電源線上的EMC分析

1引言

我國的家用電器產(chǎn)品實(shí)施ccc認(rèn)證上作已經(jīng)3年多了，這使得我國近年來也掀起了“電磁兼容熱”。從企業(yè)的電磁兼容預(yù)測試上作及監(jiān)督抽查上作中可以看出，電磁兼容不合格率較高，尤其是騷擾電壓項(xiàng)日。但是日前國內(nèi)大多數(shù)中小型企業(yè)的電磁兼容性設(shè)計(jì)能力普通偏低，又缺乏必要的測試、診斷手段，這是一個(gè)不爭的事實(shí)。上程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否最終通過電磁兼容性規(guī)范要求，即將成為衡量現(xiàn)代上程技術(shù)人員能否勝任技術(shù)上作的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。日前國內(nèi)關(guān)于電磁兼容設(shè)計(jì)方而的書比較少，切實(shí)可行的實(shí)例分析資料顯得更是難尋，作者根據(jù)多年從事電磁兼容測試的上作經(jīng)驗(yàn)，用事實(shí)驗(yàn)證兒個(gè)電磁干擾抑制方案的可行性，希望能給相關(guān)的技術(shù)人員提供參考。

2電源線上的電磁干擾類型及判斷方法

熟悉和了解常見的電磁干擾源是發(fā)現(xiàn)和解決電磁干擾問題的關(guān)鍵之一。電源線上的干擾電流按照其流動(dòng)路徑可以分為兩類，一類是差模干擾電流，另一類是共模干擾電流。差模干擾電流是在火線和零線之間流動(dòng)的干擾電流，共模干擾電流是在火線、零線與大地(或其它參考物體)之間流動(dòng)的干擾電流，由于這兩種干擾的抑制方式不同，因此正確辨認(rèn)干擾的類型是實(shí)施正確抑制方法的前提。

區(qū)分干擾電流是共模還是差模可以從三個(gè)方而進(jìn)行判斷:
①從干擾源判斷:雷電、設(shè)備附近發(fā)生的電弧、設(shè)備附近的電臺或其它大功率輻射裝置在電源線上產(chǎn)生的干擾是共模干擾;另外，如果發(fā)現(xiàn)電源線上產(chǎn)生的干擾是來自機(jī)箱內(nèi)的線路板或其它電纜，則為共模干擾;這是因?yàn)橥ㄟ^空間感應(yīng)在火線和零線上的干擾電流是同相位的。
在同一路電力線上上作的馬達(dá)、電源開關(guān)、可控硅等會(huì)在電源線上產(chǎn)生差模干擾。
②從頻率上判斷:差模干擾的頻率卞要集i}，在1MHz以下，而共模干擾的頻率一般分布在1MHz以上。這是由于共模干擾是通過空間感應(yīng)到電源線上的，這種感應(yīng)只有在干擾信號頻率很高時(shí)才容易發(fā)生。
③用儀器測量:如果有一臺頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進(jìn)行測量。電流卡鉗實(shí)際上是一個(gè)繞在磁芯上的線圈，當(dāng)被測電纜穿過電流鉗時(shí)，就形成了一個(gè)變壓器:被測學(xué)體相應(yīng)于變壓器初級，日前鉗，1，的線圈相當(dāng)于變壓器次級，電纜上的信號會(huì)禍合到卡鉗，1，的線圈上，用頻譜分析儀即可檢測出來。
判斷步驟如下:

