《電子技術應用》
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電源線上的EMC分析
摘要: 文分析了電源線上的電磁干擾類型及其判斷方法,針對不同的干擾類型制定了相應的電磁干擾抑制方案,作者根據實踐經驗并進行大量的測試,舉例驗證了抑制方案的可行性。為從事電磁兼容性設計的技術人員提供了成功的抑制騷擾電壓的解決方案。
Abstract:
Key words :

1引言
我國的家用電器產品實施ccc認證上作已經3年多了,這使得我國近年來也掀起了“電磁兼容熱”。從企業的電磁兼容預測試上作及監督抽查上作中可以看出,電磁兼容不合格率較高,尤其是騷擾電壓項日。但是日前國內大多數中小型企業的電磁兼容性設計能力普通偏低,又缺乏必要的測試、診斷手段,這是一個不爭的事實。上程技術人員設計的產品能否最終通過電磁兼容性規范要求,即將成為衡量現代上程技術人員能否勝任技術上作的重要標準之一。日前國內關于電磁兼容設計方而的書比較少,切實可行的實例分析資料顯得更是難尋,作者根據多年從事電磁兼容測試的上作經驗,用事實驗證兒個電磁干擾抑制方案的可行性,希望能給相關的技術人員提供參考。
2電源線上的電磁干擾類型及判斷方法
熟悉和了解常見的電磁干擾源是發現和解決電磁干擾問題的關鍵之一。電源線上的干擾電流按照其流動路徑可以分為兩類,一類是差模干擾電流,另一類是共模干擾電流。差模干擾電流是在火線和零線之間流動的干擾電流,共模干擾電流是在火線、零線與大地(或其它參考物體)之間流動的干擾電流,由于這兩種干擾的抑制方式不同,因此正確辨認干擾的類型是實施正確抑制方法的前提。
區分干擾電流是共模還是差模可以從三個方而進行判斷:
①從干擾源判斷:雷電、設備附近發生的電弧、設備附近的電臺或其它大功率輻射裝置在電源線上產生的干擾是共模干擾;另外,如果發現電源線上產生的干擾是來自機箱內的線路板或其它電纜,則為共模干擾;這是因為通過空間感應在火線和零線上的干擾電流是同相位的。
在同一路電力線上上作的馬達、電源開關、可控硅等會在電源線上產生差模干擾。
②從頻率上判斷:差模干擾的頻率卞要集i},在1MHz以下,而共模干擾的頻率一般分布在1MHz以上。這是由于共模干擾是通過空間感應到電源線上的,這種感應只有在干擾信號頻率很高時才容易發生。
③用儀器測量:如果有一臺頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進行測量。電流卡鉗實際上是一個繞在磁芯上的線圈,當被測電纜穿過電流鉗時,就形成了一個變壓器:被測學體相應于變壓器初級,日前鉗,1,的線圈相當于變壓器次級,電纜上的信號會禍合到卡鉗,1,的線圈上,用頻譜分析儀即可檢測出來。
判斷步驟如下:

3干擾抑制方案實例分析
保證電子設備電磁兼容性是一項復雜的系統上程,必須在各個階段各個級別水平上采取相應的措施。特別是在研制和建造電子、電氣設備和電子、電氣上程時,要在盡可能旱的階段上進行電磁兼容設計或采取電磁兼容措施。本文通過兒個具體的試驗結果來分析電磁騷擾抑制方案的可行性。
3. 1實例分析1
電容器對抑制騷擾電壓的影響。對于生產企業而A,技術改進方案的可行性與因技術改進而帶來的生產成本變化密切相關,因此,生產企業在技術改進時應本著在能解決問題的前提下尋求生產成本最低的方案。由于濾波器的價格較高,體積也較大,因此在同類的中低檔產品中及結構緊湊、內部空間較小的產品較少應用,而較多使用電容或電感或者是兩者的合理組合。
圖1為一種產品使用_根插角的干擾抑制電容的騷擾電壓測試結果,按照GB4343. 1-2003《電磁兼容家用電器電動工具和類似器具的要求第1部分:發射》標準分別用平均值檢波器和準峰值檢波器進行測試,可以看出,在低頻段0. 5MHz}0. 6MHz的頻率范圍內平均值的終測結果超出GB4343. 1-2003標準規定的限值,騷擾電壓不合格。在lOMHz}20MHz頻率范困內的平均值及準峰值的測試結果也比較接近相應的限值。圖2為某產品川三根插角的干擾抑制電容的騷擾電少}、測試結果,比較兩種測試結果可以看出,低頻段的干擾得到很好的抑制,0. 5MHz}0. 6MHz的頻率范困內平均值的測試結果低于限值,滿足標準規定的要求。

 

3. 2實例分析2
印制線路板上的電子線路對抑制騷擾電壓的影響。接地是電氣、電子設備和電子系統的重要組成部分,但接地系統構成是一個十分復雜的技術,與電氣、電子系統的具體結構有關系,與所要防護的和上作的電流頻率及波形有密切關系,與構成接地的材質和電磁特性有關,更與接地元件和上藝有關。接地措施得當會抑制電磁干擾,相反,接地不當會產生電磁干擾。接地引入電磁干擾的第一個原因是由于接地結構難以孤立完成,至少要有連接導線和導電平而。當接地平而上有來自不同信號源的電流流過時,由于接地系統存在電阻就會產生電壓降,并且電壓降與接地系統上的電流成反比。這個電壓就是造成電磁干擾的干擾電動勢。接地引入電磁干擾的第_個原因是由于接地系統中存在有回路,則外部電磁干擾源就通過電磁波作用在接地回路中產生感應干擾電動勢。
圖3為一臺電子設備的電源線傳導騷擾電壓測試曲線,電子設備中的濾波器的地端沒有接到印制線路板的接地點上,印制線路板的接地點也沒有連接到公共電網的保護接地線上,結果在CPU的韶,振頻率點上的傳導騷擾電壓的平均值超出標準中規定的限值。將同一臺設備的濾波器的地端接到印制線路板的接地點上,印制線路板的接地點再連接到公共電網的保護接地線上,圖4是測試結果,可以看出,傳導騷擾電壓的平均值測試結果在限值附近,與圖3的測試結果相比得到了一定的抑制,但并不理想。圖5濾波器的地接到印制線路板的接地點上,但不連接到公共電網的保護接地線上,結果騷擾電壓測試值與限值相比有較人的余量,電磁騷擾得到了很好的抑制。

4結束語
保證電磁兼容性是一個綜合性的任務,需要在不同的等級上采取不同的方法和措施。通常要考慮在元件級、部件級、設備級、系統級和業務級上保證電磁兼容性的工作。在許多情況下只有采取特殊的方法才能保證電氣、電子設備或電子系統的電磁兼容性。

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