电磁干扰及常用的抑制技术
开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结

摘要:开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大,因此,各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。
对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述,着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法,并对其原理、应用做了简单介绍。
1 引言随着电子设备的大量应用,电源在这些设备中的地位越来越重要,而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点,在电源中占的比重越来越大。
开关电源大多工作在高频情况下,在开关器件的开关过程中,寄生元件(如寄生电容、寄生电感等)中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰( ElectromagneticInterference , EMI )。
EMI 信号占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经过在电路、空间中的传导和辐射,污染了周围的电磁环境,影响了与其它电子设备的电磁兼容( ElectromagneticCompatibility )性。
随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高,对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。
本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍,重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。
2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。
通常传导干扰比较好分析,可以将电路理论和数学知识结合起来,对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究;但对辐射干扰而言,由于电路中存在不同干扰源的综合作用,又涉及到电磁场理论,分析起来比较困难。
下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。
2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模( CommonMode CM )干扰和差模( DifferentialMode DM )干扰。
由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断,使得开关电源在其输入端(即交流电网侧)产生较大的共模干扰和差模干扰。
2.1.1 共模( CM )干扰变换器工作在高频情况时,由于 dv/dt 很高,激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容,从而产生了共模干扰。
抑制开关电源电磁干扰的措施

抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源,结合它们的耦合途径,可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰,把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法,在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害,也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元,在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中,跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 (亦称X 电容)用于滤除差模干扰信号,一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器,电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 (亦称Y 电容)则用来短路共模噪声电流,取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H,共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成,通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时,串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反,它们在磁芯中相互抵消。
