电磁兼容技术在静态电器中的应用
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电磁兼容技术在电力系统中的应用电磁兼容技术(EMC)是研究电子设备在电磁环境中相互影响和相互干扰的学科。
由于现代电力系统的规模越来越大,设备数量越来越多,存在着各种电磁干扰现象,是否能够保证电力系统的安全稳定运行已经成为了一个非常重要的问题。
本文将介绍电磁兼容技术在电力系统中的应用。
1. EMC在电力设备研制与检测中的应用EMC在电力设备研制过程中的应用主要掌握在电力设备的研制过程的各个环节,其中包括EMC设计、试验、测量和认证等环节。
其中EMC设计是最为重要的,即在电力设备研发的设计过程中充分考虑设备的EMC特性,包括设备的射频辐射、射频抗扰度、电磁场磁感应强度、电磁感应电压和电磁耐受性等等。
EMC 试验则是通过实验的方法,在研发过程中对设备的电磁兼容性能进行验证和测试。
EMC测量则是指对设备进行电磁场的测试,可以通过设备的辐射测试、传导测试来检测设备在电磁环境下的容忍性。
EMC认证则是指对设备进行认证,其主要目的是确认设备在特定的电磁环境下,是否能够保证正常稳定运行。
2. EMC在电力系统设计中的应用对于电力设备,为了应对较强的EMC干扰,电力系统的设计者需要使用EMC 技术来改进设备的性能。
对于电力系统的设计,与设备研制相比,EMC更加注重电力系统内各种设备、回路、电缆之间的相互干扰情况。
EMC设计则是针对电力系统中各种电磁现象的特点,为各种设备设计专门的过滤器、屏蔽罩和电磁补偿措施等等。
3. EMC在电力设备故障检修中的应用电力系统中,因为各种不同的电磁现象产生的干扰,导致设备的电磁兼容性降低,容易出现故障。
在此情况下,EMC技术可以作为一种工具来帮助人们解决问题。
唯一的问题是,EMC检修同样需要科学的方法来处理。
首先,需要确定故障的原因以及此故障是否属于EMC类故障,然后再采取合适的EMC技术来处理故障。
4. EMC在电力系统运行维护中的应用EMC技术不仅可以应用在电力设备的检修与治理中,在电力系统的运行维护工作中,EMC同样也具有重要的价值。
静态电器中电磁兼容技术与实现方法研究摘要:随着经济的发展和社会的进步,电器的发展也非常迅速。
静态电器是电器通电时的一种状态,这种状态下电器所消耗的功率是相对稳定的,因此,被称为静态电器。
而静态电器中的影响控制因素也是多方面的,电器的电磁兼容是影响其可靠性的一个重要方面。
文章将针对电磁兼容的干扰源、传播途径和敏感设备三要素,分析静态电器中电磁兼容的基本技术和具体实现方法。
关键词:静态电器;电磁兼容技术;实现方法电子线路一般被用于简单的静态电器中作为电器的感测部分,其执行机构通常为传统的电磁原件。
在感测部分中,电路已经从传统的模拟电路,发展到新型的数字化电路。
在复杂的静态电路中,单片机作为电路控制的重要元件正得到广泛的应用。
单片机本身可以对于电路具有控制作用,并且还可以利用编程语言,改变单片机对于电路的控制方式。
这样只要切换单片机的控制程序,就可以改变电路的运行方式,这也是电路智能化的一种。
但一般电器对于单片机这类电子元件的电磁兼容性能要求较高,成为其应用的主要障碍。
1 静态电器中电磁兼容技术的分析和具体实现方法电磁干扰对静态电器的影响是无形的,人们无法了解某个电子元件在工作时受到哪些电磁干扰或者是电磁干扰发出的源头是什么,因此,基于电磁干扰具有这种特殊性,人们在使用静态电器中就要格外注意电磁干扰,抑制电磁干扰的能力是关系静态电器可靠性的重要研究内容。
而解决电磁干扰一直是人们所致力于的问题,其不仅种类多,例如噪声干扰就可以分成很多类,而他们形成的原因和各自的来源更是多种多样,因此,要真正做到抑制电磁干扰,科学家们还是有一段道路要走的。
电磁技术的应用具有一定局限性,一些条件会对其形成干扰,首先就是传统的干扰源——噪声源。
一些向外发送电磁干扰的源头对其造成了影响;其次,现代社会到处都是现代化产品,各种电器设备、计算机以及一切具有电磁辐射的设备,都会对静态电器中电磁干扰技术产生影响;最后是承受电磁干扰的客体,既静态电器,在静态电器中一些设备抗干扰能力较弱,易受外界电磁影响。
