EMC考的计算题---电机驱动系统传导EMI的抑制方法

高频开关变换器中EMI产生的机理及其抑制方法• 1 前言开关电源具有体积小、重量轻、效率高等特点，广泛用于通信、自动控制、家用电器、计算机等电子设备中。

但是，其缺点是开关电源在高频条件下工作，产生非常强的电磁干扰〔Electromagnet ic Inte rf erence，EMI〕，经传导和辐射会污染周围电磁环境，对电子设备造成影响。

本文从开关电源的电路构造、器件进展分析，讨论了电磁干扰产生的机理及其抑制方法。

2 开关电源电磁干扰〔EMI〕产生的机理开关电源的电磁干扰，按耦合途径来分，可分为传导干扰和辐射干扰。

按噪声干扰源可分为两大类：一类是外部噪声，例如通过电网传输过来的共模和差模干扰、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等；另一类是开关电源自身产生的电磁干扰，如开关管、整流管的电流尖峰产生的谐涉及电磁辐射干扰。

其中外部噪声产生的影响可以通过电源滤波器进展衰减，本文不做讨论，仅讨论开关电源自身产生的电磁噪声。

常规交流输入的开关电源主要构造可以分为四大部分，其框图如图1所示。

其中输入与整流滤波部分、高频逆变部分、输出整流与滤波部分是产生电磁干扰的主要来源。

以下将通过对各部分电压、电流波形的分析，说明电磁噪声产生的原因。

2．1 工频整流器引起的电磁噪声一般开关电源为容式滤波，在输入与整流滤波部分电磁噪声主要是由整流过程中造成的电流尖峰、电压波动所引起的。

正弦波电源经过电源滤波器进展差模、共模信号衰减后，由整流桥整流、电解电容滤波，得到的电压作为高频逆变部分的输入电压。

由于滤波电容的存在，使整流器不象纯整流那样一组开通半个周期，而是只在正弦电压高于电容电压时才导通，造成电流波形非常陡峭，同时电压波形变得平缓。

电流、电压的波形如图2所示。

根据Fourier级数，图中的电流、电压波形可分解为直流分量和一系列频率为基波频率整数倍的正弦交流分量之和。

通过电磁场理论以及试验结果说明，谐波〔特别是高次谐波〕会产生传导干扰和辐射干扰。

87. 如何在电机控制系统中解决EMC问题？87、如何在电机控制系统中解决 EMC 问题？在当今的工业和科技领域，电机控制系统的应用日益广泛，从工厂自动化生产线到智能家居设备，从电动汽车到航空航天领域，都离不开电机控制系统的身影。

然而，随着电子设备的集成度越来越高，电磁兼容性（EMC）问题逐渐成为了电机控制系统设计和应用中的一个关键挑战。

如果不能妥善解决 EMC 问题，电机控制系统可能会出现误动作、性能下降甚至故障，同时还可能对周围的电子设备产生干扰，影响整个系统的正常运行。

那么，如何在电机控制系统中有效地解决EMC 问题呢？首先，我们需要了解什么是 EMC 问题以及它在电机控制系统中是如何产生的。

EMC 是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

在电机控制系统中，EMC 问题主要源于电机的运行过程。

电机在工作时，会产生电磁辐射，如磁场、电场等。

同时，电机的启动、停止和调速等操作也会引起电流和电压的快速变化，从而产生电磁脉冲。

此外，电机控制系统中的电力电子器件，如变频器、驱动器等，在开关过程中也会产生高频噪声。

这些电磁干扰源如果不能得到有效的抑制和处理，就会通过电源线、信号线、地线等传播途径，对系统内部的其他电路以及周围的电子设备产生影响。

为了解决电机控制系统中的 EMC 问题，我们可以从硬件和软件两个方面入手。

在硬件方面，合理的电路设计是关键。

首先，要选择合适的电子元件和器件。

例如，在选择电容器时，应考虑其电容值、耐压值、等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）等参数，以确保其能够有效地滤波和抑制高频噪声。

