择、PC板设计、机箱内部安排等等细节也都面面顾到,而这更是一项成功的产品所不可或缺的因素。另有一种罕见的电源供应方式见於Jadis的前级中,它的电源设计虽对於电磁干扰的抑制效果不大,但却颇有创意,它由一主电源提供电源给一RC振荡电电路及一功率放大电路使用;该RC振荡电路产生一12OHz的正弦波讯号,此正弦波讯号送至功率放大电路放大并推动一个变压器,然後再从变压器的次级输出作整流、滤波及稳座以供给音频放大电路之用。此种

作法类似由一发电机直接提供电能,在整体上效率虽低些,但却能得到极为「纯真善良」的电给机器使用,而这也正是音响迷们所企求的项目之一。

后记:

本文仅概略的介绍了一些产生电磁干扰的来源及其简单的抑制方法,事实上,这些是不够的,至於其详细的解决方法是必须从产品设计时使开始,有与趣的读者可参阅该方面的事实,您将會对电子器材有更深一层的了解。

抗干扰措施

抗干扰措施的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。 1、抑制干扰源 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。 抑制干扰源的常用措施如下: (1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。 (2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。 (3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。 (4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。 (5)布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。 (6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。 2、切断干扰传播路径的常用措施 (1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。 (2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。 (3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。 (4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 (5)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。(6)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。 (7)在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。

电磁干扰及其抑制方法的研究

弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究 (葛洲坝通信工程有限公司方宏坤 151120) 【摘要】在弱电工程应用领域,强电与弱电交叉耦合,电磁干扰(EMI)错综复杂,严重影响弱电系统的稳定性和安全性。本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性,及其传输途径和危害,利用电磁理论和工程实践,分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。 【关键词】弱电电磁干扰(EMI)射频干扰(RFI)干扰抑制 随着计算机技术,特别是网络技术的飞速发展,IT技术在弱电工程领域的广泛应用,IT设备日益精密、复杂,使得电子干扰问题日趋严峻。它可使系统的稳定性、可靠性降低,功能失效,甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。特别是EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)问题,已成为近几年弱电工程领域的焦点。 1、电磁干扰分类和特性 生活中电磁干扰无处不在,其干好错综复杂。通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和电磁脉冲(EMP)三种,根据其来源可分为外界和内部两种,严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰;RFI则从属于EMI;EMP 是一种瞬态现象,它可由系统内部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等)或外部原因(闪电等)引起,能耦合到任何导线上,如电源线和通信电缆等,而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统内的电子电路永久性损坏。图 1 给出了常见 EMI/RFI 的干扰源及其频率范围。

1.1 EMI特性分析 在电子系统设计中,应从三个方面来考虑电磁干扰问题:首先是电子系统产生和发射干扰的程度;其次是电子系统在强度为 1~10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性;第三是电子系统内部的干扰问题。利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素,这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。 在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套,这是因为,当EMI成为关键因素时,电缆相当于天线或干扰的传输器,必须考虑其物理长度与屏蔽问题。 1.2 RFI特性分析 无线电发射源无处不在,如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。无论RFI的强度和位置如何,电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。在通信、无线电工程中,抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发,电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数,即 E=5.5· P·G d 式中P为发送功率(mW/cm2),G为天线增益,d为电路或系统距干扰源的距离(m)。 由于模拟电路一般在高增益下运行,对RF场比数字电路更为敏感,因此,必须解决μV级和mV级信号的问题;对于数字电路,由于它具有较大的信号摆动和噪声容限,所以对RF场的抑制力更强。 1.3 干扰途径 任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面,即所谓的干扰三要素。如表 2 所示。 表2 干扰源耦合途径干扰类型接收器 共地阻抗传导干扰 辐射场到互连电缆(共模)辐射干扰 微控制器辐射场到互连电缆(差模)辐射干扰 有源器件电缆间串扰(电容效应)感应干扰微控制器 静电放电电缆间串扰(电感效应)感应干扰通信接收器 通信发射机电缆间串扰(漏电导)传导干扰有源器件 电源电缆间串扰(场耦合)辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰 雷电辐射场到机箱辐射干扰