电磁兼容性设计在电力系统中的应用电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)设计是一项重要的技术,特别是在电力系统中的应用。
本文将探讨电磁兼容性设计在电力系统中的意义、挑战与解决方案,以及未来的发展方向。
一、电磁兼容性设计的意义电磁兼容性设计是为了确保不同设备之间不会产生互相干扰,也不会被外部电磁场干扰,保证电子设备在电磁环境中能够正常工作。
在电力系统中,电子设备的稳定性和性能直接影响到整个电网系统的运行效果。
因此,电磁兼容性设计在电力系统中具有重要的意义。
首先,电磁兼容性设计可以避免电磁干扰对电力系统产生的影响。
电力系统包括输电线路、变电站、配电线路等各种设备,这些设备之间的电磁干扰可能会引起传输信号误差、设备损坏甚至是系统崩溃。
通过合理的电磁兼容性设计,可以有效减少设备之间的干扰,提高电力系统的稳定性和可靠性。
其次,电磁兼容性设计可以提高电力系统的抗干扰能力。
电力系统面临着各种各样的干扰源,包括电源波动、雷电等自然因素,以及电磁辐射、故障电流等人为因素。
通过采用合适的电磁兼容性设计方法,可以降低干扰源产生的干扰程度,增加设备对干扰的抵抗能力。
最后,电磁兼容性设计可以提高电力系统的能效。
电磁干扰会造成电力系统的能量损耗,同时也会降低能源利用效率。
通过科学的电磁兼容性设计,可以减少能量的损耗,提高电力系统的能效,进一步推动绿色环保的发展。
二、电磁兼容性设计的挑战与解决方案在电力系统中,电磁兼容性设计面临着一些挑战。
首先,电力系统中的设备非常复杂,涉及到不同的技术领域,如电力传输、电子信息等。
不同领域的设备对电磁干扰的敏感程度和抵抗能力各不相同,因此需要综合考虑各方面的因素进行设计。
其次,电力系统的建设和维护周期较长,涉及到大量的设备和系统。
这就要求电磁兼容性设计要具备灵活性和可持续性,能够适应不同设备的需求,并随着技术的发展不断升级。
再次,电力系统中存在着大量的传输线路和变电设备,这些设备会产生较强的电磁辐射。
电磁兼容技术在电力系统中的应用电磁兼容(EMC)是指在电力系统中,电子系统和电力系统之间的互操作性,以确保系统的可靠运行和稳定的性能。
简单地说,电磁兼容是一种技术,旨在确保电子系统和电力系统之间的兼容性,从而控制电磁干扰,减少该干扰所带来的损坏。
电磁兼容技术在电力系统中的应用主要有以下几点:第一,电力系统中的发电厂和电网中的发电设备生成的强电磁场会引起电磁兼容问题,因此发电厂的设备和电网的设备必须具备良好的电磁兼容性才能确保可靠运行。
第二,在电力系统中,大量的设备会产生电磁辐射,因此需要采用电磁兼容技术,以避免电磁辐射造成的一些干扰,例如影响信号传输和电气设备的性能等。
第三,电磁兼容技术可以提高电力系统中电压、电流和功率质量,从而确保安全可靠的供电和正常运行。
第四,电磁兼容技术可以用来测量电力系统的电磁噪声,以及改善电磁环境,防止在电磁环境不良的情况下造成的一系列干扰。
第五,电磁兼容技术可以应用在电力系统中的传输设备,以防止电磁辐射对电力系统中其他设备造成的影响,例如发电、调度、控制等,这样可以有效地提高电力系统的整体可靠性。
总的来说,电磁兼容技术在电力系统中的应用越来越广泛,可以帮助确保电力系统的可靠运行,并有效提高电力系统的整体性能。
另外,电磁兼容技术的使用还可以降低电力系统中的电磁辐射,提高电力系统的安全性和可靠性,有助于保护电力系统中的设备。
因此,在电力系统中实施电磁兼容技术是非常必要的,以保证电力系统的可靠运行。
电磁兼容技术在电力系统中的应用将大大改善电力系统性能,并有助于改善电力系统的整体可靠性。
在实施电磁兼容技术的过程中,必须考虑发电厂和电网的兼容性,以及电力系统中的其他类型设备的电磁兼容性。
同时,应通过加强设备的检测,降低电磁辐射、改善电力系统的电磁环境,并对其他类型的设备提供充分的保护,以保证电力系统的安全可靠性。