因此,即使在大负载电流的情况下,磁芯也不会饱和。
而对于共模干扰电流,两个线圈产生的磁场是同方向的,会呈现较大电感,从而起到衰减共模干扰信号的作用。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化,因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率( du/ dt 和di/ dt )。
采取吸收电路能够抑制EMI,其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路,吸收积蓄在寄生分布参数中的能量,从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2( a)所示的RC 吸收电路,开关管或二极管在开通和关断过程中,管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压,可以通过缓冲的方法予以克服。
抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件

数控车床如何抗干扰数控车床作为cnc机床自然也会像其他的电子仪器仪表一样受到众多的干扰,所以面对有可能发生的干扰我们必须有应对的措施,抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等。
①屏蔽技术:屏蔽是目前采用最多也是最有效的一种方式。
屏蔽技术切断辐射电磁噪声的传输途径通,常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的场相互隔离,切断电磁辐射信号,以保护被屏蔽体免受干扰,屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁屏蔽。
在实际工程应用时,对于电场干扰时,系统中的强电设备金属外壳(伺服驱动器、变频器、驱动器、开关电源、电机等)可靠接地实现主动屏蔽;敏感设备如智能纠错装置等外壳应可靠接地,实现被动屏蔽;强电设备与敏感设备之间距离尽可能远;高电压大电流动力线与信号线应分开走线,选用带屏蔽层的电缆,对于磁场干扰,选用高导磁率的材料,如玻莫合金等,并适当增加屏蔽体的壁厚;用双绞线和屏蔽线,让信号线与接地线或载流回线扭绞在一起,以便使信号与接地或载流回线之间的距离最近;增大线间的距离,使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小;敏感设备应远离干扰源强电设备变压器等。
②隔离技术:隔离就是用隔离元器件将干扰源隔离,以防干扰窜入设备,保证电火花机床的正常运行。
常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。
(1)光电隔离:光电隔离能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰。
在智能纠错系统的输入和输出端,用光耦作接口,对信号及噪声进行隔离;在电机驱动控制电路中,用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。
(2)变压器隔离是一种用得相当广泛的电源线抗干扰元件,它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离,从而解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰,同时隔离变压器对于抗共模干扰也有一定作用。
隔离变压器对瞬变脉冲串和雷击浪涌干扰能起到很好的抑制作用,对于交流信号的传输,一般使用变压器隔离干扰信号的办法。
电磁兼容解决方案

电磁兼容解决方案电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指各种电子设备在相互连接和共存的情况下,能够在无干扰和无辐射的条件下正常工作的能力。
在现代社会中,电子设备的广泛应用使得电磁兼容问题日益突出。
为了解决这一问题,人们提出了各种电磁兼容解决方案。
本文将从五个方面详细介绍这些解决方案。
一、电磁屏蔽技术1.1 金属屏蔽:利用金属材料对电磁波进行屏蔽,如使用金属外壳、金属屏蔽罩等。
1.2 电磁屏蔽涂料:在电子设备表面涂覆电磁屏蔽涂料,以提高设备的屏蔽性能。
1.3 电磁隔离设计:通过合理的电路布局和屏蔽结构设计,减少电磁辐射和电磁感应。
二、电磁干扰抑制技术2.1 滤波器设计:在电子设备的电源线路、信号线路等关键位置添加滤波器,以阻止电磁干扰信号的传播。
2.2 接地设计:合理的接地设计能够有效地抑制电磁干扰,如采用单点接地、分层接地等方法。
2.3 电磁屏蔽设计:在电子设备内部采用屏蔽隔离措施,减少电磁干扰的传播。
