电子产品中电磁干扰的解决方法
电子产品的电磁干扰问题

电子产品的电磁干扰问题在现代社会中,电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
我们几乎每天都要接触电视、手机、电脑等电子设备。
然而,电子产品也带来了一个难题——电磁干扰。
本文将探讨电子产品的电磁干扰问题以及如何有效解决这一问题。
一、电磁干扰的影响1.1 电子产品对其他设备的干扰电子产品发出的电磁辐射会对其他设备产生干扰,导致这些设备的正常运行受到影响。
比如,在医院的手术室中,电子设备发出的信号可能导致医疗设备出现错误的数据显示或工作故障,从而对医生的操作造成潜在危险。
1.2 电子产品对人体的影响电子产品发出的电磁辐射同样对人体健康构成一定威胁。
长期接触高强度的电磁辐射可能对人体的神经系统和内分泌系统产生不良影响,甚至引发严重的健康问题。
因此,人们需要认识到电磁辐射对身体的危害,并采取科学的预防措施。
二、解决电磁干扰问题的方法2.1 电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术是解决电磁干扰问题的一种有效方法。
通过在电子设备周围设置屏蔽层,可以阻挡或吸收大部分电磁辐射,减少对周围设备及人体的影响。
常见的屏蔽材料包括铜箔、铁氧体材料等。
在设计电子产品时,合理应用电磁屏蔽技术可以有效降低电磁干扰的程度,提升产品的抗干扰能力。
2.2 避免电子设备的接近另一种解决电磁干扰问题的方式是简单而实用的方法。
通过保持一定的距离,尽量避免电子设备之间的靠近,可以减少电磁干扰的发生。
特别是对于涉及到对精确数据要求较高的设备,如医疗设备或科学研究仪器,保持安全距离至关重要。
2.3 定期维护和检修电子设备的定期维护和检修也是解决电磁干扰问题的重要措施。
定期检查设备的电磁辐射水平,保证设备正常工作并符合相关的国家和行业标准。
同时,及时发现和处理电子设备中的故障,也可以减少电磁干扰的产生。
三、个人防护措施3.1 减少使用电子设备的时间为了保护自己免受电子产品的电磁辐射的影响,人们可以适当减少使用电子设备的时间。
例如,在睡觉前一小时停止使用手机或电脑,让身体得到一段无辐射的休息时间。
增加电路抗干扰能力的方法

增加电路抗干扰能力的方法随着电子产品的普及,电磁干扰已经成为了工业、交通、通讯、军事等领域所面临的普遍问题。
尤其是在高铁、地铁等复杂多变的环境中,电磁干扰更加严重。
为了有效地解决电磁干扰所带来的影响,提高电路的抗干扰能力已成为了重要议题。
以下是增加电路抗干扰能力的方法:1. 滤波器滤波器用于去除电源中的高频和低频噪声和其它干扰信号。
对于单相交流电源,使用LC滤波器来抑制高频噪声,LRC滤波器来抑制低频噪声,并采用带状滤波器来抑制EMI干扰,在输入和输出端使用衰减滤波器来抑制EMI干扰。
2.电磁屏蔽技术电磁屏蔽是指使用内部或外部的物理结构,将电路环境与电路之间隔离开来,避免电磁信号的互相干扰。
内部屏蔽有金属薄膜、金属盒、金属箔等物理结构,外部屏蔽有遮蔽罩、低噪声电缆等。
3. 接地技术正确的接地技术可以有效地降低电路的共模噪声和防止干扰信号的入侵。
最佳的接地点是电源和电路地之间的共和点,使用接地环或导体保护来降低接口电阻,将高频信号放入地时,必须注意抗地衰减特性,确保抗干扰能力。
4.电路设计在电路设计阶段,需要对指令编码进行设计,必须注意不同信号在电路中的相对位置。
使用地端,噪声过滤器和其它技术方案,能够有效地处理高频滤波,减少EMI干扰。
5.使用低噪声源在电路设计时,应该使用低噪声源,例如低噪声电缆、低噪声电源等等。
这些器件是设计低噪声和抵御干扰所必不可少的器件。
总之,增加电路抗干扰的能力是一项艰难的任务,需要综合考虑电路的特性、制造工艺、环境因素等方面,通过在滤波、屏蔽、接地、电路设计等方向上的优化来实现。
在实际情况下,电路抗干扰能力的提高还需要与测试和验证相结合,使其在实际性能中得到改进。
如何解决液晶电视的电磁干扰问题

