10、電磁兼容性設(shè)計(jì)

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1、開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容設(shè)計(jì)1結(jié)構(gòu)示例開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容性成本約占系統(tǒng)總成本的5%~10%電磁兼容設(shè)計(jì)2EMC圖電磁兼容設(shè)計(jì)3電磁兼容的主要國際組織和標(biāo)準(zhǔn)IEC(國際電工委員會(huì))TC-77(技術(shù)委員會(huì))CISPR(國際無線電干擾特別委員會(huì))IEEE-EMC(國際電氣電子工程師學(xué)會(huì)電磁兼容專業(yè)委員會(huì))EN(歐洲標(biāo)準(zhǔn))ANSI(美國標(biāo)準(zhǔn))電磁兼容設(shè)計(jì)4電磁兼容認(rèn)證CE：歐盟GS：德國UL：美國CB(CCEE)：中國ISO：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織質(zhì)量體系認(rèn)證（生產(chǎn)體系認(rèn)證，非產(chǎn)品認(rèn)證）3C：中國強(qiáng)制認(rèn)證電磁兼容設(shè)計(jì)5電磁兼容實(shí)驗(yàn)室電磁兼容設(shè)計(jì)6電磁兼容三要素電磁干擾源；（強(qiáng)度和特性）對(duì)干

2、擾源敏感的受擾器；（敏感度）傳播媒體。（類型和性質(zhì)）研究?jī)?nèi)容特性；邊界條件；抑制方法。元件級(jí)設(shè)備級(jí)系統(tǒng)級(jí)電磁兼容設(shè)計(jì)7噪聲分類輻射噪聲>30MHz；按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量磁場(chǎng)確定噪聲電平。傳導(dǎo)噪聲<30MHz。測(cè)量線與地之間的產(chǎn)生的非對(duì)稱電壓，常用dBμV表示。對(duì)于電源是重點(diǎn)。測(cè)量一般在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行。電磁兼容設(shè)計(jì)8傳導(dǎo)干擾電容耦合（靜電耦合）互感耦合（電磁感應(yīng)耦合）公共阻抗耦合（阻性耦合、電路性耦合）電磁兼容設(shè)計(jì)9開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)傳導(dǎo)干擾一.電容性耦合電容性耦合干擾,是指在干擾源與干擾對(duì)象之間存在著耦合的分布電容而產(chǎn)生,干擾量是變化的電場(chǎng),即變化的電壓du/dt.兩對(duì)短傳輸線平行放置,如圖1所示

3、.導(dǎo)線A接低頻正弦交流電壓源,未接負(fù)載電阻;導(dǎo)線B無屏蔽,接有負(fù)載電阻R,未接電壓源.忽略電流所建磁場(chǎng)的感應(yīng)電場(chǎng),按電準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)分析.與靜電場(chǎng)一樣,各導(dǎo)體電荷與各導(dǎo)體間電壓的關(guān)系可用部分電容來表示.CA0與CB0分別為導(dǎo)線A和導(dǎo)線B對(duì)地部分的電容,CAB為導(dǎo)線A對(duì)電線B間的部分電容.CA0CB0CABAB0(a)RCA0CB0CAB0(b)R圖1電磁兼容設(shè)計(jì)10傳導(dǎo)干擾開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)一.電容性耦合如圖1(a)所示,采用向量形式來表示,導(dǎo)線A處電壓源為.其等效電路如圖1(b)所示.于是可得導(dǎo)線A對(duì)B的干擾電壓為式中為角頻率.由上式知,與無關(guān).若為低電阻值,即,則電磁兼容設(shè)計(jì)11傳導(dǎo)干擾開

4、關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)一.電容性耦合若為高電阻值,即,則此時(shí)電壓與角頻率無關(guān)為耦合電容.通過將產(chǎn)生干擾,稱為電容性耦合干擾.減少耦合電容是重要的抑制措施.常用的措施是電線加電屏蔽,并將屏蔽體接地.耦合電容的大小與兩根導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)線間距離的平方成反比。電磁兼容設(shè)計(jì)12抑制原理開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)若導(dǎo)線B為屏蔽線,并將屏蔽體接地,如圖2(a)所示.由于屏蔽體已經(jīng)接地,部分電容CS0被短路而不起作用,CAS與CA0并聯(lián),CBS與CB0并聯(lián).CAB僅為導(dǎo)線A對(duì)導(dǎo)線B屏蔽體以外部分之間的電容量,故耦合電容CAB顯著減少,從而使下降.等效電路如圖2(b)所示.CA0CASAB0(a)RCA0C

5、BSCAB0(b)RCABCB0CASCB0圖2CBS電磁兼容設(shè)計(jì)13抑制原理開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)一.電容性耦合若導(dǎo)線A亦為屏蔽線,且屏蔽體接地,可進(jìn)一步減少耦合電容.達(dá)到抑制的目的.電壓與的關(guān)系為電磁兼容設(shè)計(jì)14傳導(dǎo)干擾開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)二.電感性耦合兩對(duì)短傳輸線相距較近,如圖3(a)所示.傳導(dǎo)電流分別沿兩個(gè)導(dǎo)電回路流動(dòng).由于兩回路間互磁鏈的存在,將產(chǎn)生干擾電壓.分析其等效電路,如圖3(b)所示,AB0(a)R2R1RMAB(b)圖3電磁兼容設(shè)計(jì)15抑制原理開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)二.電感性耦合現(xiàn)分析導(dǎo)線A采用屏蔽線的情況.若屏蔽體僅一端接地,則可抑制電容性耦合,而對(duì)電感性耦合影響不大

6、.因?yàn)槠帘误w外同樣存在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng).若屏蔽體兩端皆接地,則屏蔽體上有感應(yīng)電流,且有去磁作用.如圖4(a)所示.上式中,為互感.通過將產(chǎn)生干擾,稱電感性耦合干擾.減少是重要的抑制措施.A0R1R1(a)(b)圖4電磁兼容設(shè)計(jì)16抑制原理開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)二.電感性耦合考慮到,這樣可以減少短傳輸線A與B之間的互磁鏈.根據(jù)等效電路4(b),在屏蔽體內(nèi)列方程,當(dāng)時(shí),有即產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消了產(chǎn)生磁場(chǎng),使屏蔽體外不存在磁場(chǎng).這樣可以達(dá)到抑制的目的.若將屏蔽體一端不接地而與負(fù)載連接,如下圖(c)所示,則不管的大小,皆能保證屏蔽體外磁場(chǎng)被抵消.電磁兼容設(shè)計(jì)17抑制原理開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)二.電感性耦合對(duì)

7、干擾對(duì)象和干擾源進(jìn)行屏蔽,也可以減少互磁鏈和耦合互感,起到抑制干擾的作用.當(dāng)電容性耦合和電感性耦合同時(shí)存在時(shí),應(yīng)綜合考慮.A0R1圖4(c)電磁兼容設(shè)計(jì)18傳導(dǎo)干擾開關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)三.電路性耦合電路性干擾由兩個(gè)回路經(jīng)公共阻抗耦合而產(chǎn)生,干擾量是電流i,或變化的電流di/dt.電路性干擾的產(chǎn)生至少存在兩個(gè)電流回路的相互耦合,其電流全部或部分地在公共阻抗中流過.這種情況很多.公共電源耦合電路和公共接地阻抗耦