三、电磁辐射控制技术3.1 电磁辐射测试:通过对电子设备进行电磁辐射测试,了解辐射源和辐射路径,从而采取相应的控制措施。
3.2 电磁辐射限制:根据不同的电子设备,制定相应的辐射限制标准,确保设备的辐射水平在合理范围内。
3.3 电磁辐射抑制:采用电磁屏蔽、滤波器等措施,减少电磁辐射的产生和传播。
四、电磁感应抑制技术4.1 电磁感应测试:通过对电子设备进行电磁感应测试,了解感应源和感应路径,从而采取相应的控制措施。
4.2 电磁感应限制:根据不同的电子设备,制定相应的感应限制标准,确保设备的感应水平在合理范围内。
4.3 电磁感应抑制:采用电磁屏蔽、隔离设计等措施,减少电磁感应的产生和传播。
五、电磁兼容测试技术5.1 电磁兼容测试方法:制定合理的测试方法,对电子设备进行电磁兼容测试,评估设备的兼容性能。
5.2 电磁兼容测试标准:根据不同的应用领域和设备类型,制定相应的兼容性测试标准,确保设备的兼容性能达到要求。
电力电子系统的电磁干扰及抑制方法

电力电子系统的电磁干扰及抑制方法电力电子系统的应用范围越来越广泛,不仅在工业领域,还涉及到家庭电器等各个领域。
然而,电力电子系统在工作过程中会产生电磁干扰,给周围的电子设备、通信设备、无线电设备等带来不利影响。
为了解决这个问题,本文将介绍电力电子系统的电磁干扰及抑制方法。
一、电力电子系统的电磁干扰特点电力电子系统的电磁干扰主要包括辐射干扰和传导干扰。
辐射干扰是指电力电子系统发出的电磁波辐射干扰到周围设备,主要通过空气传播。
传导干扰是指电力电子系统的干扰通过导线传导到其他设备,如电力线、信号线等。
电力电子系统的电磁干扰频谱广,范围从几十千赫兹到几十兆赫兹,甚至更高。
干扰信号的能量较大,会影响到正常工作的电子设备的性能,甚至引发设备故障。
二、电力电子系统的电磁干扰源电力电子系统的电磁干扰主要来自以下几个方面:1. 开关器件的开关过程产生的高频噪声干扰。
2. 电力电子系统中的电源电路和滤波电路中的电流和电压突变。
3. 电力电子系统中的线圈和变压器产生的漏磁场和互感。
4. 电力电子系统中的电源变换器引起的谐波干扰。
以上干扰源产生的电磁干扰通过辐射和传导的方式传输到周围的设备中,造成电磁兼容性问题。
三、电力电子系统的电磁干扰抑制方法为了减少电力电子系统的电磁干扰,采取以下几种抑制方法:1. 运用滤波器:通过在电力电子系统中加入滤波器,可以减少电流和电压突变引起的干扰。
滤波器可以选择合适的频率范围进行设计,使其能够有效地过滤掉干扰信号。
2. 优化开关器件设计:改善开关器件的开关过程,减小开关过程中的电压和电流突变,从而减少高频噪声的辐射。
3. 确保设备的接地和屏蔽:合理设计电力电子系统的接地系统,确保设备的接地连接良好。
另外,在设计过程中考虑使用金属屏蔽材料对电力电子系统进行屏蔽,减少辐射干扰。
4. 控制谐波产生:在电力电子系统中,通过合理设计电源变换器的参数,可以减少谐波干扰。
例如,在变频器的设计中,可以采用多级变换结构或者使用滤波器来减少谐波。
消除电磁干扰的三种方法

消除电磁干扰的三种方法
一、引入“降噪屏蔽电缆”
首先要明确的是,降噪屏蔽电缆是最有效的防止电磁干扰的方法,主要是利用外层的
金属屏蔽层来屏蔽敏感电气设备内部收发的电磁波。
它的屏蔽功能有两种,一是用金属箔、胶带或绝缘材料将设备与外界电磁环境隔绝开来;二是外部信号直接接入金属箔,使其不
能向设备内部渗透,对外部干扰具有极强的抑制作用。
二、利用信号分离技术
其次,电磁干扰也可以通过利用信号分离技术实现消除,主要原理是在受损的频带电
磁环境中,以及在潮湿的绝缘环境中,形成一种能抑制受损信号的电磁屏障,以保持信号
的稳定性。
信号分离技术可以合理布置电磁屏障,既可以获得较高的信号增益,又可以有
效抑制室内电磁干扰。
三、采用硬件或软件方法
硬件方面,可以采用射频滤波器,噪声材料等技术来减少电磁干扰。
其中,射频滤波
器可以有效降低无线射频电磁波的强度,从而减少噪声对设备的影响。
噪声材料可以用于
屏蔽噪声信号,其中噪声板和复合噪声材料是最常用的一种材料,用于有效滤除收发站内
部的电子系统和有线系统的高频电波。
软件方面,可以采用数字滤波器、模拟滤波器、低通滤波器等技术,相比硬件方法,
软件方法更加灵活、简单、节约成本,可以有效的抑制电磁干扰的影响。
而且软件还有一
个优点,即可以通过计算机程序检测出探测站和室内环境中有害电磁信号的出现,从而实
现自动抑制和维护设备的功能。
什么是电磁干扰如何避免它对电路的影响

什么是电磁干扰如何避免它对电路的影响电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)是指电磁波在工作环境中相互干扰,造成电路或设备正常运行的干扰现象。
它会导致电路信号的失真、传输错误以及设备的故障或性能下降。
为了避免电磁干扰对电路的影响,我们可以采取以下几种方法。
1. 屏蔽技术屏蔽技术是一种常用的抑制电磁干扰的方法。
通过在电路周围添加金属屏蔽罩或屏蔽壳,可以有效地阻隔外部电磁波的干扰。
同时,在电路布局设计中,应尽量减少敏感元件与干扰源之间的距离,避免信号受到干扰。