综上所述,电磁兼容技术在电力系统中具有重要的作用,为提高电力系统的安全性、可靠性和可操作性提供了重要支持,是电力系统中不可或缺的一部分。
电磁兼容性设计在电子设备中的应用研究随着电子设备的广泛应用,电磁辐射和电磁干扰已成为一个重要的问题。
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)设计在电子设备的研发过程中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨电磁兼容性设计在电子设备中的应用研究。
一、什么是电磁兼容性设计?电磁兼容性设计是指在保证电子设备正常运行的前提下,防止电磁干扰对其他设备造成不良影响,同时减少设备自身对电磁噪声的敏感度。
它主要包括电磁辐射(Electromagnetic Radiation,简称EMR)和电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility,简称EMS)两个方面。
二、电磁辐射的影响电磁辐射是电子设备工作时产生的电磁波向周围环境传播的过程。
它可能对周围的设备、人员和环境产生干扰和危害。
电磁辐射对无线通信、医疗设备、航空航天等行业的设备造成的影响尤为显著。
因此,电磁辐射的控制是电磁兼容性设计中的重点。
三、电磁敏感性的问题电磁敏感性是指电子设备自身对电磁噪声的敏感程度。
当设备受到周围电磁噪声的干扰时,其工作可能出现异常或失效。
为了保证设备的可靠性和稳定性,需要对电磁敏感性进行评估和控制。
四、电磁兼容性设计的方法和技术为了解决电磁兼容性的问题,各行业和研究机构提出了一系列的方法和技术。
包括:1. 设备屏蔽和接地:通过合理设计屏蔽结构和接地系统,阻止电磁辐射和电磁干扰的传播。
2. 滤波技术:利用滤波器来抑制设备电源中的高频噪声,减轻对其他设备的干扰。
3. 信号传输线路的设计:合理布置传输线路,减少互相之间的相互干扰。
4. 环境电磁噪声的控制:通过屏蔽、隔离等方法控制环境中的电磁噪声,降低设备的敏感性。
5. 电磁兼容性测试:通过测试手段对设备的电磁兼容性进行评估,提供科学的依据。
五、电磁兼容性设计的挑战和解决方案在实际应用中,电磁兼容性设计面临一些挑战。
例如,不同设备之间的相互干扰问题,复杂环境下的电磁干扰问题等。
电磁兼容在空调设计中的运用分析首先,我们需要了解电磁兼容的概念。
所谓电磁兼容,是指电器设备在电磁环境下能够正常工作,而不会对其他设备和系统产生干扰。
其中,电磁环境主要包括放射环境和传导环境,放射环境是指电磁波通过空气或其他介质传递,而传导环境则是指电磁波通过导体传导。
在空调设计中,要考虑的电磁环境主要是通过空气传递的电磁波。
针对空调设计中的电磁兼容问题,我们需要从以下三个方面进行分析:(1)抑制空调发出的电磁干扰信号由于空调在工作时会产生电场和磁场,因此可能会对其他电子产品或设备产生干扰。
为了避免这种干扰,我们需要对空调发出的电磁信号进行抑制。
一种常见的方法是采用屏蔽技术,即在空调内部设置金属屏蔽层,用以隔离空调内部电磁波和外部电磁波。
同时,还可以通过选择合适的材料和线圈来减小空调产生的电磁辐射。
(2)提高空调对电磁干扰的抵抗能力除了抑制空调产生的电磁信号,我们还需要提高空调对电磁干扰的抵抗能力。
这需要从多个方面进行考虑。
首先,我们需要选择电磁兼容性好的元器件和材料,以及符合规范的设计标准来提高空调的抗干扰能力。
其次,我们还需要进行仿真和测试,检验空调是否满足电磁兼容要求。
最后,对于一些质量不过关的产品,我们需要进行过滤和屏蔽等操作以提高空调的抗干扰能力。
(3)加强电磁兼容管理在空调的生产和使用过程中,电磁兼容问题需要得到持续的关注。
因此,在生产过程中,在技术和材料的选择、产品测试等方面需要考虑电磁兼容问题,确保产品符合电磁兼容标准。
在使用过程中,用户需要正确使用空调设备,避免将设备放置在靠近其他电子产品的地方,同时还需定期维修和保养设备,以确保其符合电磁兼容标准。