珠 、 尖 峰 磁 姆 比较合适 。S R M D A 电源的滤波 与M U C 的 珠 、 高 频 磁 电源滤 波相 同。如果设计 的时候遇 到空
珠 、 大 电 流 间 限制 或 者 需 要 比较 好 的滤 波 效 果 时 ,
图2 :由 电容 和磁 珠 构 成 的L 波 电路 。 C滤
但 屏 蔽 材 料 以及 屏 蔽接 地 对 屏 蔽效 果有 很 大 的影响 , 这 也 是 在 设 计 时 必 须 要 考 虑 的 问 题 , 而 且 屏 蔽 的 成 本 也
不 低 。 另 外 一
EI M 问题变得 越来越 复杂 ,液 晶 电视 的 设计 师必 须要注 意E C 计 。现 在各 个 M设 国家 都有 自己相应 的E C M 标准 , 比如 中 国 的3 、美 国F C 日本 V C 等 , 电子 c C, CI 制造商的 电子产品要在这些 国家进行销 售 ,通过 EC M 认证 拿到 相应 的证书 是一 图1 示的噪声频谱是用E I 表 M 测试 仪测得 个硬指标 。否则 一旦抽检发现不合格 ,
择滤波 器之 前 ,最 好对每 种E I M 滤波 器
能有 一 个 深 入 的认 识 。
声频谱是不一样的。
通 过 上 述 解 释 ,我 们 可 以很 清 楚地
针对LD C 液晶电视 中容易出现E I M 问 传 输 路 径 和 敏 感 设 备 ,缺 一 不 可 。那 液 知 道L D 晶 电视 中主 要 的噪声源 、噪 题 的部 分 ,这 里 给 出一 些解 决 思 路 供大 C液
持,需要更快 的数据传输速度 ;多功 能 声 源 产 生 噪 声 的特 点 是 不 一样 的 。 化意 味M U C 的处 理速 度会越 来越 快 ,现 在工作频率大概是20 ~3o ,以后 0Ⅲz 0Ⅲz 工作频率随着 功能增多也会越来越高 ;
几种解决电磁干扰对策

电在道体流动时会有能量逸出到空中,就是所谓的电磁波。
这些复杂的电磁波如果其能量够大就会造成电磁干扰(EMI)进而影响产品的功能及环境污染和人体健康。
有医学文献指出不论电磁波的来源是来自电器设备、高压电线或家电用品,只要环境中电磁波的背景值大于2毫高斯,就会增加血癌的发生率。
美国科学杂志曾报道出,有证据显示电磁波超过60MHZ时,对人体细胞的结构会造成伤害,尤其是移动电话会对人脑产生的影响包括失忆,行为能力降低等。
对为减少电磁波的危害,电波吸收材料越来越多的应用于各类电子产品。
如手机、电脑、微波炉、信号基站等。
何谓电磁吸收材料呢?电波吸收材它是将入射电波加以切割,使其能量转弱,因而降低电波对外辐射的能力。
它可以贴在任何电子元件表面不会改变电路的特性。
它可以直接遮断或减弱EMI讯号源的辐射。
它可以随机构的需要来裁切基形状。
电磁辐射污染是全球关注的一大难点问题,接触具有电磁污染的环境又是不可避免。
国际欧盟CE、北美的FCC等很早就对电磁相容、安规认证提出了明确的要求,很多公司产品设计,却忽视了考虑EMI及安规问题,导致产品推向市场速度大大降低。
吸波产品能为电子厂家提供更便捷的EMI解决方案。
以下就常用EMI对策加以比较吸波材料的主要应用范围如下:· GSM,CDMA,WCDMA,PHS……· Handy phone,Smart phone,PDA Phone,Video phone……· Digital Camera,Camera phone,MP-5……· Notebook,PC,LNB,Set top bos ……· WLAN、RF Modules· Shielding Box,DVD,VCD,VOIP……· OA 事务机器、监视器、读卡机·网路电话、网路摄影机、无线充电等.……以下为不同频率段的吸波材料的选择。
电源设计中的EMC问题与解决方法

电源设计中的EMC问题与解决方法在电源设计过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是一个需要被高度关注的重要方面。