2. 地线设计良好的地线设计可以有效减少电磁干扰。
在电路设计中,应首先确保地线的连续性和稳定性,以提供最短的信号回路和最低的接地电阻。
同时,应避免地线回路与其他信号回路的交叉,减少互相干扰的可能性。
3. 滤波器滤波器是一种通过筛选电磁波频率,抑制不同频率干扰的装置。
可以根据不同的干扰频带,选择合适的滤波器进行安装。
滤波器可以将干扰信号滤除,使电路仅接收需要的信号。
4. 接地和屏蔽电缆使用符合标准的接地电缆和屏蔽电缆是减少电磁干扰的有效手段。
接地电缆能够将干扰信号引至地面,屏蔽电缆则能够在传输信号的同时阻挡外部干扰信号的进入。
5. 合理布局在电路设计中,合理布局是避免电磁干扰的关键。
应将敏感元件与干扰源、高功率元件相互隔离,避免它们之间互相干扰。
同时,尽量减少布线长度,缩短信号传输路径,可有效降低干扰的可能性。
6. 使用屏蔽材料在电路设计中使用屏蔽材料,如铁氧体、铜箔等,能够有效地吸收、反射或屏蔽外部电磁波,减少干扰的传输。
7. 电磁兼容测试在电路设计完成后,应进行电磁兼容测试。
通过测试和评估电路系统在电磁环境中的性能,可以发现潜在的干扰问题,并采取相应的措施加以解决。
同时,对电路中的关键元件和主要干扰源进行监测和分析,有助于提前预防和识别干扰问题。
综上所述,电磁干扰对电路的影响是不容忽视的。
通过合理设计布局、使用屏蔽技术和滤波器等措施,可以有效降低电磁干扰对电路的影响,保证电路的正常运行和稳定性。
防电磁干扰的重要措施

防电磁干扰的重要措施•一滤波技术防电磁干扰主要有三项措施,即屏蔽、滤波和接地。
往往单纯采纳屏蔽不能供应完整的电磁干扰防护,由于设施或系统上的电缆是最有效的干扰接收与放射天线。
很多设施单台做电磁兼容试验时都没有问题,但当两台设施连接起来以后,就不满意电磁兼容的要求了,这就是电缆起了接收和辐射天线的作用。
唯一的措施就是加滤波器,切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,与屏蔽共同构成完善的电磁干扰防护,无论是抑制干扰源、消退耦合或提高接收电路的抗力量。
都可以采纳滤波技术。
2线上干扰的类型线上的干扰电流依据其流淌路径可以分为两类: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淌的干扰电流,共模干扰电流是在火线、零线与大地(或其它参考物体)之间流淌的干扰电流,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滤波方法的前提。
共模干扰一般是由来自外界或电路其它部分的干扰电磁波在电缆与“地”的回路中感应产生的,有时由于电缆两端的接“地”电位不同,也会产生共模干扰。
它对电磁兼容的危害很大,一方面,共模干扰会使电缆线向外放射出剧烈的电磁辐射,干扰电路的其它部分或周边电子设施;另一方面,假如电路不平衡,在电缆中不同导线上的共模干扰电流的幅度、相位发生差异时,共模干扰则会转变成差模干扰,将严峻影响正常信号的质量,所以人们都在努力抑制共模干扰。
差模干扰主要是电路中其它部分产生的电磁干扰经过传导或耦合的途径进入信号线回路,如高次谐波、自激振荡、电网干扰等。
由于差模干扰电流与正常的信号电流同时、同方向在回路中流淌,所以它对信号的干扰是严峻的,必需设法抑制。
综上所述可知,为了达到电磁兼容的要求,对共模干扰和差模干扰都应设法抑制。
3滤波器的分类滤波器是由集中参数的电阻、电感和电容,或分布参数的电阻、电感和电容构成的一种网络。
这种网络允许一些频率通过,而对其它频率成份加以抑制。
依据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系,干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。
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电磁干扰及常用的抑制技术刘宇媛哈尔滨工程大学摘要:各种干扰是机电一体化系统和装置出现瞬时故障的主要原因。
电磁兼容性设计是目前电子设备及机电一体化系统设计时考虑的一个重要原则,它的核心是抑制电磁干扰。
电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。
常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。
关键词:电磁干扰干扰抑制屏蔽接地1.电磁干扰电磁干扰(electro magnetic interference,EMI)是指系统在工作过程中出现的一些与有用信号无关的、并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。
构成电磁干扰必须具备三个基本条件:①存在干扰源;②有相应的传输介质;③有敏感的接收元件。
只要除去其中一个条件,电磁干扰就可消除,这就是电磁抑制技术的基本出发点。
1.1 电磁干扰的分类常见的各种电磁干扰根据干扰的现象和信号特征不同有以下分类方法。
1、按其来源分类(1) 自然干扰。
