电磁兼容基本知识术语定义

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EMC电磁兼容基本术语解释

EMC电磁兼容基本术语解释

由无线电骚扰引起的有用信号接收性能的下降。

1.15系统间干扰 inter-system interference由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰。

1.16系统内干扰 intra-system interference系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰。

1.17 自然噪声 natural noise来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声。

1.18 人为噪声 man-made noise来源于人工装置的电磁噪声。

1.19(性能)降低 degradation (of performance)装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。

1.20(对骚扰的)抗扰性 immunity (to a disturbance)装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

1.21(电磁)敏感性(electromagnetic) susceptibility在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。

注:敏感性高,抗扰性低。

1.22静电放电 electrostatic discharge (ESD)具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。

2骚扰波形2.1瞬态(的) transient (adjective and noun)在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象,其变化时间小于所关注的时间尺度。

2.2脉冲Pulse在短时间内突变,随后又迅速返回其初始值的物理量。

2.3冲激脉冲 impulse针对某给定用途,近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。

2.4尖峰脉冲 spike持续时间较短的单向脉冲。

2. 5(脉冲的)上升时间 rise time (of a pluse)脉冲瞬时值首次从给定下限值匕升到给定上限值所经历的时间。

注:除特别指明外,下限值及上限值分别定为脉冲幅值的10%和90%。

2.6上升率 rate of rise一个量在规定数值范围内,即从峰值的10%到90%,随时间变化的平均速率。

电磁兼容课程知识点总结

电磁兼容课程知识点总结

电磁兼容课程知识点总结一、电磁兼容基础知识1.1 电磁兼容的基本概念电磁兼容是指在特定的电磁环境下,电子、通信设备和系统在不受到外来电磁辐射的干扰或干扰他人,保证其正常工作的能力。

1.2 电磁干扰的分类电磁干扰主要可以分为传导干扰和辐射干扰两大类。

传导干扰是通过导体传输,比如电源线传导电磁干扰。

辐射干扰是通过空气传输,比如无线电台产生的电磁辐射。

1.3 电磁兼容的重要性在现代电子设备和通信系统日益复杂的情况下,电磁兼容的重要性越来越突出。

如果设备没有良好的电磁兼容性,容易受到外界电磁干扰,影响其正常工作。

1.4 电磁兼容标准和法规为了确保电子设备和通信系统的电磁兼容性,在各国都有一系列的电磁兼容标准和法规,比如欧洲的CE标志、美国的FCC标准等。

二、电磁场理论2.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程,包括电场和磁场之间的相互关系,是电磁场理论的基础。

2.2 电磁波的特性电磁波是由电场和磁场振荡而产生的一种波动,具有传播速度快、能够在真空中传播、波长和频率可调节等特点。

2.3 电磁波的传播特性电磁波的传播特性包括波速、波长、频率、极化、幅度等,这些特性决定了电磁波的传播范围和传播方式。

三、电磁兼容的分析方法3.1 电磁兼容的测试方法电磁兼容的测试方法包括辐射测试、传导测试、电磁场强度测试、电磁脉冲测试等,用于评估设备的电磁兼容性能。

3.2 电磁兼容的仿真模拟方法电磁兼容的仿真模拟方法包括有限元分析、电磁场求解和电磁兼容性分析软件等,可以用于预测设备在不同电磁环境下的性能。

3.3 电磁兼容的设计方法电磁兼容的设计方法包括布线设计、地线设计、屏蔽设计、滤波器设计等,用于提高设备的电磁兼容性能。

四、电磁兼容的干扰控制方法4.1 电磁辐射的控制方法电磁辐射的控制方法包括合理布局、优化线路、采用屏蔽结构等,用于减少设备产生的电磁辐射。

4.2 电磁传导的控制方法电磁传导的控制方法包括使用滤波器、采用平衡电路、采用防干扰接口等,用于减少设备对外界电磁干扰的敏感性。

电磁兼容术语

电磁兼容术语

电磁兼容术语1、电磁兼容性(EMC,Electromagnetic Compatibility)是指电子设备或系统在其电磁环境中复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骚扰的能力。

2、电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备(系统)性能降低或对有生命(无生命)物质产生损害作用的各种电磁现象。

