本文参考:潘俊峰 《EMC原理-传导》一文
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电磁兼容是一个工程师的必修课,而且不许挂科。如果你设计的产品不能通过EMC那么你的不叫产品而是叫垃圾。下面我们来浅谈一下EMC。
EMC电磁兼容,它包括两个概念:EMI 和 EMS。
EMI (electromagnetic interference) 电磁干扰,指自身干扰其它电器产品的 电磁干扰量。
EMS (electromagnetic susceptibility) 电磁敏感性,也有称为电磁抗扰度,是指能忍受其它电器产品的电磁干扰的程度。本文主要讲解电磁干扰。

电磁干扰主要分为两大类:传导干扰空间干扰
电磁兼容EMC——初级篇

传导干扰:传导干扰主要通过导体传播,通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络,其频谱主要为 30MHz 以下。
传导噪声干扰可以通过设计滤波电路或追加滤波器的方法来进行抑制和衰减。
空间干扰:空间噪声干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络,其频率范围比传导噪声频率宽很多,30MHz-30GHz。
空间辐射干扰主要通过主要应用密封屏蔽技术,在结构上实行电磁封闭。目前为减少重量大都采用铝合金外壳,但铝合金导磁性能差,因而外壳需要镀一层镍或喷涂导电漆,内壁贴覆高导磁率的屏蔽材料。
传导干扰几乎在所有电路中都有,如何避免传导干扰是一个很有深度的课题。空间干扰主要存在一些高频和射频电路中,处理起来更为复杂。本文主要讲解传导干扰。

干扰的三要素:干扰源、传播路径、敏感设备终端(跟传染病一样的道理)

抑制干扰的办法:降低干扰源、切断干扰路径、提高敏感设备抗干扰能力

在设计电路的时候我们经常会加入滤波电路:滤波电感、电容等这些操作,其实这些都是属于切断干扰路径上抑制干扰的办法,而且在电路设计中这也是用得最多的方法。

一、差模干扰

差模干扰:
简单的说就是线对线的干扰。电源线之间、信号线之间的干扰。
差模干扰特点是两导线上的干扰电流、振幅相等方向相反

电磁兼容EMC——初级篇

差模干扰产生的原因:差模干扰中的干扰是起源在同一电源线路之中(直接注入)。 如同一线路中工作的电机、开关电源、可控硅等,他们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。
如何影响设备:差模干扰直接作用在设备两端的,直接影响设备工作,甚至破坏设备。(表现为尖峰电压,电压跌落及中断)
差模干扰抑制方法:对于差模噪声,减少干扰的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈(也就是差模电感)、并联电容或用电容或电感组成LC低通滤波器,来减小高频的噪声,阻止干扰电流流入电路。
其中引用差模电感的方法用得比较少,因为差模线圈在滤除干扰的同时,还会一定程度的增加阻抗。用得最多的办法就是使用电容。
电磁兼容EMC——初级篇

二、共模干扰

共模干扰:简单说就是两根线共同对地的干扰。电源线或信号线与大地之间的干扰
共模干扰特点是两导线上的干扰电流、振幅相等而方向相同
电磁兼容EMC——初级篇

共模干扰产生的原因:

  • 1.电网串入共模干扰电压

  • 2.辐射干扰(如雷电,设备电弧,附近电台,大功率辐射源) 在信号线上感应出共模干扰。 (原理是 交变的磁场 产生交变的电流,
    由于地线-零线回路面积 与地线-火线回路面积不相同,两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同)

  • 3.接地电压不一样。 也就是说地电位差异引入共模干扰。也包括设备内部电线对电源线的影响。(所以在不同的电路板之间一定要共地)
    如何影响设备:共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达 130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
    **共模干扰抑制方法:**对于共模噪声,减小干扰的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈(共模电感),在地与导线之间并联电容器,组成LC滤波器进行滤波,滤去共模噪声。
    共模干扰中使用共模电感是比较常用的办法。

电磁兼容EMC——初级篇

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