自然干扰是指由于大自然现象所造成的各种电磁噪声。
(2) 人为干扰。
由于电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。
2、按干扰功能分类(1) 有意干扰。
有意干扰是指人为了达到某种目的而有意识制造的电磁干扰信号。
这是当前电子战的重要手段。
(2) 无意干扰。
无意干扰是指人在无意之中所造成的干扰,如工业用电、高频及微波设备等引起的干扰等。
3、按干扰出现的规律分类(1) 固定干扰。
多为邻近电气设备固定运行时发出的干扰。
(2) 半固定干扰。
偶尔使用的设备(如行车、电钻等)引起的干扰。
(3) 随机干扰。
无法预计的偶发性干扰。
4、按耦合方式分类 (1) 传导耦合干扰。
传导耦合是指电磁噪声的能量在电路中以电压或电流的形式,通过金属导线或其他元件(如电容器、电感器、变压器等)耦合到被干扰设备(电路)。
(2) 辐射耦合干扰。
电磁辐射耦合是指电磁噪声的能量以电磁场能量的形式,通过空间辐射传播,耦合到被干扰设备(或电路)。
1.2 电磁噪声耦合途径干扰源对电子设备的干扰是通过一定耦合形式进行的,无论是内部干扰或外部干扰,都是通过“路”(传输线路或电路)或“场”(静电场或交变电磁场)耦合到被干扰设备中的。
1、电磁噪声传导耦合(1)直接传导耦合。
电导性直接传导耦合最简单、最常见,但它也是最易被人们忽视的一种耦合方式。
在考虑电磁兼容性问题时,必须考虑导线不但有电阻足,而且有电感L,漏电阻R,以及杂散电容C。
在实际使用中尤其是频率比较高时,这些分布参数对信号的传输有着十分重要的影响。
如何考虑分布参数的影响与传输线的长度密切相关。
根据传输线的长度与传输信号频率的关系可把传输线分为长线和短线,对短信号线不必进行阻抗匹配,而对长信号线应在终端进行阻抗匹配。
(2)公共阻抗耦合。
当干扰源的输出回路与被干扰电路存在一个公共阻抗时,两者之间就会产生公共阻抗耦合。
干扰源的电磁噪声将会通过公共阻抗耦合到被干扰电路而产生干扰。
所谓“公共阻抗”通常不是人们故意接人的阻抗,而是由公共地线和公共电源线的引线电感所造成的阻抗和不同接地点问的电位差造成的寄生耦合。
公共阻抗耦合主要包括公共地阻抗耦合和公共电源阻抗耦合。
(3)共模电流和差模电流。
干扰电流在导线上传输时有两种方式:共模方式和差模方式。
一对导线上如流过差模电流则两条线上的电流大小相等、方向相反,一对导线上如流过共模电流则两条线上的电流方向相同,一般有用信号都是差模电流。
干扰在传输线上既可以差模方式出现,也可以共模方式出现。
2、电磁辐射耦合常把干扰源通过电场的耦合看成是电容性耦合(电场耦合),通过磁场的耦合看成电感性耦合,电场与磁场同时存在则为电磁场耦合。
(1)电容性耦合。
当干扰源产生的干扰波以电压形式出现时,干扰源与信号电路之间就存在电场(电容性耦合)。
这时,干扰电压经电容耦合到信号电路。
抑制电容性耦合可采取合理布置电路及电场屏蔽等措施。
(2)电感性耦合。
交流载体,如交流电动机、动力线、发电动机、变压器等,必将在载体周围空间产生工频磁场,干扰其周围的电路及电子装置。
当变送器、热电偶等小信号通过较长的信号线传送时,在信号传送途中经常会受到这种交变磁场的干扰。
(3)电磁场耦合。
远场时电场与磁场干扰之比等于常数,通称为电磁场耦合。
大功率的高频发生装置(如高频加热炉)、晶闸管变流装置、整流子电动机的电刷滑环、开关、继电器、接触器等节点开断时产生的电弧,电焊机的弧光,电车集电环产生的火花,以及航空雷达信号等,都将产生强烈的电磁波,并以空间辐射的形式干扰电子设备。
电子设备中长的信号输入/输出线和控制线等也具有天线效应,即能够辐射干扰波和接收干扰波。
离干扰源较远的地区干扰主要是由辐射电磁场造成的。
3、串扰当信号平行且距离很近时,由于线间互感和互容的存在,在相邻两信号之间产生的干扰,称为串扰。
当两根信号线紧靠在一起或当信号线与地距离很近时串扰严重。
若将发送线和接收线改用两对双绞线,其中一根在始端和终端接地。
对于一般TTL电路就比较安全了。
4、浪涌浪涌顾名思义就是瞬间出现超出稳定值的峰值,它包括浪涌电压和浪涌电流。
浪涌电压是指的超出正常工作电压的瞬间过电压。
本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。
可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。
浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。
它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等。
2.常用的干扰抑制技术电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。
常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。