3、电磁环境(Electromagnetic environment)是指存在于给定场所的所有电磁现象的综合。

4、电磁干扰(EMI,Electromagnetic Interference)是指由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统的性能降低。

5、电磁灵敏度(Electromagnetic Susceptibility)在存在电磁骚扰的情况下,电子装置、设备或系统无法避免性能降级的特性。

6、电磁抗扰度(Electromagnetic Immunity)在存在电磁骚扰的情况下,电子装置、设备或系统能正常工作,不出现性能降级的能力。

7、抗扰度电平(Immunity level)将某给定电磁骚扰施加于某一装置、电子设备或系统而仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大电平。

8、电磁辐射(Electromagnetic Radiated)①能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。

②能量以电磁波形式在空间传播。

9、电磁噪声(Electromagnetic noise)指一种明显的不传送信息的时变电磁现象,它可能与有用信号叠加或组合。

注:噪声与信号的区别主要在于是否携带信息。

10、无线电频率(Radio Frequency)指用于无线电传播的频率,位于声频和红外频谱之间的电磁频谱中,也叫作射频,通常选用的范围是9KHz-3GHz。

电磁兼容基础知识

电磁兼容基础知识
T型滤波器适用于信号源内阻和负载电阻比较小(如低于50Ω)的情况,p 型滤波器 适用于信号源内阻和负载电阻都比较高的情况,当信号源内阻和负载电阻不相等时, 可以选用L型或C型滤波电路,对于低信号源阻抗和高负载阻抗,可选L型滤波器, 反之,可选用C型滤波器。选用不同型式的滤波器,有助于减少信号源内阻和负载 电阻对滤波器频率特性的影响。
传导发射CE (Conducted Emission) 沿电源或信号线传输的电磁发射。
EMI(电磁干扰)
电磁干扰三要素:
电磁骚扰源,指产生电磁骚扰的元件、器件、 设备或自然现象;
耦合途径或称耦合通道,指把能量从骚扰源耦 合到敏感设备上,并使该设备产生响应的媒介;
敏感设备,指对电磁骚扰产生响应的设备。
干扰抑制技术
目前的干扰抑制技术主要是三种:屏蔽、滤波、接地。
屏蔽:
目的: 限制EMI 常用的屏蔽方式:主动屏蔽与被动屏蔽
(a) 主动屏蔽
(b) 被动屏蔽;
屏蔽的分类
静电磁场屏蔽
EMI
时变电磁场屏蔽
静电场 静磁场
时变电场 时变磁场 时变电磁场
屏蔽体
整体屏蔽 屏蔽室、屏蔽箱 非整体屏蔽 电缆、孔隙屏蔽等
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 实验介绍:脉冲群试验主要是进行电源线和信号/控制线的传导差/共模干扰试验, 只是 干扰脉冲的波形前沿非常陡峭,持续时间非常短暂,因此含有极其丰富的 高频成 分,这就导致在干扰波形的传输过程中,会有一部分干扰从传输的线缆 中逸出, 这样设备最终受到的是传导和辐射的复合干扰。重复快速瞬变试验是 一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲 群耦合到电气和电子设备的电源端口、 信号和控制端口的试验。它属于测试抗扰度实验方法的一种,另外的抗扰实验有 静电放电抗扰度试验,辐射(射频)电磁场抗扰度试验,浪涌(冲击)抗扰度试 验,对射频场感应的传导骚扰抗扰度试验等。 实验目的:电快速瞬变脉冲群是由电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时, 由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的暂态骚扰。当 电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种 暂态 骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以 会对电 子、电气设备的可靠工作产生影响。电快速速变脉冲群试验的目的就是 为了检验电子、电气设备在遭受这类暂态 骚扰影响时的性能。

电磁兼容性常用名词解释

电磁兼容性常用名词解释

电磁兼容性常用名词解释
(1)电磁兼容性设备或系统在电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。

(2)电快速瞬变脉冲群电感性开关元件如继电器、接触器等断开时,由于触点间隙绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的暂态干扰。