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEEC63.12-1987)。”对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现EMC 性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。 EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。 EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案 随着电子技术的飞速发展,越来越多的电器设备应用到汽车上,提升了汽车的整体性能,但同时也带来了一个新的问题,由于采用大量电子设备而产生的电磁干扰。针对汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案这一问题,本文系统分析了汽车内部的点火系统、电机、电源、线路以及静电等引起的电磁干扰,并提出一些措施来防止电磁干扰。 只要是带电的物体都会对周围产生辐射或受到其它磁场辐射的作用,那么对于应用大量电子设备的车辆而言,电磁辐射干扰对于车辆电气系统的正常运行就会带来很大的影响。随着汽车工业日新月异的发展和汽车电子电器设备的大量应用,汽车电磁干扰的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。本文就汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案进行探讨。 1 汽车电器电磁干扰概念及分类: 1.1汽车电器电磁干扰:是指任何能中断、阻碍、降低或限制汽车电气、电子设备有效性能的电磁能量,对有用电磁信号的接收产生不良影响,导致设备、传输信道和系统性能劣化的电磁骚扰。根据电磁干扰所产生的特点,将干扰源、传播途径和敏感设备称为电磁干扰三要素,在汽车电磁干扰形成的过程中,电磁干扰源为汽车启动或运行时电压瞬时变化较大的设备:如高压点火系统、各种感性负载(电机类电器部件)、各种开关类部件(如闪光继电器)、各种电子控制单元以及各种灯具、无线电设备等;电磁干扰途径主要分为传导干扰和辐射干扰,如在汽车启动瞬间点火机构所产生的扰动为传导干扰,而无线电干扰即为辐射干扰。敏感设备主要为汽车电子设备,如发动机控制单元(ECU)、ABS、安全气囊及各种电子模块等。 1.2汽车电子设备工作在行驶环境不断变化的汽车上,由于汽车电子设备形成以蓄电池和交流发电机为核心电源以及车体为公共地的电气网络,各部分线束都会通过电源和地线彼此传导干扰,而不相邻导线间也因天线效应而辐射干扰,干扰组成较多,环境中电磁能量构成的复杂性和多变性,意味着系统所受到的电磁干扰来源比较广泛。按照电磁干扰的来源可分为汽车内部电磁干扰、汽车外部电磁干扰、无线电干扰和车体静电干扰。 2针对不同的干扰源,下面对汽车电磁干扰现象作以分析: 2.1 汽车内部电磁干扰 2.1.1点火系统的电磁干扰 点火系统中的点火线圈、火花塞、分电器、高压线等都是干扰源,尤其是火花塞是引起高频电磁干扰的主要部件。当点火线圈初级电路被切断以后,交流发电机励磁绕组与蓄电池断开,但与其它负载仍有电的联系,这时在励磁绕组上仍有自感电动势,为一负向脉冲,脉冲幅度取决于断开瞬时的负载和调节器的状态。在初级电路所发生的是一种衰减振荡,初级电压的最大振幅值一般为300-500V,此瞬变电压若无有效的抑制措施,势必对初级电路中的电子器件构成威胁,甚至通过导线对其它电子装置产生严重的干扰。同时,在次级线圈中所感应的次级电压最大值一般为20000~30000V,足以击穿火花塞的电极间隙,产生电火花放电。火花放电将产生约0.15~1000 MHz的宽带电磁波向周围的空间辐射;如果在初级点火电路断开时打开点火开关,则产生最强的瞬时过电压,对汽车内部的电子设备产生强烈的辐射干扰。 2.1.2汽车内部过电压干扰 在汽车电器系统工作过程中,当电器的开关接通或断开、负载的电流和电压变化以及磁场发生变化时,都容易产生高频干扰信号,同时感性负载产生沿电源线传导的干扰。 2.1.2.1负载突变过电压 交流发电机与蓄电池是并联工作的。行驶过程中,若交流发电机处于额定负载下工作,一旦将交流发电机与蓄电池间的连线断开,将产生负载突变过电压。所谓负载突变过电压,即脉冲电

电梯检验中电磁干扰的分析及预防措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.电梯检验中电磁干扰的分析及预防措施正式版

电梯检验中电磁干扰的分析及预防措 施正式版 下载提示:此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中,详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度,而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力,尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 随着电梯的广泛应用,电梯的安全运行也日益成为相关单位所关注的重点。电梯的控制系统是电梯运行的核心,但是控制系统很容易受到电磁干扰的影响而发生故障或是事故,所以必须要对电梯采取措施以消除所受到的电磁干扰。 电梯的控制系统采用变频器等电力电子器件,尤其是高频开关器件的应用,这些电力电子装置在工作时,因为其电压和电流的波形都是在非常短的时间内上升和下降的,这些具有陡变沿的脉冲信号会产生很强的电磁干扰。电力电子装置的高频

化和在容量化不仅导致器件所承受到的电应力增加和开关损耗增加,而且会产生难以抑制的宽带电磁干扰,威胁到电梯安全运行本身及至与其相关的其他电子设备的正常工作。 电梯控制系统中的电磁干扰 当前的电梯控制系统通常都是采用调压调频控制,具有运行性能好、节约能源,调速性能好的优点。归纳起来通常有以下4种情况的电磁干扰: (1)工频谐波干扰。变频器的功能是将工频电流通过整流电路转换成直流电流,然后通过逆变电路,把整流后的直流电逆变为频率和电压可变的交流电。由于变频器中大量使用了三极管、智能模块等