2.1 屏蔽技术屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播及切断辐射电磁噪声的传输途径。
通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。
如果目的是防止噪声源向外辐射场的干扰,则应该屏蔽噪声源,这种方法称主动屏蔽EMI知识-------电磁干扰的屏蔽方法电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其它设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。
”对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部份实现EMC性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。
例如在笔记本计算机和测试设备之间、打印机和台式计算机之间以及行动电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。
EMC问题来源所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。
EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。
信号辐射是藉由外壳的缝、槽、开孔或其它缺口泄漏出去;而信号传导则藉由耦合到电源、信号和控制在线离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。
很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;藉由屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。
EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。
对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。
如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。
无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。
金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为SEdB=A+R+B其中 A:吸收损耗(dB) R:反射损耗(dB) B:校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一,即SE等于20dB;而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一,即SE要等于100dB。
吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗计算式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中 f:频率(MHz) μ:铜的导磁率σ:铜的导电率 t:屏蔽罩厚度反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。
对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,然后随着与波源距离的增加而下降,但平面波阻则无变化(恒为377)。
相反,如果波源是一个小型线圈,则此时将以磁场为主,离波源越近波阻越低。
波阻随着与波源距离的增加而增加,但当距离超过波长的六分之一时,波阻不再变化,恒定在377处。
反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化,因此它不仅取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。
这种情况适用于小型带屏蔽的设备。
近场反射损耗可按下式计算R(电)dB=321.8-(20×lg r)-(30×lg f)-[10×lg(μ/σ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]其中 r:波源与屏蔽之间的距离。
SE算式最后一项是校正因子B,其计算公式为B=20lg[-exp(-2t/σ)]此式仅适用于近磁场环境并且吸收损耗小于10dB的情况。
由于屏蔽物吸收效率不高,其内部的再反射会使穿过屏蔽层另一面的能量增加,所以校正因子是个负数,表示屏蔽效率的下降情况。
EMI抑制策略只有如金属和铁之类导磁率高的材料才能在极低频率下达到较高屏蔽效率。
这些材料的导磁率会随着频率增加而降低,另外如果初始磁场较强也会使导磁率降低,还有就是采用机械方法将屏蔽罩作成规定形状同样会降低导磁率。
综上所述,选择用于屏蔽的高导磁性材料非常复杂,通常要向EMI屏蔽材料供货商以及有关咨询机构寻求解决。