EMC问题的存在可能导致电子设备之间的相互干扰,从而影响系统的正常工作。
因此,深入了解电源设计中的EMC问题并寻求解决方法,对于保证产品稳定性和可靠性具有重要意义。
首先,我们来了解一些常见的EMC问题。
电源设计中的EMC问题主要包括以下几个方面:1. 电源线干扰:电源线作为电源输入和输出的连接途径,可能成为传导干扰的通道。
当电源线上的高频噪声传导到其他部分时,会引起其他电子设备的干扰,影响其正常使用。
2. EMI辐射:电源设备在工作过程中会产生电磁辐射,如果辐射幅度过高,可能会对周围的其他设备和信号线路产生干扰,使其无法正常工作。
3. 地线干扰:地线是电路中的参考电位点,负责回流电流。
但如果地线的阻抗较大或者回流电流过大,可能会导致地线产生较大的共模干扰,进而影响整个系统的正常工作。
接下来,我们将介绍一些解决电源设计中EMC问题的方法:1. 合理的布局设计:在电源设计过程中,应注意合理的布局设计。
通过将不同电路板的布局位置安排合理,减小信号之间的干扰。
将高频和低频电路分开布局,采用屏蔽罩等措施对敏感电路进行隔离,以减少电磁辐射和传导干扰。
2. 使用滤波器:在电源设计中,适当选择并使用滤波器可以有效减小电源线上的高频噪声。
滤波器能够过滤掉不需要的高频干扰信号,提高电源线的电磁兼容性。
3. 优化接地设计:合理的地线设计对于解决地线干扰问题至关重要。
通过降低地线的阻抗并增加回流电流的路径,减小共模干扰的产生。
同时,合理选择接地点,如使用星型接地方式,可以减少单点接地带来的电磁干扰。
4. 选择合适的电源元件:在电源设计中,选择合适的电源元件也能够有效降低EMC问题。
例如,采用能够提供更好电源抗干扰能力的开关电源,选择低电磁辐射的磁性元件等。
汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案随着电子技术的飞速发展,越来越多的电器设备应用到汽车上,提升了汽车的整体性能,但同时也带来了一个新的问题,由于采用大量电子设备而产生的电磁干扰。
针对汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案这一问题,本文系统分析了汽车内部的点火系统、电机、电源、线路以及静电等引起的电磁干扰,并提出一些措施来防止电磁干扰。
只要是带电的物体都会对周围产生辐射或受到其它磁场辐射的作用,那么对于应用大量电子设备的车辆而言,电磁辐射干扰对于车辆电气系统的正常运行就会带来很大的影响。
随着汽车工业日新月异的发展和汽车电子电器设备的大量应用,汽车电磁干扰的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。
本文就汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案进行探讨。
1 汽车电器电磁干扰概念及分类:1.1汽车电器电磁干扰:是指任何能中断、阻碍、降低或限制汽车电气、电子设备有效性能的电磁能量,对有用电磁信号的接收产生不良影响,导致设备、传输信道和系统性能劣化的电磁骚扰。
根据电磁干扰所产生的特点,将干扰源、传播途径和敏感设备称为电磁干扰三要素,在汽车电磁干扰形成的过程中,电磁干扰源为汽车启动或运行时电压瞬时变化较大的设备:如高压点火系统、各种感性负载(电机类电器部件)、各种开关类部件(如闪光继电器)、各种电子控制单元以及各种灯具、无线电设备等;电磁干扰途径主要分为传导干扰和辐射干扰,如在汽车启动瞬间点火机构所产生的扰动为传导干扰,而无线电干扰即为辐射干扰。
敏感设备主要为汽车电子设备,如发动机控制单元(ECU)、ABS、安全气囊及各种电子模块等。
1.2汽车电子设备工作在行驶环境不断变化的汽车上,由于汽车电子设备形成以蓄电池和交流发电机为核心电源以及车体为公共地的电气网络,各部分线束都会通过电源和地线彼此传导干扰,而不相邻导线间也因天线效应而辐射干扰,干扰组成较多,环境中电磁能量构成的复杂性和多变性,意味着系统所受到的电磁干扰来源比较广泛。