综上所述,电磁兼容在空调设计中是极为重要的问题。
只有充分关注电磁兼容问题,采取合适的技术手段和管理措施来提高空调的电磁兼容性能,才能保证空调产品不仅具有良好的性能和质量,同时也得到了良好的电磁兼容性能,从而更好地为人们解决空气污染问题。
电磁兼容性在电气设备设计中的应用研究导语:在现代社会中,电气设备已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
然而,电气设备的广泛应用也给我们带来了很多电磁干扰的问题。
为了保证设备的正常运行,保障人们的安全和健康,电磁兼容性的研究在电气设备设计中起着至关重要的作用。
一、电磁兼容性的基本概念电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称 EMC)是指电子设备在电磁环境中正常工作而不产生电磁干扰或对其它设备和系统产生干扰的能力。
在电气设备设计中,电磁兼容性需要考虑两个方面的问题:电磁辐射和电磁感受性。
电磁辐射是指设备在工作过程中所产生的辐射电磁波对周围电子设备和系统的干扰问题;电磁感受性则指设备对外界电磁干扰的敏感程度。
二、电磁兼容性的重要性1. 保证设备的正常运行电气设备在设计过程中需要考虑到电磁兼容性问题,以保证设备在复杂的电磁环境中正常运行。
没有良好的电磁兼容性,电气设备可能会对其他电子设备产生干扰,导致设备无法正常工作,甚至损坏。
2. 保障人们的安全和健康电磁辐射可能对人们的健康产生负面影响。
世界卫生组织已经将电磁辐射列为一类可能致癌物质。
在电气设备设计中,必须考虑到电磁辐射对人体的影响,遵循相关的安全标准和规定,以保障人们的安全和健康。
3. 避免对环境造成污染电气设备的工作过程中产生的电磁辐射可能会对周围环境产生污染。
一些电气设备如手机、电视等,无论在使用过程中还是废弃后,都会对环境产生一定程度的电磁辐射。
通过电磁兼容性的研究,可以减少对环境的污染。
三、电磁兼容性在电气设备设计中的应用研究为了保证设备的电磁兼容性,电气设备的设计需要从多个方面考虑。
以下是一些常见的应用研究措施:1. 电磁辐射控制在设计电气设备时,应该采取一些措施来减少设备产生的电磁辐射。
例如,通过合理的布线和屏蔽措施来控制电缆和线路的辐射,使用低辐射材料来减少设备的电磁辐射等。
2. 电磁感受性设计为了提高设备的电磁感受性,可以采取一些设计方法,如增加屏蔽、使用抗干扰滤波器等。
电磁兼容技术在电子产品中的应用电磁兼容(EMC)技术是指在电子产品设计与制造过程中,为避免电磁干扰与电磁辐射,保证产品能够同时正常工作且不对周围环境产生负面影响的一系列技术手段。
在电子产品中,EMC技术应用广泛,本文将从EMC的定义、分类及其应用,讨论EMC在电子产品中的应用。
一、电磁兼容技术的定义EMC的定义涉及到两个方面:一个是电磁的干扰(EMI),即电子产品发出的不想要的电磁辐射可以影响到其他电路系统的运行;另一个是电磁的敏感性(EMS),即电子产品的敏感性可以使其受到周围电磁干扰的影响,导致其正常工作受到影响。
EMC的定义就是基于此理念,回避产生EMI和EMS的影响,以达到使电子设备在复杂电磁环境中能够同时正常工作和不对其他设备产生电磁辐射的目的。
EMC技术主要包括以下几个要素:1. 电磁场理论:EMC技术是在电磁场理论的基础上建立起来的。
除了电磁场的传播规律以外,还有电磁兼容性(EMC)中不可忽视的因素,如信号传输方式、接口设计、电磁场衰减等。
2. 基本法规法规:EMC技术被广泛应用于电子产品的设计过程中,同时,它也应用于很多相关法规中。
EMC技术不仅仅是一个技术概念,还是一个强制性的法规要求之一。
3. 设计原则:EMC技术在电子产品设计过程中要遵循一些基本原则,诸如改善信号的整体品质、使用有效地屏蔽设备和信号线、通过降低电抗阻来防止信号耦合等要点。
这些原则可以帮助提高设备的EMC性能,降低其对周围环境的干扰。
二、电磁兼容技术的分类EMC技术的分类通常分为以下两种:1. 传导 EMI:这种类型的EMI是指电磁辐射,其对附近设备的损害可能是因为存在电路线连接到不同设备上,或者存在设备共用的电源线和信号线等。