当多次重复开关,则脉冲群以相应的时间间隙重复出现,这种暂态干扰能量小,不会损坏设备,但频谱分布范围较宽,可能对电子电气设备的可靠性产生影响。

(3)电快速瞬变脉冲群抗扰度试验用于验证由闪电、接地故障或切换电感性负载引起的瞬时扰动抗干扰能力,此时将耦合到电源线路、控制线路、信号线路的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。

此波形不是感性负载断开的实际波形,感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的,而试验波形更严酷。

电快速脉冲群由间隔300ms连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲上升沿5ns,持续50ns,重复频率5kHz。

根据傅里叶变换,频谱为5kHz~100MHz的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。

该测试用于市电供电的电子电气产品,也适用公用的长直流电源线电子电气产品有电信端口和长距离的控制、信号端口的电子电气产
品的端口测试,因长交/直流电源线和信号控制线工作时可能感应到周围设备产生的电快速瞬变脉冲干扰;同时与交/直流供电共用电源的其他设备可能产生电快速瞬变脉冲干扰传到公共供电中,干扰同一供电网的其他设备。

电磁兼容概述

电磁兼容概述

电磁兼容概述一、电磁兼容的根本概念1.1电磁兼容的定义电磁兼容性即 EMC (Electromagnetic Compatibility).有关电磁兼容的定义:(1)国家标准GB/T 4365-1995?电磁术语?的定义:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的水平.(2)美国电气电子工程师协会(IEEE)的定义:一个装置能在其所处的电磁环境中满意地工作同时又不向该环境及同一环境中的其他装置排放超过允许范围的电磁扰动.(3)国际电工技术委员会(IEC)的定义:电磁兼容是设备的一种水平.它在其电磁环境中能完成它的功能,而不至于在其环境中产生不允许的干扰.上述三个定义虽然措辞不同,但都可概括为两个方面:(1)设备或系统承受电磁骚扰时,能正常工作;(2)设备工作时,不产生超过规定值的电磁骚扰.1.2电磁干扰和电磁骚扰电磁骚扰(E1ectromagnetic Disturbance):可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象.电磁干扰(E1ectromagnetic Interference—EMI):由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降.电磁骚扰和电磁干扰比拟:两个词语过去经常混用,但两者之间有明显的区别一一前者是指电磁能量的发射过程,后者那么强调电磁骚扰造成的结果.1.3抗扰性和电磁敏感性抗扰性(Immunity of Disturbance):装置、设备或系统面临电磁骚扰而不降低运行性能的水平.电磁敏感性(E1ectromagnetic Susceptibility—EMS):在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能防止性能降低的水平.电磁敏感性与抗扰性比拟:同一性能的正反两个不同说法,敏感性高意味着抗扰性能低.传导 辐射静电放电1.4 发射电平、抗扰性电平、发射限值和兼容性电平等之间的关系一一,—抗扰性电平 I 设备抗扰性设计裕量抗扰性限值一 抗扰性裕量 兼容性电平 发射裕量 发射限值 一设备发射设计裕量一一 一一、一 一一 ―发射电平独立变量1.5 电磁兼容标准兼容性裕量1.5.1电磁兼容标准的制定依据和目的电源线电源线/信号2 / 91.6电磁干扰1.6.1电磁干扰三要素电磁兼容就是研究电磁干扰(Electromagnetic Interference-EMI)问题.电磁干扰三要素如下列图:电路受干扰的程度可用下式描述:S WC /1式中,S为电路受干扰的程度;W为骚扰源的强度;C为骚扰源通过某种途径到达被干扰处的耦合因素;I为被干扰电路的抗干扰性能对于任何一个干扰现象,必然存在电磁干扰的三要素,且缺一不可.因此,在系统设计、制造、安装和调试中,消除三要素中的任何一个,干扰即可消除.电磁兼容设计的根本出发点就在于破坏上述三个条件中的一个或几个.1.6.2电磁干扰现象数字视频设备1.6.3产生电磁干扰的条件〔1〕忽然变化的电压或电流,即dV/dt或dI/dt很大;〔2〕辐射天线或传导导体;当电压或电流发生迅速变化时,就会产生电磁辐射现象,导致电磁干扰.