3干擾抑制方案實(shí)例分析
保證電子設(shè)備電磁兼容性是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)上程，必須在各個(gè)階段各個(gè)級別水平上采取相應(yīng)的措施。特別是在研制和建造電子、電氣設(shè)備和電子、電氣上程時(shí)，要在盡可能旱的階段上進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)或采取電磁兼容措施。本文通過兒個(gè)具體的試驗(yàn)結(jié)果來分析電磁騷擾抑制方案的可行性。
3. 1實(shí)例分析1
電容器對抑制騷擾電壓的影響。對于生產(chǎn)企業(yè)而A，技術(shù)改進(jìn)方案的可行性與因技術(shù)改進(jìn)而帶來的生產(chǎn)成本變化密切相關(guān)，因此，生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)改進(jìn)時(shí)應(yīng)本著在能解決問題的前提下尋求生產(chǎn)成本最低的方案。由于濾波器的價(jià)格較高，體積也較大，因此在同類的中低檔產(chǎn)品中及結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部空間較小的產(chǎn)品較少應(yīng)用，而較多使用電容或電感或者是兩者的合理組合。
圖1為一種產(chǎn)品使用_根插角的干擾抑制電容的騷擾電壓測試結(jié)果，按照GB4343. 1-2003《電磁兼容家用電器電動(dòng)工具和類似器具的要求第1部分:發(fā)射》標(biāo)準(zhǔn)分別用平均值檢波器和準(zhǔn)峰值檢波器進(jìn)行測試，可以看出，在低頻段0. 5MHz}0. 6MHz的頻率范圍內(nèi)平均值的終測結(jié)果超出GB4343. 1-2003標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，騷擾電壓不合格。在lOMHz}20MHz頻率范困內(nèi)的平均值及準(zhǔn)峰值的測試結(jié)果也比較接近相應(yīng)的限值。圖2為某產(chǎn)品川三根插角的干擾抑制電容的騷擾電少}、測試結(jié)果，比較兩種測試結(jié)果可以看出，低頻段的干擾得到很好的抑制，0. 5MHz}0. 6MHz的頻率范困內(nèi)平均值的測試結(jié)果低于限值，滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

3. 2實(shí)例分析2
印制線路板上的電子線路對抑制騷擾電壓的影響。接地是電氣、電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的重要組成部分，但接地系統(tǒng)構(gòu)成是一個(gè)十分復(fù)雜的技術(shù)，與電氣、電子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)系，與所要防護(hù)的和上作的電流頻率及波形有密切關(guān)系，與構(gòu)成接地的材質(zhì)和電磁特性有關(guān)，更與接地元件和上藝有關(guān)。接地措施得當(dāng)會(huì)抑制電磁干擾，相反，接地不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。接地引入電磁干擾的第一個(gè)原因是由于接地結(jié)構(gòu)難以孤立完成，至少要有連接導(dǎo)線和導(dǎo)電平而。當(dāng)接地平而上有來自不同信號源的電流流過時(shí)，由于接地系統(tǒng)存在電阻就會(huì)產(chǎn)生電壓降，并且電壓降與接地系統(tǒng)上的電流成反比。這個(gè)電壓就是造成電磁干擾的干擾電動(dòng)勢。接地引入電磁干擾的第_個(gè)原因是由于接地系統(tǒng)中存在有回路，則外部電磁干擾源就通過電磁波作用在接地回路中產(chǎn)生感應(yīng)干擾電動(dòng)勢。
圖3為一臺電子設(shè)備的電源線傳導(dǎo)騷擾電壓測試曲線，電子設(shè)備中的濾波器的地端沒有接到印制線路板的接地點(diǎn)上，印制線路板的接地點(diǎn)也沒有連接到公共電網(wǎng)的保護(hù)接地線上，結(jié)果在CPU的韶，振頻率點(diǎn)上的傳導(dǎo)騷擾電壓的平均值超出標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值。將同一臺設(shè)備的濾波器的地端接到印制線路板的接地點(diǎn)上，印制線路板的接地點(diǎn)再連接到公共電網(wǎng)的保護(hù)接地線上，圖4是測試結(jié)果，可以看出，傳導(dǎo)騷擾電壓的平均值測試結(jié)果在限值附近，與圖3的測試結(jié)果相比得到了一定的抑制，但并不理想。圖5濾波器的地接到印制線路板的接地點(diǎn)上，但不連接到公共電網(wǎng)的保護(hù)接地線上，結(jié)果騷擾電壓測試值與限值相比有較人的余量，電磁騷擾得到了很好的抑制。

4結(jié)束語
保證電磁兼容性是一個(gè)綜合性的任務(wù)，需要在不同的等級上采取不同的方法和措施。通常要考慮在元件級、部件級、設(shè)備級、系統(tǒng)級和業(yè)務(wù)級上保證電磁兼容性的工作。在許多情況下只有采取特殊的方法才能保證電氣、電子設(shè)備或電子系統(tǒng)的電磁兼容性。