在选择电感时，要注意其电感量、饱和电流和直流电阻等参数，以保证其在工作过程中的稳定性和可靠性。

其次，要优化电路板的布局和布线。

电源线和地线应尽量加粗，以减小电阻和电感，提高电源的稳定性和抗干扰能力。

信号线应尽量远离电源线和功率线，避免交叉和平行布线，以减少信号之间的串扰。

包含EMI和EMS的EMC因为各国均立下法规规范，成为电子产品设计者无可迴避的问题。

面临各种EMI模式和各类EMI抑制方法，该如何因地制宜选择最佳对策让产品通过测试，同时又必须尽量降低成本强化产品竞争力，是所有电子产品设计人员必须仔细评估思考的课题。

EMI类型与解决方法所谓EMC（ElectromagneticCompatibility；电磁共容）实际上包含EMI （ElectromagneticInterference；电磁干扰）及EMS （ElectromagneticSensibility；电磁耐受）两大部份。

EMI指的是电气产品本身通电后，因电磁感应效应所产生的电磁波对週遭电子设备所造成的干扰影响，EMS则是指电气产品本身对外来电磁波的干扰防御能力，也就是电磁场的免疫程度。

简单来说，只要是需要电力工作的产品都会有EMI问题，浸淫EMC领域十多年的资深顾问余晓锜表示，一个电子产品中的EMI来源多半来自交换式电源供应迴路（SwitchingPowerSupplyCircuit）、振盪器（Crystal）和各类时钟信号（ClockSignal），而根据传导模式不同，EMI可分为接触传导（ConductedEmission）和幅射传导（RadiatedEmission）两类。

接触传导是由电源供应回路所形成的电磁波杂讯，透过实体的电源线或信号导线传送至电源电路内的一种电磁波干扰模式，此状况会造成与干扰设备使用同一电源电路的电气设备被电磁杂讯干扰，产生功能异常现象，通常发生在较低频；幅射传导则是电路本身通电之后，由电磁感应效应所产生的电磁波幅射发散所形成的电磁干扰模式，常见于高频。

幅射传导EMI产生的问题通常较接触传导严重，也更为棘手，其解决方式余晓锜归纳出下列几种：1.在干扰源加LC滤波回路。

2.在I/O端加上DeCapbypasstoGround,把杂讯导入大地。

3.用遮蔽隔离（Shielding）的方式把电磁波包覆在遮蔽罩内。

大功率开关电源的电磁干扰EMI的抑制[最终版]第一篇：大功率开关电源的电磁干扰EMI的抑制[最终版]大功率开关电源的电磁干扰EMI的抑制引言随着开关电源应用领域的不断扩大，其电磁干扰已成为一个很严重的问题，为了使电源产品满足EMC的要求，设计人员就应在设计阶段考虑这一问题，同时也要做好在现场处理这一问题的准备。

开关电源EMI的特点与危害开关电源的功率管工作在非线性条件下，采用脉宽调制（PWM）开关控制方式，加之开关频率的不断提高，使得电磁干扰越来越突出，对电网造成污染。

因干扰的存在，输入电源的电网受到了干扰，影响到其它设备，使其不能正常的工作，也影响到电网的供电质量。

所以寻找干扰抑制的方法是很必要的。

大功率开关电源中EMI抑制实验在中科院近代物理研究所新建的大型物理实验装置CSR冷却存储环中，有大量开关电源为磁铁提供电能，以满足试验所需的磁场能量。

其中195A/370V开关电源就是运用在其冷却段。

由于在设计和生产阶段，厂家未考虑电磁兼容问题，以至于在安装调试阶段，造成对其他设备的影响，也是输入电网受到污染，为此我们按照图1（a）所示得方案，对其进行EMI干扰测试，其结果见图1（b）。

测试仪器是德国SCHWARZBECK公司生产的FCKL1528接收机一台，NNLK 8129线路阻抗稳定网络（LISN）一台，计算机一台。

图1（a）测试方案图1（b）测试数据根据图1的方案和结果可以看出，在该台设备未做任何改造以前，其EMI干扰是存在的，而且很严重超越国家标准GB4824-2001关于1组A类传导骚扰的标准（150KHz～0.5MHz 是79dB，0.5MHz～30MH是73 dB），尤其是在150KHz～2MHz之间。

为此，我们采用了截断干扰源的方法，即利用EMI滤波器（滤波器的接地要可靠）和一变压器（△/Y-11接发），该变压器其隔离作用，其中EMI滤波器的原理图如图2所示，共按照三种方案测试，通过测试，找出适合我们需要的方案。