電磁兼(jiān)容試驗中的重要內容就是騷擾發射試驗。因此,控製騷擾發射是一項重要的(de)設(shè)計內容(róng)。為了控製騷(sāo)擾發射,首先要找到騷擾源,然(rán)後采取(qǔ)措施消除它,或者截斷它(tā)發射騷擾能量的路徑。
EMI騷擾源(yuán)有啥特征呢?
以往廣泛流傳的是:高電壓,大電流就是騷擾源。這種說法其實很片麵。單純(chún)的(de)一個很高的電壓(yā),或者一個很大的電流,並不一定會(huì)對(duì)其(qí)它設(shè)備(bèi)產生幹擾。
產生幹擾的重要條件是:變化的電壓或者電流,即du/dt≠0,或者(zhě)di/dt≠0。
所以,那些(xiē)包(bāo)含(hán)電壓,電流劇烈變化的電路(lù)就是我們需要關注的騷擾源。
為何du/dt和(hé)di/dt是產生騷擾的條件?
先看上圖,有兩個閉合的回路。當回路1中有個變化的電流I1,其會產生一個(gè)變化的磁場,當磁場穿過回路2的時候,回路2中就有(yǒu)了一(yī)個變化的磁場。根據電磁感應(yīng)定律,回路2中會有一個感(gǎn)應電動勢,即回路1對回(huí)路2產生了幹擾。
如果回路1中(zhōng)的電流是不變化的,那(nà)麽(me)回路2中磁場也不會變化,也不(bú)會產生感應(yīng)電動勢,即回路1第回路2沒有幹擾。
上圖是電路1和電路(lù)2之間通過雜散電容產生相互影響的情況(kuàng)。
電路1在工作的時候,它的導線上麵(miàn)會有一個(gè)電壓,這個電壓如果是交變的,它就會通過一個雜散電容Cs耦合到電(diàn)路2上去,即電路1對(duì)對路2產生了幹擾(rǎo)。如果電壓是不動的,那麽便不會起到耦合的作用。
上圖是電磁波的(de)輻射天線,它是在兩(liǎng)個導體之間有一個電壓,如果(guǒ)電壓是直流的,那麽顯然,因(yīn)為兩個導體之間是開(kāi)路的,那麽導體上麵便不會有電(diàn)流。
如果(guǒ)上麵的(de)電壓是交流的,那麽因(yīn)為這連個導體之間存在雜散電容(róng),就會產生一個電流,這種電流叫(jiào)位移電流,它是產生電磁波的重要條件。
上麵是一個(gè)環(huán)路天線,顯(xiǎn)然,如(rú)果加到上(shàng)麵的電壓是直流電壓,這個電流隻能(néng)產生一個靜(jìng)磁場,這個磁(cí)場是沒有輻射的(de)。
而如(rú)果加到上麵的電壓是交流電壓,那麽會在上麵產生交變的電流,由交變的電流產生交變的磁場,就會產生輻射。
上圖是一個電路導體,它可以是電源線(xiàn),也(yě)可以是地線(xiàn),也可以是(shì)信號線。當上麵有(yǒu)一個變化的電流的時候,由(yóu)於導(dǎo)體本身有電(diàn)感,因此會出現一個感應電動勢,這個感應電動勢就是(shì)導體上麵的電磁噪聲(shēng)。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(cí)騷擾源
開關電源使(shǐ)幾乎所有電子(zǐ)設備都有的,開關電源在工作的(de)時候(hòu),電路裏麵有劇烈的(de)du/dt,di/dt,因(yīn)此其是一種強的騷擾源。
數字電路的電壓和電流都是脈衝狀的,因此也(yě)有較多的du/dt,di/dt。實際上,就是由於數字電路的出現,我們(men)才更(gèng)加關心EMC的問題。
逆變電路也是一種典型的電磁(cí)騷擾源,逆變電路把直流變成交流,其在工作的時候,也是有劇烈的du/dt,di/dt。
最主要的自然騷擾源—雷(léi)電(diàn)
一(yī)個雲團上麵有電荷,它的周圍形成一(yī)個很強的電場。當它和另外一個雲團之間(jiān)的電場(chǎng)強度超過一定值的時候,就會擊(jī)穿空氣,產生(shēng)劇烈的放電,這個(gè)時候伴隨著巨大的du/dt和di/dt。
右(yòu)側是一個雷電(diàn)發生的時候的一個電流波形,di/dt很大,因此,它是(shì)一個很強(qiáng)的電磁騷(sāo)擾源。
以往我們在雷電進行防護的時候,需要使用避雷針,實際上,避雷針使雷電定點放電,因此,有了避雷針以後,可以對其它(tā)的設備起到保護作用。但是,當避雷針起作用的時候,避雷針的周圍會有很強(qiáng)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關鍵(jiàn)是,看有沒有電壓,電流的突變,如果有電壓和電流的突變,就有騷擾源。
通常騷擾的強度與電壓,電流的變化率有關。電壓和電流的變化率越高,產生(shēng)的騷擾越強(qiáng)。
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