電磁兼(jiān)容試驗中的(de)重要內容就是騷擾發射(shè)試驗。因此,控製騷擾發射是一項重要(yào)的設計內容。為(wéi)了控製騷擾發(fā)射,首先要找到騷擾源,然後采取措施消除它,或者截斷它發(fā)射騷擾能量的路徑。
EMI騷擾源有啥特征(zhēng)呢?
以(yǐ)往廣泛流傳的是:高電(diàn)壓,大電流就是騷擾(rǎo)源。這種說(shuō)法其實很(hěn)片麵。單純(chún)的一個很高的電壓(yā),或者一個很大的電流,並不一定會對其它設備產生(shēng)幹擾。
產生幹擾的重要條(tiáo)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(bāo)含電(diàn)壓,電流劇烈變化的電路就是我們需要關注的騷(sāo)擾源。
為(wéi)何du/dt和di/dt是產生騷擾的條(tiáo)件?
先(xiān)看上圖,有兩個閉合的回路。當回路1中有個變化(huà)的電流I1,其會產生一個(gè)變化的磁場,當磁場穿過(guò)回路(lù)2的時候,回路2中(zhōng)就(jiù)有了一個變化的(de)磁(cí)場。根(gēn)據電磁感應定律,回路2中會有一個感應電(diàn)動勢(shì),即回路1對回路2產生了幹擾。
如(rú)果回路1中的電流是不變化的,那麽回路2中磁場(chǎng)也不會(huì)變化,也不(bú)會產生感應電動勢,即回路1第回路(lù)2沒(méi)有幹擾。
上圖是電路1和電路2之間通過雜散電(diàn)容產生相互影(yǐng)響的情況。
電路1在工作(zuò)的時候,它的導線上麵會有一(yī)個電壓,這個電壓如果是交變的(de),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(duì)對路2產生了幹擾。如果(guǒ)電壓是不動的,那麽便不會起到(dào)耦合的作用。
上圖是電磁波(bō)的輻射天線,它是在兩個導體之間有一(yī)個(gè)電壓,如果電壓是直流的,那麽顯然,因為(wéi)兩個導體之間是開路的,那麽導體上麵便不(bú)會有電流。
如果上麵的電壓是(shì)交流的(de),那麽因為這(zhè)連個導體之(zhī)間(jiān)存在雜散電容,就會產生一個電流,這種(zhǒng)電流叫位移電(diàn)流,它是產生電磁波的重要條件。
上麵(miàn)是一個環路天(tiān)線,顯然,如果加到上麵的電壓是直流電壓,這個電流隻能產(chǎn)生一個靜磁場,這個(gè)磁場是沒有輻射的。
而(ér)如果加到上麵的(de)電壓是(shì)交流電壓,那麽(me)會在上麵產(chǎn)生交變(biàn)的電流,由交變的電流(liú)產生交變的(de)磁場,就會產生輻射。
上圖是一個電路導體,它(tā)可以是電源線,也可以是(shì)地(dì)線(xiàn),也可以是信號線。當上麵有(yǒu)一個變化的電流的時候,由於導體本身(shēn)有電感,因此會出現一(yī)個感應電動勢,這個感應電(diàn)動勢就是導體上麵的電磁(cí)噪聲。如果di/dt是(shì)0,那麽u就是0,就沒有電磁幹擾。
典型的電磁騷擾源
開關電源使幾乎所有電(diàn)子設備都有的,開(kāi)關電源在工作的時候,電路裏麵有(yǒu)劇烈的du/dt,di/dt,因此其是一種(zhǒng)強的騷擾源。
數字(zì)電路的電壓和電流都是脈衝狀的,因此也有較多的du/dt,di/dt。實際上,就是由(yóu)於數字電路的出現,我(wǒ)們才(cái)更加關心EMC的問題。
逆變電路也是一種典型(xíng)的電磁騷擾源,逆變電路把直流變成交流,其(qí)在工作的(de)時(shí)候,也是有劇烈的du/dt,di/dt。
最主要的自然騷擾源—雷電
一個雲團(tuán)上麵有電荷,它的周(zhōu)圍形成一個(gè)很強的電場。當它和另(lìng)外一個雲團之間的電場強度超過一定值的時候,就會擊穿空(kōng)氣,產生劇烈的放電,這個時候伴隨(suí)著(zhe)巨大的du/dt和di/dt。
右側是一個雷電發生的時候的一個電流波形,di/dt很(hěn)大,因此,它是一(yī)個很強的(de)電磁騷擾源。
以往我們在雷(léi)電進行防護的時候(hòu),需要使用避雷針,實際上,避雷針使雷(léi)電定點放電,因此,有了避雷針以(yǐ)後,可以對其(qí)它的設備起到保護作用(yòng)。但是(shì),當(dāng)避雷針起作用的時候,避雷(léi)針的周圍會有很強的電磁(cí)場,這對於(yú)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(de)關(guān)鍵是,看有沒有電壓(yā),電流的突變,如果有電壓(yā)和電流的突變,就有騷擾源。
通常騷擾的強度(dù)與電壓,電流的變化率有關。電壓和(hé)電流的變化率越高,產(chǎn)生的騷擾越強。
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