產(chǎn)品的電磁兼容性設(shè)計
發(fā)布時間:2007/9/8 0:00:00 訪問次數(shù):399
在產(chǎn)品的電磁兼容性測試中,有一部分是涉及到在電源線上做抗干擾試驗的,本文的目的就在于幫助讀者提高產(chǎn)品的電源線抗干擾能力。
1 概述
1.1 干擾的方式
電源線上的干擾有共模和差模兩種方式,如圖2.1所示。
“共模”干擾存在于電源任何一相對大地、或中線對大地間。共模干擾有時也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾。這是載流導體與大地之間的干擾。
“差!备蓴_存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾。這是載流導體之間的干擾。
共模干擾提示了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中來到的。而差模干擾則提示了干擾是源于同一條電源電路的。通常這兩種干擾是同時存在的,由于線路阻抗的不平衡,兩種干擾在傳輸中還會相互轉(zhuǎn)化,所以情況十分復(fù)雜。干擾經(jīng)長距離傳輸后,差模分量的衰減要比共模大,這是因為線間阻抗與線—地阻抗不同的緣故。出于同一原因,共模干擾在線路傳輸中還會向鄰近空間輻射,而差模則不會,因此共模干擾比差模更容易造成電磁干擾。
不同的干擾方式要采取不同的干擾抑制方法才有效。判斷干擾方式的簡便方法是采用電流探頭。探頭先單獨環(huán)繞每根導線,得出單根導線的感應(yīng)值;然后再環(huán)繞兩根導線(其中一根是地線)探測其感應(yīng)情況。如感應(yīng)值是增加的,則線路中干擾電流是共模的;反之則是差模的。
1.2 干擾的類型
電源干擾的類型有多種,包括電壓跌落(如重載接通造成電網(wǎng)電壓下跌)、失電(如雷擊、變壓器故障或其他原因造成的短時停電)、頻率偏移(如發(fā)電機不穩(wěn)定、區(qū)域性電網(wǎng)故障等)、電氣噪聲(如無線電信號、電廠或工業(yè)設(shè)備的飛弧、開關(guān)電源或大功率逆變設(shè)備等產(chǎn)生的電磁騷擾)、浪涌(如突然減輕負載、變壓器抽頭不當?shù)龋、諧波失真(如整流、變頻調(diào)速和開關(guān)電源的工作)和瞬變(如雷擊、大功率開關(guān)的切換、對電感性負載的切換)等等。
1.3 干擾對設(shè)備工作的影響
有三組常被引用的數(shù)據(jù)可供參考:
(1)美國電話、電報公司(AT&T)在1982年得出的統(tǒng)計結(jié)果為:電壓跌落87%、脈沖干擾7.5%、電源失效4.7%、電壓浪涌0.8%。
(2)美國商用機器公司(IBM)在1974年得出的結(jié)果為:振蕩瞬變49%、脈沖干擾39.5%、電壓跌落11%、斷電0.5%。
(3)美國海軍在經(jīng)過十年的統(tǒng)計后得出電壓過低是造成故障的首要原因。
以上三組數(shù)據(jù)結(jié)果大相徑庭,可以用設(shè)備對象不同,測試條件也不盡相同來給以解釋。但不管怎樣,最主要的影響有兩個,一個是電源線上的瞬變(包括振蕩瞬變和脈沖干擾);另一個是長時間的電壓過低。
2 干擾的抑制技術(shù)
針對不同的干擾,應(yīng)采取不同的抑制技術(shù),由簡單的線路清理,至單個元件的干擾抑制器、濾波器和變壓器,再至比較復(fù)雜的穩(wěn)壓器和凈化電源,以及價格昂貴而性能完善的不間斷電源,下面分別作簡要敘述。
2.1 專用線路
只要通過對供電線路的簡單清理就可以取得一定的干擾抑制效果。如在三相供電線路中認定一相作為干擾敏感設(shè)備的供電電源;以另一相作為外部設(shè)備的供電電源;再以一相作為常用測試儀器或其他輔助設(shè)備的供電電源。這樣的處理可避免設(shè)備間的一些相互干擾,也有利于三相平衡。
值得一提的是在現(xiàn)代電子設(shè)備系統(tǒng)中,由于配電線路中非線性負載的使用,造成線路中諧波電流的存在,而零序分量諧波在中線里不能相互抵消,反而是疊加,因此過于纖細的中線會造成線路阻抗的增加,干擾也將增加。同時過細的中線還會造成中線過熱。
2.2 瞬變干擾抑制器
屬瞬變干擾抑制器的有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變