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路

电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指电子设备在相互干扰和和外界电磁环境下能够正常工作的能力。
在电子产品的设计中,抗干扰和抗辐射电路的设计是确保电子设备在各种电磁环境下能够稳定运行的重要因素。
本文将讨论电路电磁兼容性设计中如何设计抗干扰和抗辐射电路。
一、抗干扰电路设计抗干扰电路设计是为了减少电子设备对外界电磁噪声的敏感度,防止其发生故障或误操作。
以下是几种常见的抗干扰电路设计方法:1. 电源线滤波器:通过在电源输入端添加滤波电路,能够滤除掉电源线上的高频噪声,减小对电子设备的影响。
2. 地线设计:良好的接地设计可以有效地抑制干扰信号的传播,例如通过增加接地电感和接地电容,形成低阻抗的接地路径。
3. 屏蔽设计:在电路板的设计中,使用屏蔽罩或金属层来遮蔽电子设备内部的干扰源,从而降低对周围环境的干扰。
4. 布线设计:合理的布线可以减少信号间的串扰,例如将高频信号线和低频信号线分开布置,避免相互干扰。
5. 过压保护设计:在电路中添加适当的过压保护电路,可以避免由于外界电磁干扰引起的过压情况,保护电子设备的正常工作。
二、抗辐射电路设计抗辐射电路设计是为了减少电子设备对外界电磁辐射的敏感度,防止其自身辐射对其他设备和系统造成干扰。
以下是几种常见的抗辐射电路设计方法:1. 圆孔规则:根据电磁波波长和孔洞尺寸之间的关系,设计合理大小的圆孔,使其具有较好的屏蔽性能。
2. 接地设计:良好的接地设计可以有效地将电磁辐射信号导入地面,减小辐射功率。
3. 电磁辐射滤波器:通过添加辐射滤波器,限制高频电流在电路中的传播,减少辐射发射。
4. 屏蔽设计:在电路板设计中增加屏蔽层或屏蔽导线,使电磁辐射局限在设备内部,减少对外界的辐射。
5. 地面平面分割:通过将地面平面划分为小的分区,降低不同分区之间电荷的流动速度,减小辐射功率。
三、电路模拟与仿真为了更好地评估电路的电磁兼容性性能,可以使用电磁仿真软件对电路进行模拟和仿真。
防电磁干扰的措施

防电磁干扰的措施引言在当今高科技发达的社会中,电子产品的普及已经无处不在。
然而,随之而来的电磁干扰问题也成为了一个严重的难题。
电磁干扰可以对电子设备的正常运行产生很大的影响,甚至导致设备故障。
因此,我们有必要采取一些措施来防止电磁干扰的发生。
本文将介绍一些常见的防电磁干扰的措施。
措施一:良好的电磁屏蔽电磁屏蔽是一种有效防止电磁干扰的手段,通过使用屏蔽材料来隔离电磁场的影响。
以下是一些常见的电磁屏蔽材料:•金属护罩:对于较小的设备,可以使用金属护罩来屏蔽电磁信号。
金属护罩可以将电磁信号导引到地面,从而防止其对设备的干扰。
•电磁屏蔽涂料:电磁屏蔽涂料可以在设备表面形成一层保护膜,阻止电磁信号的进入。
这种涂料通常使用铜或铝粉末作为主要成分。
•镀金屏蔽:将设备的外部表面镀上一层金属,可以有效地屏蔽电磁信号。
金属的良好导电性可以阻止电磁信号的进入。
良好的电磁屏蔽可以大大减少电磁干扰的发生,提高设备的可靠性和稳定性。
措施二:地线连接地线连接是防止电磁干扰的另一种重要手段。
良好的地线连接可以将电磁信号导引到地面,从而减少信号对设备的干扰。
以下是一些地线连接的重要注意事项:•地线长度:地线应尽可能短,以减少电流在地线上的阻抗。
长的地线会增加电流在地线上的损耗,降低地线的效果。
•地线材料:地线通常使用导电性能良好的材料,如铜或铝。
这些材料具有低电阻和良好的导电性能,有助于提高地线的效果。
•地线接地:地线应连接到地面的可靠的接地点。
接地点应选择在地下水位以下,以确保地线能够有效地导引电磁信号到地面。
良好的地线连接可以有效地减少电磁干扰的产生,提高设备的抗干扰能力。
措施三:滤波器的使用滤波器是另一种有效防止电磁干扰的措施。
它通过滤除电源线上的高频干扰信号,提供稳定的供电环境,从而减少电磁干扰的发生。