最近电磁干扰问题日益突出的主要原因之一就是脉冲电路〔数字电路、脉冲电源〕的大量应用.但凡存在这种电压或电流忽然变化的地方,都要考虑电磁干扰问题.二、电磁骚扰源2.1电磁骚扰源分类〔1〕从来源分:自然骚扰和人为骚扰〔2〕从骚扰属性分:功能性骚扰和非功能性骚扰〔3〕从耦合方式分:传导骚扰和辐射骚扰〔4〕从频谱宽度分:宽带骚扰和窄带骚扰〔5〕从频率范围分:甚低频骚扰〔30Hz以下〕、工频与音频骚扰〔50Hz及其谐波〕、载频骚扰〔10kHz — 300kHz〕、射频及视频骚扰〔300kHz — 300MHz〕、微波骚扰〔300MHz 一 100GHz〕;2.2常见大自然骚扰源〔1〕雷电〔2〕太阳噪声〔3〕物质本身固有的噪声2.3常见人为骚扰源〔1〕无线电通信设备〔2〕工业、科学、医疗设备〔3〕电力系统〔4〕点火系统〔5〕家用电器、电开工具及电气照明〔6〕信息技术设备〔7〕静电放电2.4电磁骚扰源强度无论是自然的或人为的电磁骚扰源,按其构成威胁的程度均可分为4类: 雷电、强电磁脉冲、静电放电和开关操作.2.5静电放电以往所关注的静电危害,主要是静电电压对器件造成的损坏.然而,在EMC研究中,主要关注静电放电过程所形成的干扰.静电放电电流上升沿短,幅度高,所以会产生强度大,频谱宽的电磁场.上升沿为1ns的脉冲,带宽可达300MHz.三、电磁骚扰的传播3.1将传播方式按耦合机理分类〔1〕传导耦合〔公共阻抗耦合〕:电路中的骚扰电压或电流通过公共电路〔如公用的导线、元器件等〕流通到另一个电路中的耦合方式.其特点是电路间至少有两个电气连接节点〔2〕磁场耦合〔电感耦合〕一个电路中的骚扰电流通过链接磁通〔互感〕在另一个回路中感应电动势,以传播骚扰的耦合方式〔3〕电场耦合〔电容耦合〕:一个电路中导体的骚扰电压通过与其临近的另一个电路的导体之间的相互电容耦合产生骚扰电流〔4〕辐射耦合:电磁骚扰在空间以电磁波的形式传播,耦合至被干扰电路3.2减小传导耦合影响的举措〔1〕尽量减少与骚扰源回路的公共局部〔2〕采取滤波举措3.3减小磁场耦合的举措〔1〕降低骚扰电流的频率〔2〕减小回路之间的互感〔3〕减小被干扰回路的负载阻抗3.4减小电场耦合的举措(1)减小骚扰电压(2)降低骚扰电压的频率(3)减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联值(4)减小电路之间的耦合电容(5)采取屏蔽举措3.5减小辐射耦合的举措辐射耦合是指电磁骚扰在空间中以电磁波的形式传播,耦合至被干扰电路.空间辐射电磁波对电路的干扰:有的是通过接收天线感应进入接收电路,多数是通过线缆感应,然后沿导线进入接收电路,还有的是通过电路回路感应形成干扰.3.5.1用天线的概念分析辐射问题要解决辐射耦合问题,就需要正确识别和处理好无意间形成的与辐射发射和辐射接收有关的发射天线和接收天线.(1)用天线的概念看待设备中的导体,发现隐蔽的天线(2)尽量消除具有天线性能的结构(3)不能消除天线时,限制天线的辐射,即:I减小环天线的面积II减小两个导体之间的射频电压3.5.2如何减小辐射(1)为减小辐射,应当防止形成有效的天线结构,或将天线的两局部短接起来(2)对于回路天线,应当减小回路的面积,或使其局部回路的作用相互抵消(3)对于缝隙天线,应当减小缝隙的最大尺寸(一般要小于人/20),或采用波导结构以减少低于其截止频率的辐射保证电磁兼容性的方法4.1电磁兼容工程在产品设计开发的不同阶段,可采取的技术手段及付出的代价是不同的.设计初期,EMC设计本钱很少,可采取的举措很多;越到后期,可采取的手段越少,付出的代价也越高.为此,应当在新产品设计阶段就首先进行电磁兼容设计.设计阶段调试阶段 生产阶段时间4.2 电磁兼容设计考前须知〔1〕跟据使用环境获取对系统的电磁兼容性要求 〔2〕在方案论证初期就提出产品的电磁兼容性指标〔3〕把电磁兼容性设计融入产品的功能设计中,而不是采取事后的补救举措 〔4〕通过试验、测量确认系统已到达电磁兼容性要求 〔5〕对产品进行跟踪调查,保证其寿命期内的电磁兼容问题4.3 电磁兼容设计内容〔r 伊准、标准系统分析,产品要求EMI 分析 <[分析.仿真电磁暖扰源骚扰耦合通道 敏感电路电气、电子系统< EMC 设计合理布局屏蔽1ale 限制,滤波接地IEMC 测量■,测试{代价可用技术4.4电磁兼容设计思路4.4.1从电磁干扰的三要素入手〔1〕充分了解电子设备可能存在的电磁骚扰源及其性质,消除或降低电磁骚扰源的参数.〔2〕充分分析电磁骚扰可能的传播途径,切断或削弱与电磁骚扰的耦合通路.〔3〕分析和熟悉易于接收电磁骚扰的电磁敏感电路或单元,提升其承受电磁骚扰的水平.4.4.2技术举措归纳〔1〕设备或系统本身应尽可能选用相互干扰最小的部件、电路和设备,并予以合理的布局.〔2〕通过采用屏蔽、滤波、接地、合理布线等技术,将干扰予以隔离和抑制.。

