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『高電壓、大電流』,?電磁兼容中EMI騷擾源特征分析

閱讀:1357      發(fā)布時間:2023-11-2
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電磁兼容試驗中的重要內容就是對外騷擾發(fā)射試驗,。因此,控制騷擾發(fā)射是一項重要的設計內容,。為了控制騷擾發(fā)射,,首先要找到騷擾源,然后采取措施消除它,,或者截斷它發(fā)射騷擾能量的路徑,。


EMI騷擾源有啥特征呢,?


以往廣泛流傳的是:高電壓,,大電流就是騷擾源。這種說法其實很片面,。單純的一個很高的電壓,,或者一個很大的電流,并不一定會對其它設備產生干擾。


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產生干擾的重要條件是:變化的電壓或者電流,,即du/dt≠0,,或者di/dt≠0。

所以,,那些包含電壓,,電流劇烈變化的電路就是我們需要關注的騷擾源。



為何du/dt和di/dt是產生騷擾的條件,?


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先看上圖,,有兩個閉合的回路。當回路1中有個變化的電流I1,,其會產生一個變化的磁場,,當磁場穿過回路2的時候,回路2中就有了一個變化的磁場,。根據(jù)電磁感應定律,,回路2中會有一個感應電動勢,即回路1對回路2產生了干擾,。

如果回路1中的電流是不變化的,,那么回路2中磁場也不會變化,也不會產生感應電動勢,,即回路1第回路2沒有干擾,。

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上圖是電路1和電路2之間通過雜散電容產生相互影響的情況。

電路1在工作的時候,,它的導線上面會有一個電壓,,這個電壓如果是交變的,它就會通過一個雜散電容Cs耦合到電路2上去,,即電路1對對路2產生了干擾,。如果電壓是不動的,那么便不會起到耦合的作用,。

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上圖是電磁波的輻射天線,,它是在兩個導體之間有一個電壓,如果電壓是直流的,,那么顯然,,因為兩個導體之間是開路的,那么導體上面便不會有電流,。

如果上面的電壓是交流的,,那么因為這連個導體之間存在雜散電容,就會產生一個電流,,這種電流叫位移電流,,它是產生電磁波的重要條件,。

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上面是一個環(huán)路天線,顯然,,如果加到上面的電壓是直流電壓,,這個電流只能產生一個靜磁場,這個磁場是沒有輻射的,。

而如果加到上面的電壓是交流電壓,,那么會在上面產生交變的電流,由交變的電流產生交變的磁場,,就會產生輻射,。

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上圖是一個電路導體,它可以是電源線,,也可以是地線,,也可以是信號線。當上面有一個變化的電流的時候,,由于導體本身有電感,,因此會出現(xiàn)一個感應電動勢,這個感應電動勢就是導體上面的電磁噪聲,。如果di/dt是0,,那么u就是0,就沒有電磁干擾,。



典型的電磁騷擾源


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開關電源使幾乎所有電子設備都有的,,開關電源在工作的時候,電路里面有劇烈的du/dt,,di/dt,,因此其是一種強的騷擾源。

數(shù)字電路的電壓和電流都是脈沖狀的,,因此也有較多的du/dt,,di/dt。實際上,,就是由于數(shù)字電路的出現(xiàn),,我們才更加關心EMC的問題。

逆變電路也是一種典型的電磁騷擾源,,逆變電路把直流變成交流,,其在工作的時候,也是有劇烈的du/dt,,di/dt,。


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最主要的自然騷擾源—雷電
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一個云團上面有電荷,它的周圍形成一個很強的電場,。當它和另外一個云團之間的電場強度超過一定值的時候,,就會擊穿空氣,,產生劇烈的放電,,這個時候伴隨著巨大的du/dt和di/dt,。

右側是一個雷電發(fā)生的時候的一個電流波形,di/dt很大,,因此,,它是一個很強的電磁騷擾源。

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以往我們在雷電進行防護的時候,,需要使用避雷針,,實際上,避雷針使雷電定點放電,,因此,,有了避雷針以后,可以對其它的設備起到保護作用,。但是,,當避雷針起作用的時候,避雷針的周圍會有很強的電磁場,,這對于我們的電子設備是一個巨大的威脅,。

識別潛在電磁騷擾源的關鍵是,看有沒有電壓,,電流的突變,,如果有電壓和電流的突變,就有騷擾源,。

最后,,通常騷擾的強度與電壓,電流的變化率有關,。電壓和電流的變化率越高,,產生的騷擾也越強。


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