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電磁兼容是一門(mén)新興的綜合性學(xué)科。電磁兼容學(xué)科主要研究的是如何使在同一電磁環(huán)境下工作的各種電氣電子設(shè)備和元器件都能正常工作,互不干擾,達(dá)到兼容狀態(tài)。我公司的電磁兼容研究主要針對(duì)電氣電子設(shè)備,同時(shí)也涉及到如生產(chǎn)中的靜電放電、電磁輻射對(duì)人體的影響等方面。
1、電磁騷擾與電磁干擾
電磁騷擾是指任何可能引起設(shè)備性能降低或?qū)τ猩镔|(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。(客觀(guān)有流氓在)
由機(jī)電或其他人為裝置產(chǎn)生的電磁騷擾,稱(chēng)為人為騷擾;來(lái)源于自然現(xiàn)象的電磁騷擾,稱(chēng)為自然騷擾。
電磁干擾則是指由電磁騷擾引起的設(shè)備或傳輸通道性能的下降。(流氓去耍流氓了)
所以騷擾和干擾的含義是不同的。從概念上講,騷擾是一種電磁能量,干擾是騷擾產(chǎn)生的結(jié)果或后果。
電磁干擾產(chǎn)生于騷擾源;大量騷擾源的存在造成電磁環(huán)境污染,導(dǎo)致電磁兼容性問(wèn)題尖銳化。主要表現(xiàn)在:
同時(shí)工作的電子設(shè)備的總數(shù)在增長(zhǎng),電子設(shè)備的數(shù)量每4~5年增加一倍;
發(fā)射機(jī)的功率在增加,如某些雷達(dá)的發(fā)射脈沖功率達(dá)幾十甚至幾百兆瓦;
許多無(wú)線(xiàn)電頻段嚴(yán)重超載,以致對(duì)不同類(lèi)型的電子設(shè)備不得不多次反復(fù)使用同一頻段;
電子設(shè)備在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁騷擾電平不斷提高。如某些醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的干擾電平可達(dá)每米幾百伏。
電磁騷擾只有在影響敏感設(shè)備正常工作時(shí),才構(gòu)成電磁干擾。電磁干擾指的是能引起性能降低的后果。電磁騷擾指的是能引起這種性能降低的客觀(guān)現(xiàn)象。總結(jié):電磁騷擾是原因,電磁干擾是結(jié)果。
電磁騷擾僅僅是電磁現(xiàn)象,即客觀(guān)存在的一種物理現(xiàn)象,它可能引起降級(jí)或損害,但不一定已經(jīng)形成后果。而電磁干擾則是電磁騷擾引起的后果。
電磁騷擾出現(xiàn)什么樣的場(chǎng)合,又是怎么產(chǎn)生的。
電磁騷擾通常出現(xiàn)的場(chǎng)合如下:高速數(shù)字信號(hào)線(xiàn)路、開(kāi)關(guān)電路、脈沖發(fā)生電路和大功率控制電路等在極短的時(shí)間內(nèi)電壓電流急速變化的場(chǎng)合,所含有電感和電容的電路通斷的場(chǎng)合。 磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電荷等電量急速變化時(shí),同樣產(chǎn)生電磁騷擾。
開(kāi)關(guān)動(dòng)作的電路中,電壓/電流的增大或衰減時(shí)間t越短,則噪聲的帶寬越寬;急速變化的電壓V及電流I的幅值越大,則噪聲的幅度越大。
特別是在電感性負(fù)載的電路中,電路從通轉(zhuǎn)換成斷的瞬間,容易產(chǎn)生斷續(xù)的電磁干擾。
噪聲波形由小逐漸變大,這對(duì)應(yīng)了開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)之間的距離由小到大的過(guò)程。
在電路中,直流電壓VD在L和R串聯(lián)的負(fù)載上產(chǎn)生電流I時(shí),開(kāi)關(guān)S從通轉(zhuǎn)換成斷的瞬間,在L兩端產(chǎn)生比VD大數(shù)十倍、有時(shí)上百倍的極性相反的尖峰電壓(稱(chēng)為電感反沖電壓)。
當(dāng)L兩端有寄生電容C0時(shí),會(huì)有以下現(xiàn)象:
當(dāng)C0=100pF時(shí),產(chǎn)生約 - 848V,225kHZ的振蕩;
當(dāng)C0可以忽略時(shí),將到達(dá) - 6000V;
寄生電容越大,電感兩端的電壓越低,振蕩頻率也越低。
實(shí)際電路中,即使在電感L兩端連接電容器,因?yàn)殡娙萜饕€(xiàn)電感的影響,不會(huì)得到電容器的最正確效果,衰減振動(dòng)波形的下降部分dυ/dt變大,剩下高頻部分。
電容器必須是耐高壓的,否則有可能被破壞。利用鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生的高壓點(diǎn)燃日光燈的電路。它所產(chǎn)生的振蕩高壓一旦傳入其他電器設(shè)備,舊會(huì)成為騷擾。
2、電磁兼容性(EMC-Electromagnetic Compatibility)
電子設(shè)備受電磁騷擾的影響而出現(xiàn)故障或性能降級(jí),就稱(chēng)為設(shè)備對(duì)電磁騷擾敏感。如何在設(shè)備與電磁環(huán)境之間尋求一種協(xié)調(diào)的關(guān)系和共存的條件,這就是電磁兼容性技術(shù)。
電磁兼容常用名詞術(shù)語(yǔ)
為了描述電磁騷擾與電磁兼容性,需要引入許多名詞術(shù)語(yǔ),國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術(shù)語(yǔ)》一書(shū)有詳細(xì)的內(nèi)容,這里我們僅選其中的一部分介紹給大家。