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 电磁兼容性(EMC)是指一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现EMC性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。 EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率 可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为:

电磁干扰和抑制方法的研究

弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究 (洲坝通信工程方宏坤 151120) 【摘要】在弱电工程应用领域,强电与弱电交叉耦合,电磁干扰(EMI)错综复杂,严重影响弱电系统的稳定性和安全性。本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性,及其传输途径和危害,利用电磁理论和工程实践,分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。 【关键词】弱电电磁干扰(EMI)射频干扰(RFI)干扰抑制 随着计算机技术,特别是网络技术的飞速发展,IT技术在弱电工程领域的广泛应用,IT设备日益精密、复杂,使得电子干扰问题日趋严峻。它可使系统的稳定性、可靠性降低,功能失效,甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。特别是EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)问题,已成为近几年弱电工程领域的焦点。 1、电磁干扰分类和特性 生活中电磁干扰无处不在,其干好错综复杂。通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和电磁脉冲(EMP)三种,根据其来源可分为外界和部两种,严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰;RFI则从属于EMI;EMP 是一种瞬态现象,它可由系统部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等)或外部原因(闪电等)引起,能耦合到任何导线上,如电源线和通信电缆等,而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统的电子电路永久性损坏。图 1 给出了常见 EMI/RFI 的干扰源及其频率围。 1.1 EMI特性分析

在电子系统设计中,应从三个方面来考虑电磁干扰问题:首先是电子系统产生和发射干扰的程度;其次是电子系统在强度为 1~10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性;第三是电子系统部的干扰问题。利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素,这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。 在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套,这是因为,当EMI成为关键因素时,电缆相当于天线或干扰的传输器,必须考虑其物理长度与屏蔽问题。 1.2 RFI特性分析 无线电发射源无处不在,如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。无论RFI的强度和位置如何,电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。在通信、无线电工程中,抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发,电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数,即 E=5.5·√P·G d 式中P为发送功率(mW/cm2),G为天线增益,d为电路或系统距干扰源的距离(m)。 由于模拟电路一般在高增益下运行,对RF场比数字电路更为敏感,因此,必须解决μV级和mV级信号的问题;对于数字电路,由于它具有较大的信号摆动和噪声容限,所以对RF场的抑制力更强。 1.3 干扰途径 任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面,即所谓的干扰三要素。如表 2 所示。 表2 干扰源耦合途径干扰类型接收器 共地阻抗传导干扰 辐射场到互连电缆(共模)辐射干扰 微控制器辐射场到互连电缆(差模)辐射干扰 有源器件电缆间串扰(电容效应)感应干扰微控制器 静电放电电缆间串扰(电感效应)感应干扰通信接收器 通信发射机电缆间串扰(漏电导)传导干扰有源器件 电源电缆间串扰(场耦合)辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰 雷电辐射场到机箱辐射干扰 设备到设备辐射辐射干扰

浅谈电磁辐射的防护技术与措施

浅谈电磁辐射的防护技术与措施 摘要:电磁辐射对人体具有不同程度的危害,本文阐述了电磁辐射的防护技术、设备和措施。 关键词:电磁辐射防护技术措施 电磁辐射又称电子烟雾,是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此,电磁辐射可以对人体造成影响和损害,如头晕、失眠、健忘等,严重者甚至导致心血管疾病、糖尿病、癌突变等,同时,还会影响通讯信号、破坏建筑物和电器设备以及植物的生存等,必须采取措施进行防护。 电磁辐射防护的出发点就是要减低电磁辐射对人们的正常生活的影响,更重要的是,要减少其对人们身体健康的危害。 一、电磁辐射的防护技术 屏蔽防护技术 屏蔽防护技术的目的是采用一定的技术手段,将电磁辐射的作用和影响限制在指定的空间之内,屏蔽防护技术是目前使用最为广泛的电磁辐射防护技术。 电磁辐射的屏蔽防护技术须采用合适的屏蔽材料,一般认为,铜、铝等金属材料宜用作屏蔽体以隔离磁场和屏蔽电场。专家的研究表明,铝箔纸及铝箔纸加太空棉对高频电磁场的电场分量和磁场分量之屏蔽效果十分显著。 吸收防护技术 吸收防护技术是将根据匹配原理与谐振原理制造的吸收材料,置于电磁场中,用以吸收电磁波的能量并转化为热能或者其他能量,从而达到防护目的的技术。采用吸收材料对高频段的电磁辐射,特别是微波辐射与泄露抑制,效果良好。 接地防护技术 接地防护技术的作用就是将在屏蔽体内由于应生成的射频电流迅速导入大地,使屏蔽体本身不致再成为射频的二次辐射源,从而保证屏蔽作用的高效率。射频防护接地情况的好坏,直接关系到防护效果。射频接地的技术要求有:①射频接地电阻要最小;②接地极一般埋设在接地井内;③接地线与接地极以用铜材为好;④接地极的环境条件要适当。

