电磁兼容-第6章 电磁干扰抑制的滤波技术ok
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电磁兼容性设计中的抑制干扰技术电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能够正常工作而不被电磁干扰或对外部环境造成电磁干扰的能力。
而抑制干扰技术在电磁兼容性设计中起着至关重要的作用。
首先,为了有效抑制电磁干扰,我们需要了解电磁干扰的产生原因。
电磁干扰来源于电路中的高频电压和电流,通常由电器设备、通信设备、雷达系统等各种电子设备产生。
这些电磁波在传输过程中可能会相互干扰,导致设备运行不稳定或出现故障。
为了抑制这些干扰,我们可以采用一系列技术手段。
首先是在电路设计阶段就考虑到电磁兼容性的问题,尽量降低电路对外界的敏感度。
通过合理布局电路板,避免信号回路过长或过于靠近高功率电路,减少电路板的返波和辐射。
其次,在电子设备的外壳设计上,我们可以采用屏蔽措施来抑制电磁干扰。
屏蔽措施主要包括使用金属外壳、金属网格或金属箔等材料,将电子设备内部的电磁辐射隔离在外部,减少外部电磁波对电子设备的影响。
另外,在电源线、信号线等布线设计上,我们可以采用绕线、穿孔等技术手段来减少电磁辐射。
通过合理设置线路的走向和连接方式,尽量避免电流回路产生环形电流,减少电路板的辐射干扰。
此外,使用滤波器也是有效抑制电磁干扰的一种方法。
滤波器可以在电源线或信号线上加入,用于滤除高频噪声信号,保证设备的正常运行。
常见的滤波器包括差模滤波器、共模滤波器等,可以根据实际情况选择合适的滤波器型号和参数。
总的来说,电磁兼容性设计中的抑制干扰技术是一项复杂而又重要的工作。
只有从电路设计、外壳设计、布线设计,乃至滤波器的选择等各个方面进行系统而全面的考虑,才能够有效地提高设备的电磁兼容性,确保设备在复杂的电磁环境下稳定可靠地工作。
在今后的工程实践中,我们需要不断探索和创新,结合实际情况选择合适的抑制干扰技术,为提高设备的电磁兼容性而努力。
电磁兼容设计中电磁干扰的抑制方法电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰”,即电子线路、系统相互不影响,在电磁方面相互兼容的状态。
电磁干扰三要素分别是:噪声源强度、噪声通过某种途径传到受干扰处的耦合因素、受干扰设备的敏感程度。
电磁干扰抑制技术就是围绕这三要素所采取的各种措施,归纳起来就是:抑制电磁干扰源;切断电磁干扰耦合途径;降低电磁敏感装置的敏感性。
电磁干扰的抑制方法很多,基本方法有三种,即接地、屏蔽和滤波。
每种方法在电路与系统的设计中各有独特作用,但在使用上又是相互关联。
如良好的接地可降低设备对屏蔽和滤波的要求,而良好的屏蔽也能降低对滤波的要求。
一、接地根据使用功能的不同,可以把接地分成如下几种形式:1、安全接地:使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会因为漏电而导致电击伤害。
2、雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立系统,由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。
该接地系统通常与安全接地接在一起。
雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。
3、电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:(1)屏蔽接地,为了防止由电路之间的寄生电容产生的相互干扰,必须进行隔离和屏蔽,用于隔离和屏蔽的金属必须接地。
(2)、滤波器接地,滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。
(3)、噪声和干扰抑制,对内部噪声和外部干扰的控制,应将设备或系统上的某些点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
(4)、电路参考,电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点,这个公共电位参考点就是地。
因此所有互相连接的电路必须接地。
二、屏蔽用金属材料将设备内部产生噪声的区域封闭起来的方法称为屏蔽。
屏蔽能有效抑制通过空间传播的电磁干扰。
电磁骚扰源
1.雷电
2.网络结构及参数变化
3.核电磁脉冲
4.静电
5.辐射
5.电源质量
传播途径
1.电磁辐射:电耦合 磁耦合 电磁耦合
2.波传导:传导耦合
电磁兼容设计
1.电磁干扰危害
电磁干扰防护1.直击雷防护2.电磁屏蔽3.接地及搭接4.滤波5.隔离
6.保护设备
7.电气安全
电磁干扰分析
基于场的计算方法
基于路的计算方法1.网格法2.特征线法 1.有限元法