以下是一些常见的滤波器类型:•EMI滤波器:EMI滤波器主要用于滤除电磁干扰信号。
它可以安装在电源线入口处,提供良好的抗干扰能力。
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电子产品中电磁干扰的解决方法一个好的电子产品,除了产品自身的功能以外,电路设计和电磁兼容性(EMC)设计的技术水平,对产品的质量和技术性能指标起到非常关键的作用。
本文通过举例对开关电源的电磁兼容设计,介绍了一般电子产品中电磁干扰的解一个好的电子产品,除了产品自身的功能以外,电路设计和电磁兼容性(EMC)设计的技术水平,对产品的质量和技术性能指标起到非常关键的作用。
本文通过举例对开关电源的电磁兼容设计,介绍了一般电子产品中电磁干扰的解决方法。
现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,电磁干扰(EMI)和电磁兼容性问题变成了主要问题,电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高。
先进的计算机辅助设计(CAD)在电子线路设计方面很大程度地拓宽了电路设计师的工作能力,但对于电磁兼容设计的帮助却很有限。
电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计,使之能成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品。
EMC的定义是:在同一电磁环境中,设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作,同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。
电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是指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。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。
因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感设备三者之间关系的研究。
美国联邦通讯委员会在1990年、欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保他们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性。
目前全球各地区基本都设置了EMC相应的市场准入认证,用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势。
如:北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCEI认证、澳洲的C-tick人证、台湾地区的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。
电磁感应与电磁干扰很多人从事电子线路设计的时候,都是从认识电子元器件开始,但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场理论开始,即从电磁感应认识开始。
一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成,当电路中有电压存在的时候,在所有带电的元器件周围都会产生电场,当电路中有电流流过的时候,在所有载流体的周围都存在磁场。
电容器是电场最集中的元件,流过电容器的电流是位移电流,这个位移电流是由于电容器的两个极板带电,并在两个极板之间产生电场,通过电场感应,两个极板会产生充放电,形成位移电流。
实际上电容器回路中的电流并没有真正流过电容器,而只是对电容器进行充放电。