在產(chǎn)品的電磁兼容性測試中,有一部分是涉及到在電源線上做抗干擾試驗的,本文的目的就在于幫助讀者提高產(chǎn)品的電源線抗干擾能力。
1 概述
1.1 干擾的方式
電源線上的干擾有共模和差模兩種方式,如圖2.1所示。
“共!备蓴_存在于電源任何一相對大地、或中線對大地間。共模干擾有時也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾。這是載流導體與大地之間的干擾。
“差!备蓴_存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾。這是載流導體之間的干擾。
共模干擾提示了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中來到的。而差模干擾則提示了干擾是源于同一條電源電路的。通常這兩種干擾是同時存在的,由于線路阻抗的不平衡,兩種干擾在傳輸中還會相互轉(zhuǎn)化,所以情況十分復(fù)雜。干擾經(jīng)長距離傳輸后,差模分量的衰減要比共模大,這是因為線間阻抗與線—地阻抗不同的緣故。出于同一原因,共模干擾在線路傳輸中還會向鄰近空間輻射,而差模則不會,因此共模干擾比差模更容易造成電磁干擾。
不同的干擾方式要采取不同的干擾抑制方法才有效。判斷干擾方式的簡便方法是采用電流探頭。探頭先單獨環(huán)繞每根導線,得出單根導線的感應(yīng)值;然后再環(huán)繞兩根導線(其中一根是地線)探測其感應(yīng)情況。如感應(yīng)值是增加的,則線路中干擾電流是共模的;反之則是差模的。
1.2 干擾的類型
電源干擾的類型有多種,包括電壓跌落(如重載接通造成電網(wǎng)電壓下跌)、失電(如雷擊、變壓器故障或其他原因造成的短時停電)、頻率偏移(如發(fā)電機不穩(wěn)定、區(qū)域性電網(wǎng)故障等)、電氣噪聲(如無線電信號、電廠或工業(yè)設(shè)備的飛弧、開關(guān)電源或大功率逆變設(shè)備等產(chǎn)生的電磁騷擾)、浪涌(如突然減輕負載、變壓器抽頭不當?shù)龋⒅C波失真(如整流、變頻調(diào)速和開關(guān)電源的工作)和瞬變(如雷擊、大功率開關(guān)的切換、對電感性負載的切換)等等。
1.3 干擾對設(shè)備工作的影響
有三組常被引用的數(shù)據(jù)可供參考:
(1)美國電話、電報公司(AT&T)在1982年得出的統(tǒng)計結(jié)果為:電壓跌落87%、脈沖干擾7.5%、電源失效4.7%、電壓浪涌0.8%。
(2)美國商用機器公司(IBM)在1974年得出的結(jié)果為:振蕩瞬變49%、脈沖干擾39.5%、電壓跌落11%、斷電0.5%。
(3)美國海軍在經(jīng)過十年的統(tǒng)計后得出電壓過低是造成故障的首要原因。
以上三組數(shù)據(jù)結(jié)果大相徑庭,可以用設(shè)備對象不同,測試條件也不盡相同來給以解釋。但不管怎樣,最主要的影響有兩個,一個是電源線上的瞬變(包括振蕩瞬變和脈沖干擾);另一個是長時間的電壓過低。
2 干擾的抑制技術(shù)
針對不同的干擾,應(yīng)采取不同的抑制技術(shù),由簡單的線路清理,至單個元件的干擾抑制器、濾波器和變壓器,再至比較復(fù)雜的穩(wěn)壓器和凈化電源,以及價格昂貴而性能完善的不間斷電源,下面分別作簡要敘述。
2.1 專用線路
只要通過對供電線路的簡單清理就可以取得一定的干擾抑制效果。如在三相供電線路中認定一相作為干擾敏感設(shè)備的供電電源;以另一相作為外部設(shè)備的供電電源;再以一相作為常用測試儀器或其他輔助設(shè)備的供電電源。這樣的處理可避免設(shè)備間的一些相互干擾,也有利于三相平衡。
值得一提的是在現(xiàn)代電子設(shè)備系統(tǒng)中,由于配電線路中非線性負載的使用,造成線路中諧波電流的存在,而零序分量諧波在中線里不能相互抵消,反而是疊加,因此過于纖細的中線會造成線路阻抗的增加,干擾也將增加。同時過細的中線還會造成中線過熱。
2.2 瞬變干擾抑制器
屬瞬變干擾抑制器的有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變
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