PLC遇电磁干扰的处理方法

遇到比较多的情况是,现场环境较差,导致柜内粉尘堆积较多,影响了开关电源的电路参数,导致调制频率异常,从而导致开关电源电压输出异常,经常烧被其供电的CPU或者把CPU的程序给刷了,换个电源或把电源清理干净,重新上电下载程序,系统又能工作很长一段时间。 SIEMENS-XP:遇到过电磁干扰的问题。 1.是有一台等离子切割机和PLC接在一个开关下面了,一开机有高频干扰测量PLC电压都有500V了(不是真有效值表),PLC电源开始打嗝,型号PS307. 2. 是对讲机靠近电源10CM内,PLC倒是没见乱动作,但是电源保护了。 DP网线某处墙外有大电流动力电缆过,距离不超过50cm。 工控柜的设计是非常重要的,良好的密封可以避免粉尘或潮气进入,一般电气功率比较大时,会配置电气柜制冷器,电气柜制冷器是自循环的,即进气和出气都是在电气柜内部完成,理论上可以避免粉尘或潮气进入,但是,如果电气柜密封不严,尤其是电缆进出通道设计不合理同样会造成问题。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达PLC、西门子PLC、施耐德plc、欧姆龙PLC的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.sodocs.net/doc/b2859011.html,/

485通信中干扰抑制方法

485通信中干扰抑制方法 RS-485匹配电阻 RS-485就是差分电平通信,在距离较长或速率较高时,线路存在回波干扰,此时要在通信线路首末两端并联120Ω匹配电阻。推荐在通信速率大于19、2Kbps或线路长度大于500米时,才考虑加接匹配电阻。 RS-485接地 RS-485通信双方的地电位差要求小于1V,所以建议将两边RS-485接口的信号地相连,注意信号地不要接大地。 还有,就就是采用隔离措施 变频器应用中的干扰抑制措施 在进线侧加装电抗器,可以抑制变频器产生的谐波对电网的干扰。 输出侧不能加吸收电容,因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作,只能加电抗器,以改善功率因数。 避免变频器的动力线与信号线平行布线与集束布线,应分散布线。检测器的连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。变频器、电机的接地线应接到同一点上。在大量产生噪声的机器上装设浪涌抑制器,加数据线滤波器到信号线上。将检测器的连接线、控制用信号线的屏蔽层用电缆金属夹钳接地。 信号线与动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后,效果更好。 容易受干扰的其它设备的信号线,应远离变频器与她的输入输出线。 如何解决中频炉的谐波干扰

中频炉在使用中产生大量的谐波,导致电网中的谐波污染非常严重。谐波使电能传输与利用的效率降低,使电气设备过热,产生振动与噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容补偿设备等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护与自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波会对通信设备与电子设备产生严重干扰,因而,改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。 滤除中频炉系统谐波的传统方法就是LC滤波器,LC滤波器就是传统的无源谐波抑制装置,由滤波电容器、电抗器与电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要。这种滤波器出现最早,成本比较低,但同时存在一些较难克服的缺点,比如只能针对单次谐波,容易产生谐波共振,导致设备损毁,随着时间谐振点会漂移,导致谐波滤除效果越来越差。同时,这一方式无法应对瞬变、浪涌与高次谐波,存在节能的漏洞。 谐波抑制的另一个比较新的方法就是采用有源电力滤波器(Active Power Filter--APF)。它就是一种电力电子装置,其基本原理就是从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率与幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响,因而受到广泛的重视,并且已在日本等国获得广泛应用。但有源电力滤波器成本高昂,价格昂贵,投资回报期长,大多数企业难以承受。 MF-Saver吸收融合了LC技术与APF技术的优点,同时引入TOPSPARK G5的核心技术,扬长避短,创造性地解决了上述技术的不足,以独特的方式为中频炉环保节能提供了更有效的解决方案。

电磁干扰的屏蔽方法

电磁干扰的屏蔽方法 上网时间:2000年11月26日 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 ?EMC问题来源 ?金属屏蔽效率 ?EMI抑制策略 ?屏蔽设计难点 ?衬垫及附件 ?结论 电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其它设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。”对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部份实现EMC性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本计算机和测试设备之间、打印机和台式计算机之间以及行动电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。 EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。 EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。信号辐射是藉由外壳的缝、槽、开孔或其它缺口泄漏出去;而信号传导则藉由耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;藉由屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率 可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为 SE dB=A+R+B 其中A:吸收损耗(dB) R:反射损耗(dB) B:校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况) 一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一,即SE等于20dB;而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB。