2.差分法
3.边界元法电磁干扰测试
1.测试方法
2.测试系统
3.测试标准
工作电平
工作频
率范围
光电联接系统(光电耦合器,光电传输系统)
电磁隔离装置(抗干扰变压器,隔离变压器,中和变压器)
满足电源线干扰发射和抗扰度要求
滤波器的双向性
频带
射回信号源的场合
做成介质传输线: 损耗传输线, 称损耗线EMI滤波器 吸收型滤波器可以直接装在电缆连接器的插头上 主要优点: 体积小
缺点: 频率特性不是十分理想
纯电阻负载情况
滤波器高频性能差无滤波
滤波器高频性能好
共模差模干扰滤波器
共模插入损耗测量差模插入损耗测量。
滤波技术在电磁兼容设计中的应用滤波技术在电磁兼容设计中的应用,对于解决电磁干扰问题至关重要。
电磁干扰是指外界电磁场对电子设备的正常工作产生的干扰,它可能导致设备功能异常,性能下降,甚至毁坏设备。
滤波技术能够有效地抑制电磁干扰,提高电子设备的抗干扰能力,保证设备的正常运行。
在电磁兼容设计中,滤波技术主要包括三种类型的滤波器:功率线滤波器、信号线滤波器和天线滤波器。
功率线滤波器用于电源线上的滤波,经过滤波器的电源信号会被滤波器削弱,以减小电源信号中的高频噪声和谐波。
功率线滤波器通常由电感和电容构成,它能够有效地滤除来自电源线的高频噪声,保证电子设备的稳定运行。
功率线滤波器还可以用于防止设备内部的高频信号通过电源线泄漏到外界。
信号线滤波器用于信号线上的滤波,特别是对于高速数字信号和模拟信号的处理。
信号线滤波器主要由电感和电容构成,它能够滤除信号线上的高频噪声和谐波,提高信号的纯度和抗干扰能力。
信号线滤波器可以应用于各种类型的通信线路,例如USB线、HDMI线等。
天线滤波器用于天线上的滤波,它主要用于抑制天线接收到的无线电频段中的干扰信号。
天线滤波器可以滤除来自外界的无线电干扰信号,提高天线的接收能力和抗干扰能力。
天线滤波器通常由电感、电容和滤波器芯片构成,根据应用场景的不同,天线滤波器可能需要频率选择性的滤波,以适应不同的无线电频段。
此外,滤波技术还可以应用于电源板和电路板的设计中。
电源板上的滤波器可以滤除电源波动和噪声,提供清洁稳定的电源信号。
电路板上的滤波器可以滤除电路产生的高频噪声和谐波,减小对周边电子设备的干扰。
综上所述,滤波技术在电磁兼容设计中具有重要的应用价值。
通过合理地设计和应用滤波器,可以有效地减小电磁干扰,提高电子设备的抗干扰能力,保证设备的正常运行和长期稳定性。
随着技术的不断发展和应用的不断深入,滤波技术在电磁兼容设计中的应用将会越来越广泛。
电磁兼容设计中的滤波技术摘要:电磁兼容可通过将干扰抑制于扰乱电子系统或子系统正常工作的电平以下来实现,这种兼容一般通过采用滤波器及将元件或设备屏蔽而获得,而本文主要介绍电磁兼容设计中的滤波技术。
从滤波器的作用、基本原理以及其分类方面做了简要的叙述。
关键字:电磁兼容,滤波器,滤波技术,共模,差模任何电子设备或电子系统的设计都应包括电磁兼容设计。
在设计阶段就考虑电磁兼容。
对于滤波技术来说,为了满足EMC标准规定的CE和CS (传导敏感度)极限值要求,使用EMI 滤波器是一种好方法。
通常要采用某种形式的滤波以降低电源线及信号线的发射,滤波器衰减决定于源及负载阻抗。
即若滤波器与源、负载阻抗不匹配,将会产生最小的传输信号(EMI )功率。
另外还要考虑电磁干扰是共模还是差模。
共模是指两导体上的对地参考噪声电压,差模是指一个导体相对另一个导体的电压,一般情况下两种电磁干扰都需要衰减。
1滤波器的作用由电磁屏蔽技术我们知道,任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。
在实际中,很多出现屏蔽问题的机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容实验失败,这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。
解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器,滤除电缆上不必要的频率成份,即可以减小电缆产生的电磁辐射,也可以防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内部。
概括得说:滤波器的作用是仅允许工作必须的信号频率通过,而对工作不必要的信号频率有很大的衰减作用,这样就使产生干扰的机会减小为最少。
从电磁兼容的角度考虑,电源线也是一个穿过机箱的导体,它对设备电磁兼容性的影响与信号线是相同的。
因此电源线上必须安装滤波器。
特别是近年来开关电源广泛应用,开关电源的特征除了体积小、效率高、稳压范围宽外,强烈的电磁干扰发射也是一大特征,电源线上如果不安装滤波器,就没有可能满足电磁兼容的要求。
安装在电源线上的滤波器称为电源线干扰滤波器,安装在信号线上的滤波器称为信号线干扰滤波器。