电磁兼容基本知识一、术语定义

电磁兼容基本知识一、术语定义

电磁兼容基本知识一、术语定义1. 额定电压EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压(中国:250V, 50Hz,欧洲:230V,50Hz;美国:115V, 60Hz)2.额定电流在额定电压和指定温度条件下(常为环境温度40℃),EMI滤波器所允许的最大连续工作电流(Imax)。

在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数,可用如下公式得出:3.试验电压在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。

试验电压分为两种,一种是加载在电源(或负载)端子之间,称为线-线试验电压;另一种是加载在电源(或负载)任一端与接地端(或滤波器金属外壳)之间,称为线-地试验电压。

4.泄漏电流EMI滤波器加载额定电压后,断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下,测得接地端到电源(或负载)任一端间的电流,该值直接与接地电容的容量有关,可由如下公式得出:I LC=2×π× F×C×V其中,F为工作频率,C为接地电容的容量,V为线-地电压5.插入损耗是衡量滤波器效果的指标。

指的是在一定条件下,EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。

它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。

在50Ω系统内测试时,可用下式来表示:IL=20Lg(E0/E1)其中,IL-插入损耗(单位:dB);EO-负载直接接到信号源上的电压;E1-插入滤波器后负载上的电压6.气候等级指EMI滤波器的工作环境等级,按IEC规定应按以下方式标注:XX/XXX/XX前2位数字代表滤波器的最低工作温度中间数字代表滤波器的最高工作温度后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数7. 绝缘电阻绝缘电阻是指滤波器相线,中线对地之间的阻值。

通常用专用绝缘电阻表测试。

8. 电磁干扰(EMI)电磁干扰经常与无线电频率干扰(RFI)交替使用。

从技术上来说,EMI指的是能量形式(电磁),然而RFI指的是噪声频率的范围。

电磁兼容(EMC)基础知识

电磁兼容(EMC)基础知识

电磁兼容(EMC)基础知识本文思维导图:01EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容)是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中,不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏,也不会在周边环境中产生过量的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。

EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰):自身产生的电磁干扰不能超过一定的限值。

EMS(Electro Magnetic Susceptibility,电磁抗扰度):自身承受的电磁干扰在一定的范围内。

电磁环境:同种类的产品,不同的环境就有着不同的标准。

需要说明的是,以上都基于一个前提:一定环境里,设备或系统都在正常运行下。

02电磁干扰的产生原因:电压/电流的变化中不必要的部分。

电磁干扰的耦合途径有两种:导线传导和空间辐射。

导线传导干扰原因是电流总是走“最小阻抗”路径。

以屏蔽线为例,低频(f<1kHz)时,导线的电阻起到主要作用,大部分电流从导线的铜线中流过;高频(f>10kHz)时,环路屏蔽层的感抗小于导线的阻抗,因此信号电流从屏蔽层上流过。