抗干扰措施

提高变电所自动化系统可靠性的措施 一、概述 变电所综合自动化系统具有功能强、自动化水平高、可节约占地面积、减轻值班员操作及监视的工作量、缩短维修周期以及可实现无人值班等优越性。这已为越来越多的电力部门的专家和技术人员所共识。但一方面,由于它是高技术在变电所的应用,是一种新生事物,很多人对它还不够了解,因此也不放心。特别是目前不少工作在变电所第一线的技术人员与运行人员,对综合自动化系统的技术和系统结构还不了解,对其可靠性问题比较担心。另一方面,变电所综合自动化系统内部各个子系统都为低电平的弱电系统,但它们的工作环境是电磁干扰极其严重的强电场所,在研制综合自动化系统的过程中,如果不充分考虑可靠性问题,没有采取必要的措施,这样的综合自动化系统在强电磁场干扰下,也确实很容易不能正工作,甚至损坏元器件。因此,综合自动化系统的可靠性是个很重要的问题。 可靠性是指综合自动化系统内部各子系统的部件、元器件在规定的条件下、规定的时间内,完成规定功能的能力。不同功能的自动装置有不同的反映其可靠性的指标和术语。例如,保护子系统的可靠性通常是指在严重干扰情况下,不误动、不拒动。远动子系统的可靠性通常以平均无故障间隔时间MTBF来表示。 提高综合自动化系统可靠性的措施涉及的内容和方面较多,本章将从电磁兼容性、抗电磁干扰的措施和自动化系统本身的自纠错和故障自诊断等方面讨论提高变电所综合自动化系统的可靠性措施问题。 二、变电所内的电磁兼容 (一)电磁兼容意义 变电所内高压电器设备的操作、低压交、直流回路内电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电气设备周围静电场、电磁波辐射和输电线路或设备短路故障所产生的瞬变过程等都会产生电磁干扰。这些电磁干扰进入变电所内的综合自动化系统或其他电子设备,就可能引起自动化系统工作不正常,甚至损坏某些部件或元器件。 电磁兼容的意义是,电气或电子设备或系统能够在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能,它们本身所发射的电磁能量不影响其他设备或系统的正常工作,从而达到互不干扰,在共同的电磁环境下一起执行各自功能的共存状态。

继电器电磁干扰的分析及抑制

摘要:本文主要介绍了对电气设备中继电器及其开关触点干扰抑制的机理,提出了抑制干扰的有效措施。 关键词:继电器电磁干扰分析抑制 1前言 随着科学技术的飞速发展,电子、电力电子、电气设备应用越来越广泛,它们在运行过程中会产生较强的电磁干扰和谐波干扰。其中,电磁干扰具有很宽的频率范围(从几百Hz 到MHz),又有一定的幅度,经过传导和辐射会污染电磁环境,对电子设备造成干扰,有时甚至危及操作人员的安全。特别是大功率中、短波广播发射中心,其周围电磁环境尤为复杂,要想保证设备安全稳定运行,电子设备及电源必须具有更高的电磁兼容性。 2电磁干扰的抑制 电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)是指由无用信号或电磁骚扰(噪声)对有用电磁信号的接收或传输所造成的损害。一个系统或系统内,某一线路受到电磁干扰的程度可以表示为如下关系式: N=G×C/I 其中:G为噪声源强度; I为受干扰电路的敏感程度;

C为噪声通过某种途径传导受干扰处的耦合因素。 从上式可以看出,电磁干扰抑制的技术就是围绕这三个要素所采取的各种措施,归纳起来就是: (1)抑制电磁干扰源; (2)切断电磁干扰耦合途径; (3)降低电磁敏感装置的敏感性。 2.1抑制电磁干扰源 首先必须确定干扰源在何处,越靠近干扰源的地方采取措施抑制效果越好,一般来说,电流电压瞬变的地方(即di/dt或du/dt)即是干扰源,如:继电器开合、电容充放电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为干扰源。另外,市电并非理想的50Hz正弦波,其中充满各种频率噪声,也是不可忽视的干扰源。 抑制干扰源就是尽可能的减小di/dt或du/dt,这是抗干扰设计时最优先和最重要的原则。减小di/dt的干扰源,主要是在干扰回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现;减小du/dt的干扰源,则是通过在干扰源两端并联电容来实现。 抑制方法通常采用低噪声电路、瞬态抑制电路、稳压电路等,所选用的器件应尽可能采用低噪声、高频特性好、稳定性高的电子元件,特别要注意,抑制电路中不适当的器件选择可能会产生新的干扰源。