2. 辐射 EMI:这种类型的EMI通常是由于设备本身的电磁波辐射造成的,其频率通常高于30MHz。
这种频率可能如同广播或电视辐射较远的地方,减少和消除对周围环境的干扰十分重要。
EMI技术在电子设计和制造中具有重要的应用价值,因为它能帮助装置降低各种电磁辐射,从而减少装置体积、改善应用特性和减少干扰。
电磁兼容性技术在电子电气系统中的应用随着人类社会科技的不断发展,电子电气系统已经成为了人们日常生产和生活中不可缺少的一部分,但是同时也带来了很多问题,其中之一就是电磁干扰问题。
电子电气系统中的电磁干扰不仅可影响到它自身的正常运行,还会对周围的其他设备和系统产生负面影响。
因此,电磁兼容性(EMC,Electromagnetic Compatibility)技术的应用就显得尤为重要,本文将从电磁兼容性技术的定义、应用、标准等多个方面阐述电磁兼容性技术在电子电气系统中的应用。
1. 电磁兼容性技术的定义电磁兼容性技术,即是指在一个有多种电器设备和系统的环境下,通过降低电磁干扰的程度和电器设备的敏感程度,保证各种设备能够在同一环境中相互协调工作。
简单来说,它是指保证电子电气设备和系统之间互不干扰的一种技术,也是一项非常重要的技术。
2. 在电子电气系统中,电磁兼容性技术的应用非常广泛,包括以下几个方面:(1)汽车电子系统随着人们生活水平的不断提高,对于汽车的安全性、舒适性、可靠性的要求也越来越高,因此汽车电子系统也不断发展和完善。
车载电子系统是由很多模块和器件组成的,这些模块和器件之间的电磁互相作用不可避免地会在整个系统中形成干扰,甚至可能引起系统故障。
因此,在汽车电子系统的设计中,电磁兼容性问题的解决是一个至关重要的问题。
汽车电子系统中应用的电磁兼容性技术,可以有效避免电子设备产生的电磁泄漏对其他设备产生干扰,从而使整个电子系统稳定运行。
(2)无线通信设备随着移动互联网的发展,无线通信设备在现代社会中的地位变得越来越重要。
然而,在无线通信设备的使用过程中,会产生一定干扰,会对其他无线设备及周围通讯设施造成干扰,对通讯设备的稳定性造成影响。
电磁兼容性技术就是在这样的背景下应运而生的,它可以有效的降低无线通信设备产生的电磁干扰和受到的电磁干扰,使无线通信设备正常运行,并保证通信的质量。
(3)家用电器家用电器越来越依赖于低功率电子设备的应用,它们不仅具有稳定的性能,而且还能够满足消费者对安全性、健康等方面的需求。
电磁兼容技术在电子设备设计中的应用实践随着电子产品的不断发展和普及,电磁辐射和电磁干扰问题日益凸显。
电磁兼容技术作为一项关键的技术,被广泛应用于电子设备设计中。
本文将探讨电磁兼容技术在电子设备设计中的应用实践。
首先,我们来了解一下电磁兼容技术。
电磁兼容技术是一种综合性的技术,用于保证电子设备在电磁环境中正常工作,并且不对周围环境或其他设备造成电磁干扰。
它包括两个主要方面:电磁辐射和电磁抗扰度。
电磁辐射是指电子设备产生的电磁场对周围环境造成的影响,主要表现为电磁波辐射。
而电磁抗扰度是指电子设备对外界电磁环境的干扰能力。
电磁兼容技术的应用可以有效地避免电子设备之间的相互干扰,同时也减少了对周围环境的电磁辐射。
在电子设备设计中,电磁兼容技术的应用具有重要的意义。
首先,它可以提高产品质量和可靠性。
通过合理的电磁兼容设计,可以减少电子设备的故障率和失效率,提高产品的稳定性和可靠性。
其次,它可以保证用户体验。
电磁辐射和电磁干扰会对用户的身体健康和心理产生一定的影响,而电磁兼容技术的应用可以降低这种影响,提高用户的使用体验。
此外,电磁兼容技术的应用还可以促进国家产业的发展。
电子设备产业是高科技产业的重要组成部分,而电磁兼容技术的应用可以推动电子设备产业的整体进步和创新。
在电子设备设计中,电磁兼容技术的应用需要注意以下几点。
首先,要进行全面的电磁环境分析。
在设计之前,需要对目标电子设备的工作环境以及外部的电磁环境进行充分的分析和评估,包括电磁辐射源的分布、干扰电磁场的频谱特性等。
