某探測系統(tǒng)的電磁兼容性探討

2.2.3 空間的電磁場輻射耦合檢測

在探測元件無輸入信號時(shí)，測量空間的電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號。圖5為放大器的輸出信號示波圖。

圖5 空間電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號示波圖

2.3 檢測結(jié)果

2.3.1 采用脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源驅(qū)動輔助部分工作

在探測元件無輸入信號時(shí)，放大器的輸出信號中干擾的特點(diǎn)為：

1）噪聲電壓具有隨機(jī)性質(zhì)，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰—峰值為8.4mV；

3）干擾電壓出現(xiàn)間隔不等，為ms級；

4）每次干擾電壓為幾個(gè)振蕩波形，振蕩周期為40ns。

2.3.2 采用直流斬波式方波交流電源驅(qū)動輔助部分工作

在探測元件無輸入信號時(shí)，放大器的輸出信號中干擾的特點(diǎn)為：

1）噪聲電壓具有隨機(jī)性質(zhì)，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰峰值為29.6mV；

3）干擾電壓具有一定規(guī)律，出現(xiàn)的間隔為10ms；

4）每次干擾電壓為幾個(gè)振蕩波形，振蕩周期為10μs。

2.3.3 空間的電磁場輻射

在探測元件無輸入信號時(shí)，空間的電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號中干擾的特點(diǎn)為：

1）噪聲電壓具有隨機(jī)性質(zhì)，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰—峰值為7.2mV。

3 結(jié)果分析及改進(jìn)措施

從檢測結(jié)果可知，在探測元件無輸入信號時(shí)，三種情況下放大器的輸出信號中，干擾電壓峰—峰值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該探測系統(tǒng)在放大器輸出端要求的最小探測信號電壓，因此，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法正常工作。

3.1 結(jié)果分析

3.1.1 脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源產(chǎn)生的干擾分析

1）由于脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源的前級采用整流濾波，只有當(dāng)輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時(shí)，整流器件才可能導(dǎo)通，由此造成工頻電流波形的畸變，而產(chǎn)生大量的諧波在電源線上傳導(dǎo)發(fā)射。

2）由于采用20kHz以上的脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源，其運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的高次諧波在電源線和地線上傳導(dǎo)發(fā)射。

當(dāng)開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，由于集電極的高電位通過集電極與地之間的分布電容，地，電源進(jìn)線，整流管返回集電極而產(chǎn)生共模干擾電流傳導(dǎo)發(fā)射。

當(dāng)開關(guān)器件開通時(shí)，通過等效負(fù)載形成的高頻脈沖串電流包含豐富的高次諧波在電源線上產(chǎn)生差模干擾電流傳導(dǎo)發(fā)射。

3.1.2 直流斬波式方波交流電源產(chǎn)生的干擾分析

1）由于直流斬波式方波交流電源的前級采用整流濾波，只有當(dāng)輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時(shí)，整流器件才可能導(dǎo)通，由此造成工頻電流波形的畸變，而產(chǎn)生大量的諧波在電源線上傳導(dǎo)發(fā)射。

2）該探測系統(tǒng)的輔助部分由驅(qū)動電源和負(fù)載組成，驅(qū)動電源采用直流斬波式方波交流電源，驅(qū)動負(fù)載為感性的電磁線圈。

對感性的電磁線圈采用直流斬波式方波交流電源供電，在斬波時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。因?yàn)?，感性的電磁線圈中的電流變化必然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電流變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。這種感應(yīng)電動勢將會通過各種路徑傳導(dǎo)耦合到放大器的輸出級，而成為嚴(yán)重的電磁干擾。

該探測系統(tǒng)輔助部分的驅(qū)動電源采用直流斬波式方波交流電源，其頻率為50Hz，即每隔10ms斬波一次。從圖3放大器的輸出信號示波圖中可以明顯看出：電磁干擾信號正是每隔10ms出現(xiàn)一次。

3.1.3 輻射耦合產(chǎn)生的干擾分析

3.1.3.1 電源的電磁場輻射發(fā)射

由于該探測系統(tǒng)的輔助部分驅(qū)動電源，采用了脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變交流電源或直流斬波式方波交流電源。這兩種電源波形的前后沿均含有一定的高次諧波，形成電磁場輻射發(fā)射。