3电磁干扰抑制电磁噪声耦合途径.pptx

电磁干扰防护与电磁兼容设计电磁干扰防护与电磁兼容设计电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径电磁驱动与控制研究所电磁驱动与控制研究所目录目录概述概述电磁噪声传导耦合电磁噪声传导耦合电磁辐射耦合电磁辐射耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径概述概述 EMC（Electromagnetic Compatibility）是涉及多种学科的综合性科学，对电是涉及多种学科的综合性科学，对电子行业来说，这种技术的目的在于使设备或系统在共同的电磁环境中，既不受电磁子行业来说，这种技术的目的在于使设备或系统在共同的电磁环境中，既不受电磁环境的影响能够正常工作，也不会给环境带来严重电磁污染，而影响其他设备或系环境的影响能够正常工作，也不会给环境带来严重电磁污染，而影响其他设备或系统的正常工作。在日本，统的正常工作。在日本，EMC 也称作环境电磁学，因为研究的对象也包括处于电也称作环境电磁学，因为研究的对象也包括处于电磁环境中的生物和人磁环境中的生物和人*。对电子设备而言，。对电子设备而言，主要问题是主要问题是EMI和和EMS。1964 年美国年美国的的 IEEE 学报学报Transaction RFI分册更名为分册更名为EMC分册，分册，EMC 至今已有几十年的历至今已有几十年的历史，我国全面认识史，我国全面认识EMC 则是在上世纪则是在上世纪80年代中后期年代中后期EMC 三要素三要素n所有所有EMC问题的产生和解决，都离不开下面的三个方面：问题的产生和解决，都离不开下面的三个方面：干扰源干扰源 耦合途径耦合途径 敏感接受器敏感接受器由于构成电磁干扰有三个要素，即：由于构成电磁干扰有三个要素，即：干扰源（噪声）干扰源（噪声）噪声的耦合途径噪声的耦合途径噪声接收器（被干扰设备）噪声接收器（被干扰设备）因此，电磁兼容设计的任务概括起来说就是：因此，电磁兼容设计的任务概括起来说就是：削弱干扰源的能量削弱干扰源的能量隔离或减弱噪声耦合的途径隔离或减弱噪声耦合的途径提高设备对电磁干扰的抵抗能力。提高设备对电磁干扰的抵抗能力。电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径概述概述电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径概述概述电磁噪声的耦合途径电磁噪声的耦合途径传导传导直接传导直接传导电导性耦合电导性耦合电容性耦合电容性耦合电感性耦合电感性耦合公共阻抗传导公共阻抗传导公共地阻抗耦合公共地阻抗耦合公共电源阻抗耦合公共电源阻抗耦合转移阻抗传导转移阻抗传导辐射辐射近场耦合近场耦合远场耦合远场耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导直接传导直接传导电导性耦合电导性耦合电导性直接传导耦合是最常见的，也是最容易被忽略的一种耦合方式。电导性直接传导耦合是最常见的，也是最容易被忽略的一种耦合方式。在考虑在考虑EMC问题时，必须要考虑导线有电阻、电感、杂散电容。问题时，必须要考虑导线有电阻、电感、杂散电容。Lt等效电感等效电感Cp等效电溶等效电溶电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导直接传导直接传导电导性耦合电导性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导直接传导直接传导电导性耦合电导性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导直接传导直接传导电导性耦合电导性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电感性耦合电感性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电感性耦合电感性耦合耦合机理耦合机理 从物理学可知，线圈切割磁力线会感应出电动势。反之，从物理学可知，线圈切割磁力线会感应出电动势。反之，线圈线圈不动，周围的磁力线发生变化，也同样会在线圈两端感应出电动势不动，周围的磁力线发生变化，也同样会在线圈两端感应出电动势。所以一根导线，当流过它的电流大小发生变化时，在其周围就会产所以一根导线，当流过它的电流大小发生变化时，在其周围就会产生出变化的磁场。若在这个交变的磁场中有另一个电路回路，就会生出变化的磁场。若在这个交变的磁场中有另一个电路回路，就会在回路中感应出电动势和感应电流。这两部分在回路中感应出电动势和感应电流。这两部分通过磁力线形成的耦通过磁力线形成的耦合，其程度可用互感合，其程度可用互感M M来表示。来表示。电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电感性耦合电感性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电感性耦合电感性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电感性耦合电感性耦合电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电感性耦合电感性耦合（2）屏蔽线与附近载流导线之间的磁耦合）屏蔽线与附近载流导线之间的磁耦合下图示出了一条没有接地也没有磁屏蔽的屏蔽线，放在一条载流导线的附件，设载下图示出了一条没有接地也没有磁屏蔽的屏蔽线，放在一条载流导线的附件，设载流导线中流过电流为流导线中流过电流为I1，等效电路如图，等效电路如图b。电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电容性耦合电容性耦合当噪声源为高压小电流时，它对周围元器件或系统（设备）的干扰，当噪声源为高压小电流时，它对周围元器件或系统（设备）的干扰，主要表现为电容性耦合干扰主要表现为电容性耦合干扰。两导线间的电容性耦合如图所示。两导线间的电容性耦合如图所示。C Cs s为噪声导体（如电源线）为噪声导体（如电源线）和受感应导体（如信号线）间的和受感应导体（如信号线）间的分布电容分布电容，C CL L为受感应导体的对地为受感应导体的对地电容，电容，R RL L为受感应导体的总电阻值，为受感应导体的总电阻值，Z Z为为C CL L和和R RL L的并联阻抗。的并联阻抗。U US S为噪为噪声电压，设声电压，设U Un n为感应的噪声电压。为感应的噪声电压。噪声噪声导体导体C CS S噪声噪声电压电压U US S受感应受感应导体导体C CL LR RL LUn并联阻抗并联阻抗Z电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电容性耦合电容性耦合当噪声源为高压小电流时，它对周围元器件或系统（设备）的干扰，当噪声源为高压小电流时，它对周围元器件或系统（设备）的干扰，主要表现为电容性耦合干扰主要表现为电容性耦合干扰。电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电容性耦合电容性耦合（）屏蔽对电容耦合的影响（）屏蔽对电容耦合的影响削弱电容耦合的有效手段是静电屏蔽。为了说明静电屏蔽对削弱电容耦合的作用，对被干扰导体削弱电容耦合的有效手段是静电屏蔽。为了说明静电屏蔽对削弱电容耦合的作用，对被干扰导体加一层屏蔽。加一层屏蔽。电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电容性耦合电容性耦合（）屏蔽对电容耦合的影响（）屏蔽对电容耦合的影响理想情况是不可能存在，因为芯线总是有一些暴露在屏蔽层外，相应的等效电路如图。理想情况是不可能存在，因为芯线总是有一些暴露在屏蔽层外，相应的等效电路如图。电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导传导电容性耦合电容性耦合（）屏蔽对电容耦合的影响（）屏蔽对电容耦合的影响