如何分析一个电磁兼容的问题

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如何分析一个电磁兼容的问题?

分析一个电磁兼容的问题需要从三个方面入手:

骚扰源

敏感源

耦合路径

找到这三个因素后,再决定去掉哪一个。只要去掉一个,电磁兼容的问题就解决了。例如,当骚扰源是雷电,敏感源是电子线路时,我们能做的就是消除耦合路径(因为没法去掉骚扰源,我们没法让自然界不产生雷电吧)。 

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耦合路径分为传导耦合路径和空间耦合路径。

最容易判断的是电磁骚扰的敏感源,实际上大部分的电磁兼容的问题都是先从发现干扰的现象起因的,因此,最先关注的应该是敏感源。

比较容易判断的是电磁骚扰源,我们通过实验和分析,可以确定导致电磁兼容问题的骚扰源是在哪里。

最难判定的是耦合路径,也就是骚扰源是怎么样把能量耦合到敏感源的。但是耦合路径又是最重要的,因为在很多场合,骚扰源和敏感源都是很难改变的。

电磁干扰的耦合路径

电磁干扰的耦合路径可以从下图看出几种典型的耦合路径。

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电源线的耦合:最常见,最基本的是电源线的耦合。也就是说骚扰源和敏感源他们共用一条电源线,骚扰源的能量通过电源线耦合进敏感源。

地线的耦合:地线是电路的电位参考点,因此,所有的电路都会汇聚到地线上去,这样就为地线成为一个耦合路径提供了条件。

近场耦合:骚扰源和敏感源电路之间存在杂散的电容,互感。这样就可以把骚扰源的能量耦合到敏感源。

电磁波的辐射:骚扰源在工作的时候,会产生电磁波的辐射,辐射可能会干扰到附近的无线接收设备。

电源线耦合(传导耦合产生的机理)

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上图中按摩椅在工作的时候干扰了电视机的工作,这是怎样的一个过程呢?

首先,按摩椅在工作的时候,产生了骚扰电流,这个骚扰电流在流过电源系统的阻抗Z的时候,会产生一个骚扰电压U。这个时候纯净的电源与骚扰电压共同产生了一个被污染的电源。当电视剧使用了这样一个被污染的电源以后,就会出现故障。

判断耦合路径的方法

关于耦合路径是传导性的,还是空间耦合的,我们可以通过改变耦合路径的状态,观察干扰变化的情况来判断。

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怀疑电源线耦合:可以通过将骚扰源和敏感源使用不同的电源供电,观察干扰现象是否变化。如果用不同的电源线供电,干扰现象消失,那么说明电源线是耦合路径。

怀疑地线耦合:同样,骚扰源和敏感源断开地线,观察干扰现象是否变化。

空间耦合:调整骚扰源和敏感源之间的距离,观察干扰现象是否变化,空间的耦合通常与距离有关系,距离越远,耦合量越小,特别是在近场的时候。骚扰源到敏感源的能量与距离有很大的关系,通常与距离的平方甚至三次方的关系。

来源: 硬件工程师炼成之路

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