電磁兼容性 EMC(Electromagnetic Compatibility)
設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),即該設(shè)備不會(huì)由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致不允許的降級(jí);也不會(huì)使同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備因受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致不允許的降級(jí)。
電磁兼容常用名詞術(shù)語(yǔ)
為了描述電磁騷擾與電磁兼容性,需要引入許多名詞術(shù)語(yǔ),國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術(shù)語(yǔ)》一書(shū)有詳細(xì)的內(nèi)容,這里我們僅選其中的一部分介紹給大家。
電磁兼容性 EMC(Electromagnetic Compatibility)
設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),即該設(shè)備不會(huì)由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致不允許的降級(jí);也不會(huì)使同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備因受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致不允許的降級(jí)。
電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)
電磁騷擾導(dǎo)致電子設(shè)備相互影響,并引起不良后果的一種電磁現(xiàn)象。
輻射發(fā)射RE (Radiated Emission)
通過(guò)空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。
傳導(dǎo)發(fā)射CE (Conducted Emission)
沿電源或信號(hào)線(xiàn)傳輸?shù)碾姶虐l(fā)射。
電磁敏感性 EMS(Electromagnetic Susceptibility)
設(shè)備暴露在電磁環(huán)境下所呈現(xiàn)的不希望有的響應(yīng)程度。即設(shè)備對(duì)周?chē)姶怒h(huán)境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環(huán)境已經(jīng)造成設(shè)備性能的降低。
輻射敏感度RS(Radiated Susceptibility)
對(duì)造成設(shè)備性能降級(jí)的輻射騷擾場(chǎng)的度量。
傳導(dǎo)敏感度CS(Conducted Susceptibility)
當(dāng)引起設(shè)備性能降級(jí)時(shí),對(duì)從傳導(dǎo)方式引入的騷擾信號(hào)電流或電壓的度量。
(Electromagnetic Interference)
電磁騷擾導(dǎo)致電子設(shè)備相互影響,并引起不良后果的一種電磁現(xiàn)象。
輻射發(fā)射RE (Radiated Emission)
通過(guò)空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。
傳導(dǎo)發(fā)射CE (Conducted Emission)
沿電源或信號(hào)線(xiàn)傳輸?shù)碾姶虐l(fā)射。
電磁敏感性 EMS(Electromagnetic Susceptibility)
設(shè)備暴露在電磁環(huán)境下所呈現(xiàn)的不希望有的響應(yīng)程度。即設(shè)備對(duì)周?chē)姶怒h(huán)境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環(huán)境已經(jīng)造成設(shè)備性能的降低。
輻射敏感度RS(Radiated Susceptibility)
對(duì)造成設(shè)備性能降級(jí)的輻射騷擾場(chǎng)的度量。
傳導(dǎo)敏感度CS(Conducted Susceptibility)
當(dāng)引起設(shè)備性能降級(jí)時(shí),對(duì)從傳導(dǎo)方式引入的騷擾信號(hào)電流或電壓的度量。
3、電磁干擾三要素
電磁騷擾源,指產(chǎn)生電磁騷擾的元件、器件、設(shè)備或自然現(xiàn)象;
耦合途徑或稱(chēng)耦合通道,指把能量從騷擾源耦合到敏感設(shè)備上,并使該設(shè)備產(chǎn)生響應(yīng)的媒介;
敏感設(shè)備,指對(duì)電磁騷擾產(chǎn)生響應(yīng)的設(shè)備。
電磁兼容三要素在電磁兼容的分析中缺一不可,缺少任一要素,電磁干擾的過(guò)程都不會(huì)發(fā)生,對(duì)于我們厘清復(fù)雜系統(tǒng)的電磁干擾問(wèn)題非常有幫助。在電源來(lái)說(shuō),通常在系統(tǒng)中承擔(dān)干擾源的角色,我們通常會(huì)從前兩個(gè)因素的角度來(lái)改善系統(tǒng)中電源對(duì)外部器件或系統(tǒng)的干擾。
上圖傳染病的模型非常近似:
審核編輯 黃宇
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