当电容器的两个极板张开时,可以把两个极板看成是一组电场辐射天线,此时在两个极板之间的电路都会对极板之间的电场产生感应。
在两极板之间的电路不管是闭合回路,或者是开路,在与电场方向一致的导体中都会产生位移电流(当电场的方向不断改变时),即电流一会儿向前跑,一会儿向后跑。
电场强度的定义是电位梯度,即两点之间的电位差与距离之比。
一根数米长的导线,当其流过数安培的电流时,其两端电压最多也只有零点几伏,即几十毫伏/米的电场强度,就可以在导体内产生数安培的电流,可见电场作用效力之大,其干扰能力之强。
电感器和变压器是磁场最集中的元件,流过变压器次级线圈的电流是感应电流,这个感应电流是因为变压器初级线圈中有电流流过时,产生磁感应而产生的。
在电感器和变压器周边的电路,都可看成是一个变压器的感应线圈,当电感器和变压器漏感产生的磁力线穿过某个电路时,此电路作为变压器的“次级线圈”就会产生感应电流。
两个相邻回路的电路,也同样可以把其中的一个回路看成是变压器的“初级线圈”,而另一个回路可以看成是变压器的“次级线圈”,因此两个相邻回路同样产生电磁感应,即互相产生干扰。
在电子线路中只要有电场或磁场存在,就会产生电磁干扰。
在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其它系统或本系统内其他子系统的正常工作。
开关电源EMC设计实例目前大多数电子产品都选用开关电源供电,以节省能源和提高工作效率;同时越来越多的产品也都含有数字电路,以提供更多的应用功能。
开关电源电路和数字电路中的时钟电路是目前电子产品中最主要的电磁干扰源,它们是电磁兼容设计的主要内容。
下面我们以一个开关电源的电磁兼容设计过程来进行分析。
图1是一个普遍应用的反激式(或称为回扫式)开关电源工作原理图,50Hz或60Hz交流电网电压首先经整流堆整流,并向储能滤波电容器C5充电,然后向变压器T1与开关管V1组成的负载回路供电。
图2是进行过电磁兼容设计后的电气原理图。
1、对电流谐波的抑制一般电容器C5的容量很大,其两端电压纹波很小,大约只有输入电压的10%左右,而仅当输入电压Ui大于电容器C5两端电压的时候,整流二极管才导通,因此在输入电压的一个周期内,整流二极管的导通时间很短,即导通角很小。
这样整流电路中将出现脉冲尖峰电流,如图3所示。
这种脉冲尖峰电流如用傅立叶级数展开,将被看成由非常多的高次谐波电流组成,这些谐波电流将会降低电源设备的使用效率,即功率因数很低,并会倒灌到电网,对电网产生污染,严重时还会引起电网频率的波动,即交流电源闪烁。
脉冲电流谐波和交流电源闪烁测试标准为:IEC61000-3-2及IEC61000-3-3。
一般测试脉冲电流谐波的上限是40次谐波频率。
解决整流电路中出现脉冲尖峰电流过大的方法是在整流电路中串联一个功率因数校正(PFC)电路,或差模滤波电感器。
PFC电路一般为一个并联式升压开关电源,其输出电压一般为直流400V,没有经功率因数校正之前的电源设备,其功率因数一般只有0.4~0.6,经校正后最高可达到0.98。
PFC电路虽然可以解决整流电路中出现脉冲尖峰电流过大的问题,但又会带来新的高频干扰问题,这同样也要进行严格的EMC设计。
用差模滤波电感器可以有效地抑制脉冲电流的峰值,从而降低电流谐波干扰,但不能提高功率因数。
图2中的L1为差模滤波电感器,差模滤波电感器一般用矽钢片材料制作,以提高电感量,为了防止大电流流过差模滤波电感器时产生磁饱和,一般差模滤波电感器的两个组线圈都各自留有一个漏感磁回路。
L1差模滤波电感可根据试验求得,也可以根据下式进行计算:E=L*di/dt (1)式中E为输入电压Ui与电容器C5两端电压的差值,即L1两端的电压降,L为电感量,di/dt为电流上升率。
显然,要求电流上升率越小,则要求电感量就越大。
2、对振铃电压的抑制由于变压器的初级有漏感,当电源开关管V1由饱和导通到截止关断时会产生反电动势,反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容进行充放电,从而产生阻尼振荡,即产生振铃,如图4所示。
