EMC 小问题

EMC小问题

1、请简要叙述人工电源网络的作用。
答:为受试器具的端子与参考地之间提供一个规定的高频阻抗,同时把电源中无用的射频信号与测试电路隔离开。

:1.隔离外部骚扰;2.提供(50欧姆)稳定阻抗;3.将骚扰信号耦合输出到接收机

人工电源网络是测量被测设备对电源线路产生的传导,干扰电压的辅助设备。它的主要作用有以下几个方面:
(1)为50Hz市电提供通路。由于靠电网这一侧的电感非常小(50μH),不足以在市电频率下形成大的阻抗,因此市电可畅行无阻地为试品提供电能,同时电网侧的电容(1μF)还能进一步衰减来自电网的干扰信号。
(2)隔离被测开关电源工作中产生的射频电磁骚扰(测量频率为0.15MHz~30MHz)。利用网络电感在射频下的高阻抗,可阻止由开关电源产生的射频骚扰信号进入电网。
(3)通过靠近开关电源一侧的耦合电容(0.1μF)转接由开关电源产生的射频骚扰信号进入接收机。
(4)稳定阻抗。由于各个电网的阻抗不同,使得开关电源骚扰电压的值也各不相同。为此,标准规定了一个统一的阻抗(50Ω),以便于测试结果的相互比较。

2、干扰抑制器的典型原理图
干扰抑制器典型原理图
典型电路
在这里插入图片描述

3、分析导致地线干扰问题的根本原因是什么?
答:地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗,当电流流过地线时,会在地线上产生电压,这就是地线噪声。在这个电压的驱动下,会产生地线环路电流,形成地环路干扰。当两个电路共用一段地线时,会形成公共阻抗耦合。

地环路干扰
由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。当电流较大时,这个电压可以很大。例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强的电流。这个电流会在两个设备的连接电缆上产生电流。由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。地环路中的电流还可以由外界电磁场感应出来。

公共阻抗干扰
当两个电路共用一段地线时,由于地线的阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合称为公共阻抗耦合。
在数字电路中,由于信号的频率较高,地线往往呈现较大的阻抗。这时,如果存在不同的电路共用一段地线,就可能出现公共阻抗耦合的问题。

4、进行结构电磁兼容设计时,有一个原则是:经过滤波的电源线要尽量远离各种信号电缆,这是为什么?
答:如果电源线与信号电缆靠得很近,信号电缆上的高频信号会耦合到电源线上(特别是已经滤波过的部分),造成电源线上的传导发射超标。

5、根据下图,分析干扰类型,和解决方法。
在这里插入图片描述测试数据中在71.72和76.16MHz两个频点上裕量不足3dB
答:共模干扰信号频率高,一般大于10MHz的频率认为是高频。测试数据中在71.72和76.16MHz两个频点上裕量不足3dB,也就是高频信号不满足裕量要求。电源板在这个频段上产生的是共模干扰。也就是L和N对地产生的干扰。

我们抑制它最直接的方法就是滤波,这是抑制和防止共模干扰的一项重要措施。滤波器的功能就是允许某一特定频率的信号顺利通过,而其它频率的信号则要受到较大的抑制,它实质上是一个选频电路,它切断了电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,另外它还是压缩干扰频谱的一种有效方法,当干扰频谱不同于有用信号的频带时,可以用滤波器将无用的干扰信号滤除。因此,恰当地选择和正确地使用滤波器对抑制共模干扰是十分重要的。

如果有用信号是差模信号而干扰信号是共模信号,可使用共模电感来抑制干扰信号:

在这里插入图片描述
在电路中串入共模电感,当有共模干扰电流流经线圈时,由于共模干扰电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模干扰电流,达到滤波的目的;当电路中的正常差模电流流经共模电感时,电流在同相绕制的共模电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,因而对正常的差模电流基本没有衰减作用。

降低共模干扰的方法: X电容和共模电感之间分别串联一个磁珠。

  1. 磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联。在电路中只要导线穿过它即可。高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联。
  2. 高频时,磁珠等效电路如下图所示
    等效电路图
    电感阻抗:Z=2ΠfL,频率f越高,阻抗越大。 因此电感的特性就是通高频阻低频,高频能力又经过R转换为热量。
  3. 贴片式铁氧体磁珠的缺点是功率小,不能承受大的功率,因次电源是5W电源,可以用贴片式磁珠。

经典问答

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