怎样做好电磁屏蔽

几点经验: 1、交流输入与直流输出要有较明确的布局区分,最佳办法是能够互相隔离。 2、输入端与输出端(包括DC/DC变换初级与次级)布线距离最少要在5毫米以上。 3、控制电路与主功率电路要有较明确的布局区分。 4、尽量避免大电流高电压布线与测量线、控制线的并行布线。 5、在空白的板面尽量敷铜。 6、在大电流高电压的布线连接中,尽量避免用导线在空间中长距离连接,它导致的干扰是很难处理的。 7、如果成本允许的情况下,可采用多层板布线,有专门的辅助电源层与地层,将大大降低EMC的影响。 8、工作地是最容易受干扰的,因此尽量采取大面积敷铜的布线办法。 9、屏蔽地的布线不能构成明显的环路,这样的话会形成天线效应,容易引入干扰。 10、大功率的器件最好能比较规整地布局,便于散热器的安装及散热风道的设计。 几点经验: 1.合理选择"Y"电容的接地点. 2.感性器件在PCB的合理分布,能使干扰电磁场相互削弱,避免干扰信号叠加形成更强的干扰. 一、地线设计 1.正确选择单点接地与多点接地相结合. 2.将数字电路与模拟电路分开 3.尽量加粗接地线 4.将接地线构成闭环路 二、电磁兼容性设计 1.选择合理的导线宽度 2.采用正确的布线策略 采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。 为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰. 三、去耦电容配置 在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法. 怎样做好电磁屏蔽[转帖] 电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正 常工作,因此不需要对电路做任何修改。

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制 摘要:电磁干扰对开关电源的效率和安全性及使用的影响日益成为人们关注的热点。本文分析了开关电源中电磁干扰产生的原因和传播的路径,并提出了抑制干扰的有效措施。 关键词:开关电源、电磁干扰、耦合通道、电磁屏蔽 1 引言 电磁兼容EMC是英文electro magnetic compatibility 的缩写。它包括两层含义,一是设备在工作中产生的电磁辐射必须限制在一定水平内,二是设备本身要有一定的抗干扰能力,它必须具备三个要素:干扰源、耦合通道、敏感体。给电子线路供电的开关电源对干扰的抑制对保证电子系统的正常稳定运行具有重要意义。本文通过分析开关电源中的干扰源和耦合通道,提出了抑制干扰的有效措施。并提出了开关电源中开关变压器的设计和制作方法。 2 开关电源中的干扰源和耦合通道 开关电源首先将工频交流电整流为直流电,然后经过开关管的控制变为高频,最后经过整流滤波电路输出,得到稳定的直流电压,因此,自身含有大量的谐波干扰。同时,由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰,都会产生不同程度的电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大(即dV/dt或dI/dt很大)的元器件上,尤其是开关管、输出二极管和高频变压器等。同时,杂散电容会将电网的噪声传导到电子系统的电源而对电子线路的工作产生干扰。 这里我们来分析一下几种干扰产生的原因及其耦合的路径。 2.1输入整流滤波电路产生的谐波干扰 开关电源输入端普遍采用桥式整流,电容滤波电路。由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用,使得输入电流i成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流,如图1所示。这种畸变的输入电流,它除了基波外,还含有丰富的高次谐波分量。

解决EMI之传导干扰的八大绝招

电磁干扰EMI中电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰。传导干扰给不少电子工程师带来困惑,如何解决传导干扰?找对方法,你会发现,传导干扰其实很容易解决,只要增加电源输入电路中EMC滤波器的节数,并适当调整每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,第七届电路保护与电磁兼容研讨会主办方总结八大对策,以解决对付传导干扰难题。 对策一:尽量减少每个回路的有效面积 图1 传导干扰分差模干扰DI和共模干扰CI两种。先来看看传导干扰是怎么产生的。如图1所示,回路电流产生传导干扰。这里面有好几个回路电流,我们可以把每个回路都看成是一个感应线圈,或变压器线圈的初、次级,当某个回路中有电流流过时,另外一个回路中就会产生感应电动势,从而产生干扰。减少干扰的最有效方法就是尽量减少每个回路的有效面积。 对策二:屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度

如图2 所示,e1、e2、e3、e4为磁场对回路感应产生的差模干扰信号;e5、e6、e7、e8为磁场对地回路感应产生的共模干扰信号。共模信号的一端是整个线路板,另一端是大地。线路板中的公共端不能算为接地,不要把公共端与外壳相接,除非机壳接大地,否则,公共端与外壳相接,会增大辐射天线的有效面积,共模辐射干扰更严重。降低辐射干扰的方法,一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场干扰),和带电导体的面积及长度(电场干扰)。 对策三:对变压器进行磁屏蔽、尽量减少每个电流回路的有效面积

