解析电源线上的EMC

 

　　1引言

　　电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。 电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。在当今信息社会，随着电子技术、计算机技术的发展，一个系统中采用的电气及电子设备数量大大增加，而且电子设备的频带日益加宽，功率逐渐增大，灵敏度提高，联接各种设备的电缆网络也越来越复杂，因此，电磁兼容问题日显重要。

　　2电源线上的电磁干扰类型及判断方法

　　电源线是传输电流的电线。通常电流传输的方式是点对点传输。电源线按照用途可以分为AC交流电源线及点击此处添加图片说明DC直流电源线，通常AC电源线是通过电压较高的交流电的线材，这类线材由于电压较高需要统一标准获得安全方可以正式生产。而DC线基本是通过电压较低的直流电，因此在安全上要求并没有AC线严格，但是安全起见，目前各国还是要求统一安全。电源线的结构并不是十分复杂，但是也不要从表面就简单的可以一下子看穿它，如果好好的去研究电源线的话，有的地方还是需要的去了解电源线的结构的。电源线的结构主要要外护套、内护套、铜丝。

　　熟悉和了解常见的电磁干扰源是发现和解决电磁干扰问题的关键之一。电源线上的干扰电流按照其流动路径可以分为两类，一类是差模干扰电流，另一类是共模干扰电流。差模干扰电流是在火线和零线之间流动的干扰电流，共模干扰电流是在火线、零线与大地（或其它参考物体）之间流动的干扰电流，由于这两种干扰的抑制方式不同，因此正确辨认干扰的类型是实施正确抑制方法的前提。

　　区分干扰电流是共模还是差模可以从三个方而进行判断：

　　①从干扰源判断：雷电、设备附近发生的电弧、设备附近的电台或其它大功率辐射装置在电源线上产生的干扰是共模干扰；另外，如果发现电源线上产生的干扰是来自机箱内的线路板或其它电缆，则为共模干扰；这是因为通过空间感应在火线和零线上的干扰电流是同相位的。

　　在同一路电力线上上作的马达、电源开关、可控硅等会在电源线上产生差模干扰。

　　②从频率上判断：差模干扰的频率卞要集i},在1MHz以下，而共模干扰的频率一般分布在1MHz以上。这是由于共模干扰是通过空间感应到电源线上的，这种感应只有在干扰信号频率很高时才容易发生。

　　③用仪器测量：如果有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量。电流卡钳实际上是一个绕在磁芯上的线圈，当被测电缆穿过电流钳时，就形成了一个变压器：被测学体相应于变压器初级，日前钳，1,的线圈相当于变压器次级，电缆上的信号会祸合到卡钳，1,的线圈上，用频谱分析仪即可检测出来。

　　判断步骤如下：

　　3干扰抑制方案实例分析

　　保证电子设备电磁兼容性是一项复杂的系统上程，必须在各个阶段各个级别水平上采取相应的措施。特别是在研制和建造电子、电气设备和电子、电气上程时，要在尽可能旱的阶段上进行电磁兼容设计或采取电磁兼容措施。本文通过儿个具体的试验结果来分析电磁骚扰抑制方案的可行性。

　　3. 1实例分析1

　　电容器对抑制骚扰电压的影响。对于生产企业而A,技术改进方案的可行性与因技术改进而带来的生产成本变化密切相关，因此，生产企业在技术改进时应本着在能解决问题的前提下寻求生产成本的方案。由于滤波器的价格较高，体积也较大，因此在同类的中低档产品中及结构紧凑、内部空间较小的产品较少应用，而较多使用电容或电感或者是两者的合理组合。

　　图1为一种产品使用_根插角的干扰抑制电容的骚扰电压测试结果，按照GB4343. 1-2003《电磁兼容家用电器电动工具和类似器具的要求第1部分：发射》标准分别用平均值检波器和准峰值检波器进行测试，可以看出，在低频段0. 5MHz}0. 6MHz的频率范围内平均值的终测结果超出GB4343. 1-2003标准规定的限值，骚扰电压不合格。在lOMHz}20MHz频率范困内的平均值及准峰值的测试结果也比较接近相应的限值。图2为某产品川三根插角的干扰抑制电容的骚扰电少}、测试结果，比较两种测试结果可以看出，低频段的干扰得到很好的抑制，0. 5MHz}0. 6MHz的频率范困内平均值的测试结果低于限值，满足标准规定的要求。

 

　　3. 2实例分析2

　　印制线路板上的电子线路对抑制骚扰电压的影响。接地是电气、电子设备和电子系统的重要组成部分，但接地系统构成是一个十分复杂的技术，与电气、电子系统的具体结构有关系，与所要防护的和上作的电流频率及波形有密切关系，与构成接地的材质和电磁特性有关，更与接地元件和上艺有关。接地措施得当会抑制电磁干扰，相反，接地不当会产生电磁干扰。接地引入电磁干扰的个原因是由于接地结构难以孤立完成，至少要有连接导线和导电平而。当接地平而上有来自不同信号源的电流流过时，由于接地系统存在电阻就会产生电压降，并且电压降与接地系统上的电流成反比。这个电压就是造成电磁干扰的干扰电动势。接地引入电磁干扰的第_个原因是由于接地系统中存在有回路，则外部电磁干扰源就通过电磁波作用在接地回路中产生感应干扰电动势。

　　图3为一台电子设备的电源线传导骚扰电压测试曲线，电子设备中的滤波器的地端没有接到印制线路板的接地点上，印制线路板的接地点也没有连接到公共电网的保护接地线上，结果在CPU的韶，振频率点上的传导骚扰电压的平均值超出标准中规定的限值。将同一台设备的滤波器的地端接到印制线路板的接地点上，印制线路板的接地点再连接到公共电网的保护接地线上，图4是测试结果，可以看出，传导骚扰电压的平均值测试结果在限值附近，与图3的测试结果相比得到了一定的抑制，但并不理想。图5滤波器的地接到印制线路板的接地点上，但不连接到公共电网的保护接地线上，结果骚扰电压测试值与限值相比有较人的余量，电磁骚扰得到了很好的抑制。

　　4结束语

　　保证电磁兼容性是一个综合性的任务，需要在不同的等级上采取不同的方法和措施。通常要考虑在元件级、部件级、设备级、系统级和业务级上保证电磁兼容性的工作。在许多情况下只有采取特殊的方法才能保证电气、电子设备或电子系统的电磁兼容性。