干扰电流在导线上传输有两种方式:共模和差模。

一般有用的信号为差模信号,因此共模电流只有转变为差模电流才能对有用信号产生干扰。

阻抗平衡防止共模电流向差模转变,可以通过多点接地用来降低地线公共阻抗,减小共地线阻抗干扰。

空间辐射干扰分近场和远场。

近场又称为感应场,与场源的性质密切相关。

当场源为高电压小电流时,主要表现为电场;当场源为低电压大电流时,主要表现为磁场。

无论是电场还是磁场,当距离大于λ/2π时都变成了远场。

远场又称为辐射场。

远场属于平面波,容易分析和测量,而近场存在电场和磁场的相互转换问题,比较复杂。

这里面有问题的是如果导线变成天线,有时候就分不清是传导干扰还是辐射干扰?低频带下特别是30 MHz以下的主要是传导干扰。

或者可以估算当设备和导线的长度比波长短时,主要问题是传导干扰,当它们的尺寸比波长长时,主要问题是辐射干扰。

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电磁兼容基本知识一、术语定义1. 额定电压EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压(中国:250V, 50Hz,欧洲:230V,50Hz;美国:115V, 60Hz)2.额定电流在额定电压和指定温度条件下(常为环境温度40℃),EMI滤波器所允许的最大连续工作电流(Imax)。

在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数,可用如下公式得出:3.试验电压在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。

试验电压分为两种,一种是加载在电源(或负载)端子之间,称为线-线试验电压;另一种是加载在电源(或负载)任一端与接地端(或滤波器金属外壳)之间,称为线-地试验电压。

4.泄漏电流EMI滤波器加载额定电压后,断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下,测得接地端到电源(或负载)任一端间的电流,该值直接与接地电容的容量有关,可由如下公式得出:I LC=2×π× F×C×V其中,F为工作频率,C为接地电容的容量,V为线-地电压5.插入损耗是衡量滤波器效果的指标。

指的是在一定条件下,EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。

它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。

在50Ω系统内测试时,可用下式来表示:IL=20Lg(E0/E1)其中,IL-插入损耗(单位:dB);EO-负载直接接到信号源上的电压;E1-插入滤波器后负载上的电压6.气候等级指EMI滤波器的工作环境等级,按IEC规定应按以下方式标注:XX/XXX/XX前2位数字代表滤波器的最低工作温度中间数字代表滤波器的最高工作温度后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数7. 绝缘电阻绝缘电阻是指滤波器相线,中线对地之间的阻值。