如图3所示,在所有电磁感应干扰之中,变压器漏感产生的干扰是最严重的。如果把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路都可以看成是变压器的次级,因此,在变压器周围的回路中,都会被感应产生干扰信号。减少干扰的方法,一方面是对变压器进行磁屏蔽,另一方面是尽量减少每个电流回路的有效面积。 对策四:用铜箔对变压器进行屏蔽 如图4所示,对变压器屏蔽,主要是减小变压器漏感磁通对周围电路产生电磁感应干扰,以及对外产生电磁辐射干扰。从原理上来说,非导磁材料对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔是良导体,交变漏磁通穿过铜箔的时候会产生涡流,而涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消,因此,铜箔对磁通也可以起到很好的屏蔽作用。 对策五:采用双线传输和阻抗匹配

关于自动化装置受干扰及抗干扰措施的分析(精)

关于自动化装置受干扰及抗干扰措施的分析 摘要:电磁兼容是现代自动化装置抗电磁干扰能力方面非常关注的目标。许多同行专业人士已作了大量的工作,制定了相关的标准和试验方法。在抗电磁干扰方面,也有许多论文发表,大家从理论到实践提出了许多提高产品抗电磁干扰能力的措施。 关键词:自动化装置干扰抗干扰措施分析 电磁兼容是现代自动化装置抗电磁干扰能力方面非常关注的目标。许多同行专业人士已作了大量的工作,制定了相关的标准和试验方法。在抗电磁干扰方面,也有许多论文发表,大家从理论到实践提出了许多提高产品抗电磁干扰能力的措施。 本文先以一台同期装置作为被试产品,对其干扰及抗干扰措施进行分析,随后提出一系列在设计实践中的经验抗干扰措施。干扰源是一个简单的电磁式的中间继电器。 干扰源分析:在上面简单的电路中可能会存在以下三种干扰源。 1、如图(一)中操作电源带有一个电感性负载(即许继中间继电器),当切断电感性负载时,在电感线圈上产生很高的感生电动势,一般在5~10倍电源电压,高达几千伏,我在试验中测得大于1千伏。该高电压使得断开接点击穿,产生火花或电弧,而火花或电弧是一个发射高频噪声的干扰源,该干扰直接串入电源中,形成串模干扰,该干扰是本线路中试验发现最明显的。 火花或电弧熄灭时间很短,又将产生感应电压,所以在不断地“通断”的瞬变过程中电源上串入了很大的高频干扰信号和浪涌电流。而自动装置内部的电子元件尤其IC片都是弱

电工作元器件,该干扰信号和浪涌流对继电器造成逻辑紊乱,以致误动,实际上对继电器内部元器件也具有很大的伤害性。尤其是静态的继电器产品表现更为严重,对于同期继电器,内部回路复杂,电源(稳压管)负载较重,在此重负荷下受干扰就会显得影响很大。 对于这种干扰实际上最有效的办法是在电感负载上并接一个吸收回路即可,但是电感负载是多种不同设备,且有很多是在运行中的产品,这样就自然的把问题踢给了新产品(被试产品)。 在试验中本人启用了图(二)接线的抑制回路,作用是用以抑制高频干扰,试验效果明显。 2、直流电压纹波引起的工频干扰,该种干扰在一般的产品设计中都有措施抑制,在试验中很少发现这种干扰。对于这种干扰,在试验中采用了以下图三的电路,该电路具有消除低频干扰和高频干扰双重作用,但对于电容耐压要求较高。 3、线间串扰,该干扰是因信号线(电源、交流等)靠近和平行放置在一起而引起,虽在电压不高时显示不出来,但在受冲击电压时难免会引起干扰,这就是该干扰最难预测和最难控制的因素之一。这一点要求在布线方面注意干扰。 以上仅是一个简单的电路,旨在只说明干扰存在的普遍性,根据电力系统的运行环境和自动化装置发展的实际情况,现在很多产品在“静电放电干扰、快速瞬变干扰和辐射电磁场干扰”方面实际上都没有很好办法,有些产品对电磁干扰还非常敏感,拒动、误动、死机、改变定值等现象都有发生。因此,自动化装置抗电磁干扰能力的提高,仍然需各位专业人士艰苦努力。以下是根据我在多年的产品设计中,针对“静电放电干扰、快速瞬变干扰和辐射电磁场干扰电磁干扰”采取的一些措施和方法,供大家参考,不当之处请批评指正。 一、抗静电放电干扰