变压器初级漏感产生反电动势的电压幅度一般都很高,其能量也很大,如不采取保护措施,反电动势一般都会把电源开关管击穿,同时反电动势产生的阻尼振荡还会产生很强的电磁辐射,不但对机器本身造成严重干扰,对机器周边环境也会产生严重的电磁干扰。
图2中的D1、R2、C6是抑制反电动势和振铃电压幅度的有效电路,当变压器初级漏感产生反电动势时,反电动势通过二极管D1对电容器C6进行充电,相当于电容器把反电动势的能量吸收掉,从而降低了反电动势和振铃电压的幅度。
电容器C6充满电后,又会通过R2放电,正确选择RC放电的时间常数,使电容器在下次充电时的剩余电压刚好等于方波电压的幅度,此时电源的工作效率最高。
3、对传导干扰信号的抑制图1中,当电源开关管V1导通或者关断时,在电容器C5、变压器T1的初级和电源开关管V1组成的电路中会产生脉动直流i1,如果把此电流回路看成是一个变压器的“初级线圈”,由于电流i1的变化速率很高,它在“初级线圈”中产生的电磁感应,也会对周围电路产生电磁感应,我们可以把周围电路都看成是同一变压器的多个“次级线圈”,同时变压器T1的漏感也同样对各个“次级线圈”产生感应作用,因此电流i1通过电磁感应,在每个“次级线圈”中都会产生的感应电流,我们分别把它们记为i2、i3、i4 ???。
其中i2和i3是差模干扰信号,它们可以通过两根电源线传导到电网的其它线路之中和干扰其它电子设备;i4是共模干扰信号,它是电流i1回路通过电磁感应其它电路与大地或机壳组成的回路产生的,并且其它电路与大地或机壳是通过电容耦合构成回路的,共模干扰信号可以通过电源线与大地传导到电网其它线路之中和干扰其它电子设备。
与电源开关管V1的集电极相连的电路,也是产生共模干扰信号的主要原因,因为在整个开关电源电路中,数电源开关管V1集电极的电位最高,最高可达600V以上,其它电路的电位都比它低,因此电源开关管V1的集电极与其它电路(也包括电源输入端的引线)之间存在很强的电场,在电场的作用下,电路会产生位移电流,这个位移电流基本属于共模干扰信号。
图2中的电容器C1、C2和差模电感器L1对i1、i2和i3差模干扰信号有很强的抑制能力。
由于C1、C2在电源线拔出时还会带电,容易触电伤人,所以在电源输入的两端要接一个放电电阻R1。
对共模干扰信号i4要进行完全抑制,一般很困难,特别是没有金属机壳屏蔽的情况下,因为在感应产生共模干扰信号的回路中,其中的一个“元器件”是线路板与大地之间的等效电容,此“元器件”的数值一般是不稳定的,进行设计时对指标要留有足够的余量。
图2中L2和C3、C4是共模干扰信号抑制电路器件,在输入功率较大的电路中,L2一般要用两个,甚至三个,其中一个多为环形磁心电感。
根据上面分析,产生电磁干扰的原因主要是i1流过的主要回路,这个回路主要由电容器C5、变压器T1初级和电源开关管V1组成,根据电磁感应原理,这个回路产生的感应电动势为:e=dψ/dt=S*dB/dt (2)式中e为感应电动势,ψ为磁通量,S电流回路的面积,B为磁感应密度,其值与电流强度成正比,dψ/dt为磁通变化率。
由此可见,感应电动势与电流回路的面积成正比。
因此要减少电磁干扰,首先是要设法减小电流回路的面积,特别是i1电流流过的回路面积。
另外,为了减少变压器漏感对周围电路产生电磁感应的影响,一方面要求变压器的漏感要做得小,另一方面一定要在变压器的外围包一层薄铜皮,以构成一个低阻抗短路线圈,把漏感产生的感应能量通过涡流损耗掉。
4、对辐射干扰信号的抑制电磁辐射干扰也是通过电磁感应的方式,由带电体或电流回路及磁感应回路对外产生电磁辐射的。
任何一根导体都可以看成是一根电磁感应天线,任何一个电流回路都可以看成是一个环形天线,电感线圈和变压器漏感也是电磁感应辐射的重要器件。
要想完全抑制电磁辐射是不可能的,但通过对电路进行合理设计,或者采取部分屏蔽措施,可以大大减轻电磁干扰的辐射。