通常用专用绝缘电阻表测试。

8. 电磁干扰(EMI)电磁干扰经常与无线电频率干扰(RFI)交替使用。

从技术上来说,EMI指的是能量形式(电磁),然而RFI指的是噪声频率的范围。

滤波器用以消除EMI和RFI中的多余电磁能。

9. 频率范围电磁能量的频率带宽常用赫兹(Hz,每秒循环次数),千赫(KHz, 每秒循环千次数)表示。

电源滤波器的典型频率范围在150kHz to 30MHz(超过30MHz,即为辐射)10.阻抗失配为了达到更好的滤波效果,要使滤波器与它的源阻抗和负载阻抗失配。

如图所示。

11.工作频率电源滤波器的工作频率标称值为50/60Hz(中国、欧洲等为50Hz;北美为60Hz)。

然而,电源滤波器在直流或400Hz的情况下工作,并不会损害其效力。

二、滤波器的作用1.什么是射频干扰(RFI)?RFI是指产生在无线电通讯时,所用频率范围内的一种多余的电磁能。

传导现象的频率范围介于10kHz到30MHz间;辐射现象的频率范围介于30MHz到1GHz间。

2.为何要关注RFI?之所以必须考虑RFI,基于两点原因:(1)他们的产品必须在其工作环境下正常运行,然而该工作环境常常伴随有严重的RFI。

(2)他们的产品不能辐射RFI,以确保不干扰对健康及安全都至关重要的射频(RF)通讯。

法律已对可靠的RF通讯做出了规定,以确保电子设备的RFI控制。

3. 什么是RFI的传播模式?RFI是通过辐射(电磁波在自由空间里)进行传播的,并经信号线及AC电源系统进行传导。

辐射—将RFI从电子设备辐射出去的一种最主要的媒介是AC电源线。

由于AC电源线的长度达到了数字设备中及开关电源的频率对应波长的1/4,这正好构成了一支有效的天线。

传导—RFI 在AC电源系统上是以两种模式进行传导的。

共膜(不对称)RFI是在线-地(L-G)及中性线-地(N-G)两种路径中出现,而差模(对称)RFI则以电压形式出现在线-中性线(L-N)上。

4. 什么是电源线干扰滤波器?随着当今世界的迅速发展,越来越多的高功率电能产生了,与此同时越来越多的低功率电能被用于数据的传输与处理,以致于产生了更多的影响,甚至破坏电子设备的噪声干扰。

电源线干扰滤波器是一种主要的滤波手段,用以控制从电子设备进入(潜在的设备误动作)和出来(对其他系统或RF通讯潜在的干扰)的RFI。

通过控制RFI导入电源插头,电源线滤波器还大大抑制了RFI的辐射。

电源线滤波器是一种以双低通道滤波结构排列的、多通道网络无源元件。

一种网络用于共模衰减,另一种用于差模衰减。

网络在滤波器的“止频带”(通常在10kHz以上)内提供RF能量衰减,而对通过的电流(50-60Hz)基本上不进行衰减。

5. 电源线干扰滤波器是如何进行工作的?作为无源、双边的网络,电源线干扰滤波器具有复合的转换特性,这种特性极大地取决于源及负载阻抗。

转换特性的量值说明了滤波器的衰减性能。

然而,在电源线环境中,源和负载阻抗是不确定的。

因此工业上已有了验证滤波器一致性的标准做法:用50欧姆的阻性源及负载端测量衰减程度。

该测量值定义为滤波器的插入损耗(I.L)I..L. = 10 log * (P(l)(Ref)/P(l))这里P(l)(Ref)是从源转化到负载的功率(不带滤波器);P(l)是在源与负载间插入一个滤波器后的转换功率。

插入损耗还可用如下电压或电流比的形式表示:I.L. = 20 log *(V(l)(Ref)/V(l)) I.L. = 20 log *(I(l)(Ref)/I(l))这里V(l)(Ref)及I(l)(Ref)是无滤波器时的测得值,V(l)及I(l)是带滤波器时的测得值。

值得引起重视的插入损耗并不代表在电源线环境中,由滤波器提供的RFI衰减性能。

在电源线环境中,源及负载阻抗的相对量值必须进行估计,并选择适当的滤波结构,使在每个终端出现最大可能的阻抗不匹配。

滤波器取决于终端阻抗的这种性能,是“不匹配网络”概念的基础。

6. 如何进行传导试验?传导试验需要一个安静的RF环境--一个屏蔽罩壳-一个线阻抗稳定网络,和一个RF电压仪器(如调频接收器或频谱分析仪)。

试验的RF环境应至少低于所需规范限制的20dB,以便得出精确试验结果。

需要线阻抗稳定网络(LISN)来为电源线输入建立一个所要的源阻抗,由于该阻抗直接影响到测得的辐射等级,因此是试验程序的一个非常重要的部分。

此外,测量接收器正确的宽带也是试验的一个关键参数。

三、滤波器参数和测试方法1. 什么是电源滤波器的重要规格参数?对供方或客户来讲,为了保证合格元件的使用不受干扰,采用同样的技术来验证电气参数是相当重要的。

必须清楚理解的三种参数是:高压测试、泄漏电流和插入损耗。

2. 如何测量插入损耗?最常见的设置是使电源和阻性负载阻抗均为50Ω。

插入损耗的测量最重要的一点是一致性,具体测试方法如下:使用频谱分析仪,或调频接收器或跟踪发生器,在不带滤波器时建立一个零dB参考点。

然后插入滤波器,记录在所需频率范围内提供的衰减。

对于电源线滤波器,我们感兴趣的是两种不同模式的衰减:共模(CM)干扰信号--相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间的信号。