浅谈电子设备的电磁干扰与防护

浅谈电子设备的电磁干扰与防护措施 摘要:本文从电子产品的各种电磁干扰、馈线地线干扰及静电几个方面进行分析讨论,进而得出如何对电子产品进行电磁干扰的屏蔽、抑制等防护措施。从而保证电子产品正常地工作。 关键词:电磁干扰危害屏蔽抑制防护 引言 电子设备工作时,常会受到来自各种因素的电磁干扰。这样就使得电磁干扰日趋严重,而由此带来了电磁干扰的防护问题也变的尤其重要。 一、电子产品电磁干扰分类及危害 在电子产品的外部和内部存在着各种电磁干扰。外部干扰是指除电子产品所要接收的信号以外的外部电磁波对产品的影响。干扰会影响或破坏产品的正常工作。它带来的危害很多,比如:破坏无线电通信的正常工作,影响电声和电视系统。如在许多大型机场,由于手机发射台等大功率电磁信号的干扰,而影响飞机的正常起降等。为了保证电子产品正常地工作,就需要防止来自产品外部和内部的各种电磁干扰。 那么抑制电磁干扰的措施就是:屏蔽。屏蔽就是用导电或导磁材料制成的用以抑制电场、磁场及电磁场干扰的盒、壳、板和栅、管等称为屏蔽。屏蔽可分为:电屏蔽、磁屏蔽、电磁屏蔽。 二、电场的屏蔽 电场的屏蔽是为了抑制寄生电容耦合(电场耦合),隔离静电或电场干扰。寄生电容耦合:由于产品内的各种元件和导线都具有一定电位,高电位导线相对的低电位导线有电场存在,也即两导线之间形成了寄生电容耦合。通常把造成影响的高电位叫感应源,而被影响的低电 位叫受感器。实际上凡是能幅射电磁能量并影响其它电路工作的都称为感应源(或干扰源),而受到外界电磁干扰的电路都称为受感器。电场屏蔽的最简单的方法,就是在感应源与受感器之间加一块接地良好的金属板,就可以把感应源与受感器之间的寄生电容短接到地,达到屏蔽的目的。 三、磁场的屏蔽 磁场的屏蔽主要是为了抑制寄生电感耦合(也叫磁耦合)。磁场屏蔽随着工作频率不同所采用的磁屏蔽材料和磁屏蔽原理也不同。恒定磁场和低频磁场的屏蔽。对于恒定磁场和低频(低于100kHZ)磁场采用导磁率高的铁磁性材料做屏蔽物。其原理是利用铁磁材料的高导磁率对干扰磁场进行分路。四、电磁场的屏蔽 除了静电场和恒定磁场外,电场和磁场总是同时出现的。电磁场的屏蔽就是对高频交变电磁场的屏蔽。从上面电场屏蔽和高频磁场屏蔽的讨论中可以看出,只要将高频磁场的屏蔽物良好地接地,就能同时达到电场屏蔽的要求,即达到电场和磁场同时屏蔽的目的。使用导电良好的屏蔽材料,如铝板、铜板、铜箔或在塑料上镀镍或铜,利用它们对干扰电磁波的反射、吸收和多次反射作用,衰减干扰电磁场的能量,达到屏蔽效果。 五、屏蔽的结构形式与安装 1.线圈的屏蔽,圈屏蔽罩的结构。线圈屏蔽罩的结构既要满足屏蔽要求,又要尽量减小对线圈参数的影响,并且还应在允许的体积范围之内。为了使屏蔽线圈的品质因数下降不超过10%,电感量减小不超过15-20%,圆形屏蔽罩的直径和高度应足够大。在同样的空间位置上安装方形屏蔽罩的效果比圆形的为好。屏蔽罩上缝隙、切口的方向,必须注意不切断涡流的方向,最好是避免有缝隙和切口。 2.变压器的屏蔽。(1)变压器的屏蔽结构。因为铁芯起着集中磁通的作用,所以变压器的铁芯本身就是一个磁屏蔽物。若要进一步减小漏磁通的影响,则应采取屏蔽措施。(2)电源变压器。电子产品常用交流市电供电,由于电源变压器的初、次级绕组之间存在着寄生电容,因此其它产品在供电电网中产生高频感应电压,就会通过此寄生电容而带进本产品中来产生干扰。为了抑制寄生耦合,往往在初、次级绕组之间垫上一层接地的铜箔作静电屏蔽。但是,此铜箔不应阻碍磁场耦合。因此,铜箔本身不能短路。(3)变压器的安装。①变压器远离放大器。②电源变压器的线圈轴线应与底座垂直放置。③在安装变压器时,不要让硅钢片紧贴底座,应该用非导磁材料将变压器铁芯与底座隔开,以减少铁芯内的

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