浅析电子设备的电磁兼容技术（2）

3.电磁兼容控制技术

技术虽然进步了，但电磁兼容的问题却越来越尖锐。可能产生的干扰耦合作用可能是来源于导线和低频或高频场的干扰。箱柜对机器或装置在电磁兼容方面所做的贡献就在于屏蔽了无限制的干扰场。设备柜内部或其附近，外部或内部的干扰源（例如，自然出现的火花、静电放电或者人为造成的干扰源）都可能引起电磁效应。所引起的高达几百兆赫的高频电磁场的周期性持续干扰源有SPS（脉冲重复频率）、快速顺序控制器、整流器、变频器、快速开关、电动机、开关网络零件等。脉冲干扰是由于雷电或低压电网、断路装置、高频焊接机、感应加热、淬火装置、电火花、变压器或电感、线圈、电动机接通产生的，也可能是由处于兆赫频率范围的荧光灯的接通产生的。

屏蔽、滤波、合理接地合理布局等抑制干扰的措施都是很有效的，在工程实践中被广泛采用。但是随着电子系统的集成化、综合化，以上措施的应用往往会与成本、质量、功能要求产生矛盾，必须权衡利弊研究出最合理的措施来满足电磁兼容性要求。

3.1EMI滤波技术

3.1.1.滤波器结构

几种滤波器的构成如图1所示。在图1（a）中，阻抗Z=1/ωC1，高频区域用陶瓷电容、聚酯薄膜电容并联，其滤波效果更好。在图（b）中，噪声能通过电容旁路到地线上，这种滤波器连接时应使接地阻抗尽量小。在图1（c）中，C1、C2对不对称噪声有良好的滤波效果，C3对对称噪声有良好的滤波效果，连接时应使电容器的引线及接地线尽量短。图1（d）为常用的噪声滤波电路，L1、L2对噪声呈现高阻抗，而C1则对噪声呈现低阻抗。当L1、L2采用共模电感结构时，对对称和非对称噪声都有较好的滤波效果。图1（e）适用于对共模噪声进行滤波，应注意的是其接地阻抗同样应尽量小。

　　图2是对共模噪声和差模噪声都有效的滤波器电路。其中，L1、L2、C1为抑制差模噪声回路，L3、C2、C3构成抑制共模噪声回路。L1、L2的铁芯应选择不易磁饱和的材料及Μ-F特性优良的铁芯材料。C1使用陶瓷电容或聚酯薄膜电容，应有足够的耐压值，其容量一般取0.22～0.47μF。L3为共模电感，它对共模噪声具有较高的阻抗、较好的抑制效果。

3.2物理隔离技术

加大受扰电路、器件或装置与干扰源之间的距离，是降低干扰的一种行之有效的措施，因为干扰与距离的平方成反比，距离增加一倍干扰则降低四倍，因此，周密完善地考虑器件或设备的布置及布线，并尽量增大干扰源与受扰电路之间的距离，将大大降低干扰的传播，减少系统的故障率。在实际安装布线时，应按其对干扰的灵敏度或按其本身功率的大小分门别类的进行处理，布置的顺序是：低电平模拟信号，一般数字信号，交流控制装置，直流动力装置，交流动力装置等。按照这样的顺序布置使其相互隔开，保持一定距离，但有时要求设备之间，装置的各种布线之间保持一定距离，在安装场合受到限制、设备要求体积小的情况下，这种要求往往很难得到满足。因此，尚需考虑其他措施。

3.3屏蔽技术

电子设备中某些元器件或电路中有电流流过时，其周围空间将建立磁场；同时，电路某一部分所存储的电荷，又在其周围建立磁场；电能与磁场的相互急剧转化将形成电磁干扰，这种电场与磁场，对设备本身来讲属于内生干扰，降低了设备的抗扰容限。严重时会使设备经常发生故障。又如电焊机进行焊接时，高频加热炉投入运行时，以及大型用电设备的突然起停等都将对自动化装置产生干扰，这些属于外生干扰。为了将产生的电场或磁场限制在某一规定的空间范围内，或为了使设备或元器件不受外部电磁场的影响，常常采用隔离屏蔽措施，其方法是将有关电路、元器件、或设备安装在铜、铝等低电阻材料或是磁性材料制成的屏蔽物内，不使电场和磁场穿透这些屏蔽物。屏蔽一般分为以下几类：

3.3.1.静电屏蔽。静电屏蔽主要是为了消除两个或几个电路之间由于分布电容耦合而产生的干扰，如变压器初次级线圈之间接地的屏蔽层即属于这一类。如图3（a）所示；导体A上载有交变正弦电动势E，在导体A附近有通过阻抗Z接地的导体B，A与B之间的电容为CAB，则电流I=E/（Z+1/jωCAB）,当电动势E的角频率ω小时，容抗1/jωCAB很大，所以电流I很小，但当ω很高时，则I所产生的作用，就有可能破坏B的正常工作。如果将一接地导电平板置于A、B之间如图3(b)所示，导体S将从A到B的电力线截断，设在设在某一瞬间，导体A充有正电荷，这时平板S上将感应负电荷，在导体S与B之间就不存在电场或使静电场大大减弱。即由于S的存在，消除了导体A的电场对导体B的影响，起到了电场屏蔽的作用，必须指出的是导体S接地是电场屏蔽的必要条件。