电磁搅扰EMI中电子设备发生的搅扰信号是经过导线或公共电源线进行传输,彼此发生搅扰称为传导搅扰。传导搅扰给不少电子工程师带来困惑,怎样处理传导搅扰?找对办法,你会发现,传导搅扰其实很简单处理,只需添加电源输入电路中EMC滤波器的节数,并恰当调整每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,第七届电路维护与电磁兼容研讨会主办方总结八大对策,以处理抵挡传导搅扰难题。
对策一:尽量削减每个回路的有用面积
图1
传导搅扰分差模搅扰DI和共模搅扰CI两种。先来看看传导搅扰是怎样发生的。如图1所示,回路电流发生传导搅扰。这儿面有好几个回路电流,咱们能够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期,别的一个回路中就会发生感应电动势,然后发生搅扰。削减搅扰的最有用办法便是尽量削减每个回路的有用面积。
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为磁场对回路感应发生的差模搅扰信号;e5、e6、e7、e8为磁场对地回路感应发生的共模搅扰信号。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,不然,公共端与外壳相接,会增大辐射天线的有用面积,共模辐射搅扰更严峻。下降辐射搅扰的办法,一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场搅扰),和带电导体的面积及长度(电场搅扰)。
对策三:对变压器进行磁屏蔽、尽量削减每个电流回路的有用面积
如图3所示,在所有电磁感应搅扰之中,变压器漏感发生的搅扰是最严峻的。假如把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路都能够看成是变压器的次级,因而,在变压器周围的回路中,都会被感应发生搅扰信号。削减搅扰的办法,一方面是对变压器进行磁屏蔽,另一方面是尽量削减每个电流回路的有用面积。
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发生电磁感应搅扰,以及对外发生电磁辐射搅扰。从原理上来说,非导磁资料对漏磁通是起不到直接屏蔽效果的,但铜箔是良导体,交变漏磁通穿过铜箔的时分会发生涡流,而涡流发生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,部分漏磁通就能够被抵消,因而,铜箔对磁通也能够起到很好的屏蔽效果。
对策五:选用双线传输和阻抗匹配
图5
如图5所示,两根相邻的导线,假如电流巨细持平,电流方向相反,则它们发生的磁力线能够彼此抵消。关于搅扰比较严峻或比较简单被搅扰的电路,尽量选用双线传输信号,不要使用公共地来传输信号,公共地电流越小搅扰越小。当导线的长度等于或大于四分之一波长时,传输信号的线路一定要考虑阻抗匹配,不匹配的传输线会发生驻波,并对周围电路发生很强的辐射搅扰。
对策六:减小电流回路的面积
图6
如图6所示,磁场辐射搅扰主要是流过高频电流回路发生的磁通窜到接纳回路中发生的,因而,要尽量减小流过高频电流回路的面积和接纳回路的面积。式中:e1、 Φ1、S1、B1分别为辐射电流回路中发生的电动势、磁通、面积、磁通密度; e2、 Φ2、S2、B2分别为辐射电流回路中发生的电动势、磁通、面积、磁通密度。
图7
下面以图7暗示,对电流回路辐射进行详解。如图,S1为整流输出滤波回路,C1为储能滤波电容,i1为回路高频电流,此电流在所有的电流回路中最大,其发生的磁场搅扰也最严峻,应尽量减小S1的面积。
在S2回路中,基本上没有高频回路电流,?I2主要是电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S2的面积巨细基本上不需要考虑。 C2为储能滤波%&&&&&%,专门为负载R1供给能量,R1、R2不是单纯的负载电阻,而是高频电路负载,高频电流i3基本上靠C2供给,C2的方位相对来说十分重要,它的衔接方位应该考虑使S3的面积最小,S3中还有一个?I3,它主要是电源纹波电流,也有少数高频电流成份。 在 S4回路中,基本上也没有高频回路电流,?I4主要为电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S4的面积巨细基本上也不需要考虑。 S5回路的状况基本上与S3回路相同,i5的电流回路面积也应要尽量的小。
对策七:不要选用多个回路串联供电
图 7中的几个电流回路,彼此串联在一起进行供电,很简单发生电流共模搅扰,特别是在高频扩大电路中,会发生高频噪音。电流共模搅扰的原因是: ?I2 = ?I3+ ?I4+ ?I5
图8
而图8中各个电流回路,彼此分隔,选用并联供电,每个电流回路都是独立的,不会发生电流共模搅扰。
对策八:防止搅扰信号在电路中发生谐振
图9
如图9所示,共模天线的一极是整个线路板,另一极是衔接电缆中的地线。要减小辐射搅扰最有用的办法是对整个线路板进行屏蔽,而且外壳接地。电场辐射搅扰的原因是高频信号对导体或引线进行充电,应该尽量减小导体的长度和表面积。磁场搅扰的原因是在导体或回路中有高频电流流过,应该尽量减小线路板中电流回路的长度和面积。频率越高,电磁辐射搅扰就越严峻;当载流体的长度能够与信号的波长比较时,搅扰信号辐射将增强。
当载流体的长度正好等于搅扰信号四分之一波长的整数倍的时分,搅扰信号会在电路中发生谐振,这时辐射搅扰最强,这种状况应尽量防止。
看到这儿,是否觉得按此八步走,传导搅扰尽在把握之中?最终附上各种搅扰脉冲波形的频谱供我们参阅(如图10)。任何一个非正弦波都能够看成是十分多个上升和下降速率不同的信号(或不同频率的正弦波)彼此迭加而成,电磁辐射强度与电压或电流的改变速率成正比。
各种搅扰脉冲波形的频谱:
图10 (Cynthia)