即图5中的U1和U2。

差模(DM)干扰信号--相线(L)与中线(N)间的信号。

即图5中的U3。

由于电源滤波器既能抑制共模EMI信号,又能抑制差模EMI信号,所以插入损耗也应有共模插入损耗和差模插入损耗。

在测量共模插入损耗时,将滤波器电源端的L和N并在一起,信号源接在电源端和接地端之间。

同时滤波器负载端的L和N也并在一起,接收机接在电源端和接地端之间,如图6所示。

在测量差摸插入损耗时,要分别在信号源和接收机端接入不平衡-平衡变换器和平衡-不平衡变换器,如图7所示。

本手册给出的共模和差模插入损耗是按上述规定测得的。

还有其他插入损耗的测量方法,请参见相关资料。

需要说明的是,本手册提供的EMI滤波器的插入损耗与实际使用的滤波器的对干扰信号的衰减不会等同,有时还会相差甚远。

这是因为本手册给出的插入损耗是在50Ω系统内测得的,而实际应用时EMI滤波器端接的阻抗不是50Ω,这是产生差别的根本原因。

3. 插入损耗有何作用?标准插入损耗数据不能精确地得出滤波器在设备中的性能,但是可以作为进料检验时验证产品吻合性的重要手段。

判断标准为:以标准方式所测得的插入损耗必须满足或超过样本上的数据。

也就是说,“典型”插入损耗数据是无意义的。

您所测得的数据应为最小值。

样本上的大多数插入损耗数据是其能保证的最小值,可以测试此值,以说明元件的符合性。

4. 什么是高压测试高压测试针对的是滤波器的电容组件及绝缘部分,它通过施加一个比正常运行电压高许多的电压来测试。

高压测试的目的在于确保该滤波器的安全及可靠性。

所有主要的安全机构都需要对电源线滤波器进行高压测试,另外还要求每个产品在生产时要进行高压测试,以验证线对地元件及绝缘体的整体性。

每个滤波器都经过两次高压测试:一次是在组装过程中,一次是在装成成品后。

将高压测试作为一种进料检验程序,需要全面地了解其使用及限制。

高压测试时电压施加于每根线(对VDE,两根线绑到一起)到地和线到线、线到地电压通常要高些。

试验电压可以为AC或DC,DC电压至少是AC电压的1.414倍。

对进料检验试验,我们建议使用每种滤波器说明页上的“试验电压”一栏所规定的值。

根据国际安全标准的规定,试验电压的测试步骤为:1) EMI滤波器的负载端不接负载2)施加到滤波器规定端子之间的试验电压应按一定的速率,逐步升高并达到规定幅值;3)在规定时间内保持该电压不变。

在此过程中,滤波器不应该被击穿。

需要提请用户注意的是:1)这些电压可能是致命的,请采用最安全的措施来保护试验作业者。

2)不能在滤波器上重复多次施加试验电压,否则要损坏滤波器。

本公司生产的EMI 滤波器在出厂时已全部进行了2次试验电压的加载测试,故根据中华人民共和国通信业标准YD/T777-1999中的第5.5款的规定,若用户验收滤波器要再次施加试验电压,应将电压幅值降低25%进行测试;3)试验电压必须按一定的速率逐步升高,最终达到规定幅值。

不能用直接加试电压的方法来进行测试,即在很短的时间内把试验电压从零增加到规定幅值,会损坏滤波器。

4) EMI滤波器在质量鉴定时,施加的试验电压时间为1分钟,而在生产检测时,施加的试验电压为2-5秒钟。

5)对线到线高压测试:大多数滤波器具有一个泄漏电阻(典型值为100KΩ到10MΩ)来对线到线电容放电。

要保证高压测试仪跳闸点的设置高于泄漏电阻上流过的电流:10mA通常是一个安全值。

6)三相EMI滤波器的试验电压的试验方法同单相EMI滤波器。

5. 什么是泄漏电流泄漏电流是电源线滤波器的一个重要参数。

它虽不是产品品质的一个函数,但却是线对地电容值的一个直接函数。

电容值越大,对共模电流的阻抗越小,共模干扰抑制越大。

因此,泄漏电流是滤波器性能的一种指标,越高越好。

安全机构要指定最大允许泄漏电流是为了限制预期的接地返回电流值。

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