通过对电磁环境的分析,可以确定设计过程中需要考虑的问题和要求。
其次,要进行有效的电磁防护措施。
在电子设备的设计中,可以采取一系列的电磁防护措施,如屏蔽、滤波、接地等,以减少电磁辐射和电磁干扰。
同时,还可以通过合理的布局和隔离等措施,来降低电磁干扰的传导和传播。
最后,还要进行电磁兼容测试和验证。
在设计完成后,需要对电子设备进行电磁兼容测试和验证,以确保其满足相关的电磁兼容标准和要求。
电磁兼容技术在静态电器中的应用蒋栋,李志刚(河北工业大学电器研究所,天津 300130)摘要:静态电器的电磁兼容是影响其可靠性的一个重要方面。
根据电磁兼容的干扰源、传播途径和敏感设备三要素,分析了静态电器中电磁兼容的基本技术和具体实现方法。
关键词:静态电器; 电磁兼容技术应用; 可靠性中图分类号:T M77 文献标识码:B 文章编号:100324897(2002)04200352031 引言在简单的静态电器中一般使用电子线路作为电器的感测机构,使用传统的电磁元件作为执行机构。
在感测机构的电路中既有模拟电路又有数字电路。
在复杂的静态电器中都普遍地采用了单片机技术,使这类电器具有了智能控制处理能力。
一台电器可能具有数种传统电器的功能,取代数台传统电器而构成综合功能的电器。
同时利用它的智能控制能力和通信协议还可以实现电器的集中控制和监测。
这类电器的数字部分通常工作在很高的频率上。
作为电器元件对其体积要求又较严,内部元件相互间的距离很近。
因此,这类电器和机械或电磁式电器相比其电磁兼容问题就比较突出。
抑制电磁干扰的能力是关系静态电器可靠性的重要研究内容。
许多实际经验表明一台电子产品的电磁兼容性会直接影响其使用价值。
而电磁干扰有其特殊性,它的出现没有明显的必然性。
人们无法全部知道一个工作环境或一个元器件在工作时受到的干扰有哪些。
比较实际的做法是依照电磁干扰的产生条件预先采取必要的措施来最大限度地减少电磁干扰的形成。
需要指出的是电磁干扰问题是一个复杂的问题,例如仅噪声就可以分成十几种,它们的形成原因和预防措施也是相当多的。
本文涉及到的只是抑制电磁干扰的部分内容。
2 静态电器电磁兼容的措施形成电磁干扰的条件有三个:首先是有向外发送电磁干扰的源———噪声源;第二是有传递电磁干扰的途径———噪声耦合或辐射;第三是承受电磁干扰(对噪声敏感)的客体———受扰设备;根据产生电磁干扰的条件,抑制电磁干扰的原则就应是采取和上述三个条件针锋相对的三方面措施。
对噪声源可以采用滤波、阻尼、屏蔽、去耦合等来降低噪声源强度或限制其辐射的手段;对噪声传递的途径可以采用隔离、屏蔽、阻抗匹配等措施;对受扰的设备可以采用提高信噪比、实行电源和信号滤波的措施。
2.1 降低噪声源的噪声强度的措施由于大量脉冲数字电路的存在,在静态电器内部的噪声源十分丰富。
在脉冲信号中,以矩形波最多。
当有微积分电路时,会有指数波或近似的三角波。
图1是几种脉冲波形的频谱比较,从图1中可以看出矩形波的高频部分幅度相对要高。
辐射引起的噪声干扰主要由信号的高频部分产生,所以对产生矩形波的电路部分应当采取屏蔽的方法来抑止其产生的辐射。
改变信号的波形也可以改善电路的电磁兼容性。
例如,在不影响逻辑关系的条件下,适当降低矩形脉冲的上升和下降时间使之以梯形波的型式出现,则可以减少信号高频部分的幅度,从而使噪声辐射减少。
图1 5种脉冲波形的频谱比较这样的措施并不一定需要复杂的电路,图4是一图2 灯电路的尖 图3 有预热时 图4 信号继电器 脉冲电流 的灯电流 指示灯电路532002年4月 继电器RE LAY 第30卷 第4期个信号继电器的指示灯电路,在加装了合适的预热电阻R以后,流经指示灯的电流波形就由图2的形状变为图3的形状了。
这样噪声辐射就会大大受到抑制。
2.2 提高受扰器件的抗干扰能力干扰可以经过传导、辐射等途径到达器件,但是否对器件产生有害的干扰则还要视干扰的强度及受扰器件的抗干扰能力(电磁敏感性)来决定。
如果干扰的强度低于受扰设备的敏感性门限则不会影响器件的正常工作。
只有当干扰的强度足够大,超过了器件的敏感性门限时才能影响器件的正常工作。
