切斷感性負載時的電磁兼容性探討

圖8中顯示對感性的電磁閥線圈采用全橋整流后的直流電源供電，電磁閥開斷時電磁閥兩端電壓幾乎無任何干擾信號。但是，采用這種使用方法時特別要注意鐵心線圈的磁特性。

3.2 對干擾傳播路徑采用的電磁兼容性措施

3.2.1 對干擾信號的吸收措施

3.2.1.1 采用壓敏電阻

采用壓敏電阻時應考慮的主要技術參數(shù)：

1）標稱電壓；

2）殘壓比；

3）吸收能量；

4）響應時間。

另外，壓敏電阻應盡量緊靠電感連接。

采用MY31型壓敏電阻時電磁閥兩端電壓測試波形圖見圖9。

圖9 采用MY31型壓敏電阻開斷時電磁閥兩端電壓測試波形圖

該波形圖是在電磁閥兩端并聯(lián)標稱電壓360V的壓敏電阻后測得的。圖中顯示電磁閥開斷時閥兩端電壓上升前沿很陡，第一個正向峰值1440V的干擾信號未被吸收掉，這與壓敏電阻響應時間不夠快有關；第二個正向峰值720V為壓敏電阻所限壓，但殘壓比較大?？傊?，壓敏電阻對快速變化的電感性干擾信號的吸收作用有限。

3.2.1.2 采用瞬態(tài)電壓抑制二極管

采用瞬態(tài)電壓抑制二極管時應考慮的主要技術參數(shù)：

1）擊穿電壓；

2）箝位系數(shù)；

3）峰值脈沖功率；

4）響應時間。

同樣，瞬態(tài)電壓抑制二極管應盡量緊靠電感連接。

采用瞬態(tài)電壓抑制二極管時電磁閥兩端電壓測試波形圖見圖10。

圖10 采用瞬態(tài)電壓抑制二極管電磁閥開斷時兩端電壓測試波形圖

該波形圖是在電磁閥兩端并聯(lián)擊穿電壓400V的瞬態(tài)電壓抑制二極管后測得的。該瞬態(tài)電壓抑制二極管是某國營廠生產(chǎn)的，型號為5KP340C。圖中顯示電磁閥開斷時，閥兩端電壓上升沿57.7ns，下降沿5.55ns。盡管上升沿及下降沿很陡，瞬態(tài)電壓抑制二極管還是將干擾電壓限制在了872V以下，這與瞬態(tài)電壓抑制二極管響應時間快有關。但是，其箝位系數(shù)仍偏高。

總之，瞬態(tài)電壓抑制二極管對快速變化的電感性干擾信號的吸收作用較好。

3.2.2 對干擾信號的濾波措施

該臺探測設備沒有設置電源濾波器。為此，在供電進線處加裝電源濾波器，作為抑制電源線傳導干擾的主要措施。

電源線中的干擾分為兩種：一種是共模干擾，即在相線與地線間，中線與地線間存在的干擾，共模干擾電流在相線與中線中同時存在，大小相等，流向相同；另一種是差模干擾，即在相線與中線間存在的干擾，差模干擾電流在相線與中線中同時存在，大小相等，流向相反。

由于電源線中往往同時存在上述兩種干擾，因此，電源濾波器由共模濾波電路和差模濾波電路綜合構成。市場上的電源濾波器一般主要是為抑制共模干擾設計的，如果要對差模干擾也起作用，應該另外增加兩個獨立的差模抑制電感和一個抑制電容。共模電感的磁性材料以金屬磁性材料(1J8510.02mm)或非晶、超微晶磁性材料效果較好。差模電感的磁性材料以金屬軟磁粉末經(jīng)絕緣包裹壓制退火的磁性材料(國產(chǎn)ZW-1)效果較好，而不用開口鐵氧體材料。

電源濾波器與信號濾波器的不同之處在于阻抗搭配。應用信號濾波器時，為使傳輸?shù)男盘枔p耗小，應盡量使電源阻抗，濾波器阻抗和負載阻抗匹配。相反，應用電源濾波器時，為抑制傳輸?shù)母蓴_信號，應盡量使電源阻抗，濾波器阻抗和負載阻抗不匹配。

設計和選用電源濾波器一定要根據(jù)電路的實際情況而定。首先測量傳導干擾的電平和頻帶，再與電磁兼容的標準或實際應用的需要信號電平進行比較，選擇對超標信號或超過實際應用的需要信號的幅值和頻帶有抑制作用的電源濾波器。

采用電源濾波器開斷電磁閥時電源濾波器兩端電壓測試波形圖見圖11。

圖11 采用電源濾波器開斷電磁閥時電源濾波器兩端電壓測試波形圖

該波形圖是在接入電源濾波器后測得的。該電源濾波器是中石公司生產(chǎn)的，型號為FLCB74。圖11中顯示開斷時電源濾波器兩端電壓幾乎無任何干擾信號。

3.3 對干擾敏感的電路采用的電磁兼容性措施

3.3.1 采用獨立電源供電

由于該探測設備與電磁閥采用同一電源供電，當電磁閥關斷時所產(chǎn)生的電磁干擾很容易通過公用電源傳導給探測設備。為此，該探測設備應當采用獨立電源供電，以防止電磁閥關斷時所產(chǎn)生的電磁干擾的傳入。

3.3.2 采用隔離措施

當無法采用獨立電源供電時，應當在探測設備的供電線路上加裝隔離變壓器措施。

3.3.3 對干擾敏感的電路應當加強屏蔽

對干擾敏感的電路，例如探測元件和放大器等，應當加強屏蔽措施，以防止電磁干擾信號從空間傳入。

4 結語

由于該探測設備對電磁兼容性工作重視不夠，試驗中發(fā)現(xiàn)：當探測元件無輸入信號時，關斷電磁閥時，探測設備有較大概率產(chǎn)生較強的輸出信號，致使整個設備無法正常工作。為此，對電磁閥的電磁干擾信號進行了測量，分析了產(chǎn)生電磁干擾的原因，并對以下有針對性的電磁兼容性措施進行了試驗和分析：

1）采用固態(tài)繼電器關斷電磁閥；

2）采用全橋整流后的直流給電磁閥供電；

3）采用兩種尖峰電壓吸收器件，比較吸收效果；

4）在探測設備供電進線處加裝電源濾波器，作為采取抑制電源線傳導干擾的主要措施。

另外，還要注意以下兩點：

1）為防止系統(tǒng)設備的強電部分對弱電探測部分通過共一個電源產(chǎn)生的干擾，對這兩部分應當分別供電或增加隔離措施；

2）加強該探測設備的電磁屏蔽，并注意屏蔽的完整性和良好的接地措施。