电磁干扰的三要素
骚扰源,耦合途径,敏感设备
电磁兼容控制技术
最常用,最基本的:屏蔽、滤波、接地
电磁骚扰的传播途径分为两大类
通过导体传播的电磁骚扰-传导骚扰;通过空间传播的电磁骚扰-辐射骚扰
共阻抗耦合
由两个回路经公共阻抗耦合而产生,干扰量是电流 i,或变化的电流 di/dt
容性耦合
在干扰源与干扰对象之间存在着分布电容而产生,干扰量是变化的电场,即变化的电压 du/dt

Tip

分布电容:导体之间的电容是由于导体表面之间的电场产生的。任何两个导体之间,只要存在电位差,就会有电场存在,从而形成电容。这种电容并不是集中在某一个特定的位置,而是分布在整个导体系统中。

感性耦合
在干扰源与干扰对象之间存在着互感而产生,干扰量是变化的磁场,即变化的电流 di/dt

Tip

互感:是指两个相邻电路之间,变化的电流在一个电路中产生变化的磁场,并在另一个电路中感应出电压的现象。

共阻抗耦合干扰的抑制方法

  1. 让两个电流回路或系统彼此无关。信号互相独立,避免电路连接,以避免形成电路性耦合
  2. 限制耦合阻抗,使耦合阻抗越低越好。当耦合阻抗趋于零时,称为电路去耦。为使耦合阻抗小,必须使导线电阻和导线电感都尽可能小
  3. 电路去耦。即各个不同的电流回路之间只在唯一的一点作电的连接,在这一点就不可能流过电路性干扰电流,于是达到电流回路间电路去耦的目的
  4. 隔离。电平相差悬殊的相关系统(如信号传输系统和大功率电器设备之间),常采用隔离技术

容性耦合干扰的抑制方法

  1. 干扰源系统的电气参数应使电压变化幅度和变化率尽可能地小
  2. 被干扰系统应尽可能设计成低阻
  3. 两个系统的耦合部分的布置应使耦合电容尽量小
  4. 可对干扰源的干扰对象进行电气屏蔽,屏蔽的目的在于切断干扰源的导体表面和干扰对象的导体表面之间的电力线通路,使耦合电容变得最小

感应耦合干扰的抑制方法

  1. 干扰源系统的电气参数应使电流变化的幅度和速率尽量小
  2. 被干扰系统应具有高阻抗
  3. 减小两个系统的互感
  4. 对干扰源或干扰对象设置磁屏蔽
  5. 采用平衡措施。如将被干扰的导线环放置方式为干扰场中切割磁力线最小(环方向与切割磁力线平行),耦合的干扰信号最小;如将干扰源的导线平衡绞合,可将干扰电流产生的磁场相互抵消

辐射干扰
辐射干扰实质上是干扰源的电磁能量以场的形式向四周空间传播。

Tip

:可分为近场和远场。近场又称感应场,远场又称辐射场
判定近场远场的准则是以离场源的距离 r 定的
r > λ/2π 则为远场
r < λ/2π 则为近场

波阻抗
常用波阻抗描述电场与磁场的关系,波阻抗定义为 Zo = E/H
自由空间(真空)波阻抗Zo,其值约为 377 欧姆
平面波
在远场区,电场和磁场方向垂直并且都和传播方向垂直称为平面波

减小辐射干扰的措施

  1. 辐射屏蔽。在干扰源与干扰对象之间插入一个金属屏蔽物,以阻挡干扰传播
  2. 极化隔离。干扰源和干扰对象在布局上采取极化隔离措施

共模干扰
两导线上的干扰电流振幅相等,方向相同
差模干扰
两导线上的干扰电流振幅相等,方向相反
屏蔽
屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能传输的一种技术
屏蔽的两个目的
一是限制内部辐射的电磁能量泄露出该内部区域
二是防止外来的辐射干扰进入某一区域
接地目的
1、保护接地,保护操作人员和设备的安全
2、为电流返回其源提供低阻抗通道
滤波电路
低阻抗电路中,采用电感滤波;高阻抗电路,采用电容滤波