因此,提高器件的抗干扰能力有非常重要的作用。
一般可以用直流噪声容限、交流噪声容限、噪声能量容限来描述数字电路的电磁敏感性门限。
通常数字逻辑电路或单片机的输入端状态决定其输出端的状态。
如果加在数字电路或单片机的输入端的电平受到干扰,就可能引起错误的逻辑状态或读入错误的数字量。
比如加在单片机一个输入端的状态是低电平,则CPU读取此端时就读入一个“0”。
一般低电平是有一定上限数值规定的,正确的逻辑电路输出的低电平会低于此规定值。
如果输入端的电平受到了干扰使其上的电平超过了规定的上限数值,CPU就可能误读入一个“1”。
在这里直流噪声容限描述的是CPU判断低(高)电平的阈值与外围逻辑电路施加在CPU输入端上的实际电平之差。
如果干扰电平的幅度虽然很大,但持续时间很短则也有可能不会对器件产生影响。
比如,一个数字电路的输入端受到了干扰并且电平也超过了其直流噪声容限。
干扰的不良影响是会引起此电路的误翻转。
但是数字电路的翻转是需要一定时间的。
如果干扰持续的时间很短,在此段时间内被干扰的数字电路没有来得及翻转,从实际情况看并没有构成对数字电路的干扰。
如果考虑受扰电路的延迟时间这一因素,可以用交流噪声容限来进一步描述受扰器件的抗干扰能力。
一个器件的直流噪声容限要比其交流噪声容限低,并且干扰的噪声脉冲频率越高、数字电路的传输时间越长,这种差别也就越大。
图5定性地描述了这一性质。
当噪声作用在受扰电路上的时候,若受扰电路的阻抗很低,则噪声还必需有一定的功率才能造成受扰电路电平的明显变化。
所以受扰电路的阻抗也是影响电路抗干扰能力的因素。
图6是一个电流继电器的触发电路。
U1是一个驱动器,U2是触发器。
U1的输出端Y驱动U2的图5 数字电路的噪声容限置位端S。
这条线路受到干扰时,U2的Q端是否因为干扰而置位主要取决于三个因素:U1的输出端Y 的实际电平和U2的输入端S的阈值;触发器U2的翻转时间;U1相应端的输出阻抗及U2相应端的输入阻抗。
图6 动作触发电路如果既考虑干扰的电平,又考虑干扰持续的时间,再和受扰电路的阻抗联系起来。
那么用噪声能量容限就比较完整地描述了数字电路的抗干扰性能,噪声能量容限同时考虑了干扰的电平、持续时间和受扰电路的阻抗。
对于图6的例子,可以用(1)式来描述其噪声能量容限。
N E=U2TZ・T P(1)式中:N E———噪声能量容限;U T———触发器U2输入电路阈值;T P———触发器U2的传输时间;Z———线路阻抗。
(1)式虽然描述的是图6中连接U1输出端Y和U2置位端S的这一线路。
但其意义可以推广到一般的数字电路。
从噪声能量容限的意义可知:降低线路的阻抗、提高芯片的电平阈值、延缓其翻转传输时间都可以提高电路的噪声能量容限。
也就是提高了电路的抗干扰能力。
对于电流继电器来说,其动作时间一般要求在毫秒级,而数字电路的传输时间在纳秒级。
所以图6所示的电路中,U2选取传输时间长的电路不会影响整个继电器的时间参数。
线路的阻抗主要取决于U1的输出阻抗,在设计电路时应尽量选用输出阻抗低的芯片。
另外,接入下拉电阻(图中未画出)也是一种降低线路阻抗的方法。
如有可能将信号传输由电压传输改为电流传63电磁兼容技术在静态电器中的应用输,噪声能量容限则可以大大提高。
2.3 减少干扰其它问题在静态继电器内部,干扰的传输途径既有沿着导线的传导,也有空间的辐射。
如果内部没有单片机,则可以使信号工作在较低的频率上以减少空间的辐射。
有单片机的情况下,尽量使用单片机内部的存储器和功能单元。
宁可软件复杂一些,最好不使用带扩展芯片的单片机系统,这样内部的空间辐射就有可能降低。
只要没有很高频的信号,就不会产生有害的辐射干扰和耦合传导。
对于来自自然环境中的电磁辐射干扰及电网传播的干扰,主要的措施是加强屏蔽措施和隔离措施。
由于静态电器的元器件是安装在印刷线路板上的,因此印刷电路的设计是抑制电磁干扰的重要内容。
有时在考虑了印刷电路的抗干扰问题后,还要重新设计原理电路,才能达到较高的抑制电磁干扰能力。
电路板上的印制导线和金属化孔是关键部分。
从电磁干扰的角度说,印制导线的厚度、宽度、长度、电阻、电感、电容值、电流容量及相邻导线间的串扰等因素决定了印刷电路的电磁兼容能力。
板内的器件布局、印刷电路板的供电形式、板间连线等也是设计印刷电路时必须考虑的因素。
3 结论静态电器和传统的电磁式继电器相比存在比较严重的电磁兼容问题。
它本身既是一个对电磁干扰较为敏感的电气设备,也是一个容易产生电磁干扰的噪声源。
如不采取适当的措施,静态电器的可靠性会由于电磁兼容问题而受到影响。
在电磁兼容的问题上,比较可行的措施主要是:1)降低噪声源的噪声强度;降低信号频率、改变信号波形是行之有效的方法。
2)提高受扰器件的抗干扰能力;应采取一定的提高电器噪声能量容限的措施。
电磁干扰问题是一个复杂的问题,它们的形成原因和预防措施也是相当多的。
但无论怎样,电磁兼容问题在设计时完全解决几乎是不可能的。
最后的试验和使用对检验产品的电磁兼容性及可靠性有重要意义。
参考文献:[1] 张松春,等.电子控制设备的抗干扰技术及应用[M].北京:机械工业出版社,1989.[2] 沙斐.机电一体化系统的电磁兼容技术[M].北京:中国电力出版社,1999.[3] TI AC/ACT C M OS Logic Data Book[Z].美国:T exas Instru 2ments Incorporated ,1997.收稿日期: 2001203223作者简介: 蒋栋(1963-),男,在读博士,研究方向为电器可靠性技术; 李志刚(1958-),男,教授,博导,研究方向为电器可靠性及电子电器。
The application of EMC technology in electronic deviceJ I ANG D ong ,LI Zhi-gang(Hebei Industial University ,T ianjin 300130,China )Abstract : The electromangetic compatibility is important to reliability of electronic relay.From three hands ,noise s ource ,conduct path and interfered device ,the method and technology are discussed to improve the electromagnetic compatibility of electronic device.K eyw ords : electronic relay ; electromagnetic compatibility ; reliability(上接第11页)Analysis of autom atic tuning principle about the arc 2suppression coilW ANG H ong 2yan ,HE X iang 2ning(P ower E lectronics Research Institute of Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China )Abstract : Various automatic tuning principles for arc 2suppression coil are discussed and analyzed in this paper ,the merit and shortcoming of various automatic tuning method are presented ,and the problem which should be noticed is presented.K eyw ords : arc 2suppression coil ; automatic tuning ; capacitance current ; res onance732002年4月 继电器RE LAY 第30卷 第4期。