電磁干擾與電磁兼容.doc

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1、電磁干擾與電磁兼容中心議題：·地線對(duì)EMC的影響·如何進(jìn)行接地優(yōu)化解決方案：·為了減少電磁輻射的有效輻射面積，整流二極管、電源濾波電容必須緊靠開(kāi)關(guān)電源變壓器的次級(jí)·電源濾波電容的地更應(yīng)該就近與變壓器次級(jí)的地連接·PCB板上還要做到一點(diǎn)接地，即：在這兩個(gè)接地點(diǎn)之間不要插入其它的接地點(diǎn)·為了減少電磁輻射，要盡量減少電源輸入回路以及功率輸出回路的面積·對(duì)于功放的供電回路，減少電磁輻射面積最好的方法，是把電源直接接到功放電源輸入腳的兩端·輸入信號(hào)的輸入地線與信號(hào)輸入線要盡量要靠近，并且要平行一起走地線對(duì)EMC的影響很多人都認(rèn)為，電路中的

2、地線或接地電路都是不帶電的，實(shí)際上，這種認(rèn)為是錯(cuò)誤的。在一般的直流電路或低頻電路中，當(dāng)不考慮電磁感應(yīng)時(shí)，可以認(rèn)為電路中的地線或接地電路是不帶電的，但在存在電磁感應(yīng)的電路中，就不要輕易認(rèn)為電路中的地線或接地電路是不帶電的。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子吧，誰(shuí)會(huì)相信，幾十萬(wàn)伏的高壓輸電線的正中心是不帶電的。但事實(shí)上，由于電場(chǎng)的相互作用，導(dǎo)體中的電荷分布主要都是集中在導(dǎo)體的外表面，而導(dǎo)體的中心電荷幾乎為0，所以帶電導(dǎo)體的中心是不帶電的。這個(gè)原理可以用驗(yàn)電器在一個(gè)帶電空心金屬球的中心進(jìn)行測(cè)試作證明，在一個(gè)帶電空心金屬球的中心電場(chǎng)強(qiáng)度的確為零，從而也可證明

3、帶電導(dǎo)體中心的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，即不帶電。在具有電磁感應(yīng)的電路中，無(wú)論電路是否閉合回路，或者是開(kāi)路，在與電場(chǎng)方向一致的導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生位移電流，無(wú)論是導(dǎo)體或者是絕緣體在電場(chǎng)中都會(huì)產(chǎn)生極化帶電；當(dāng)電場(chǎng)的方向不斷改變時(shí)，電流的方向也會(huì)跟隨電場(chǎng)的方向改變而改變，電流將一會(huì)兒向前跑，一會(huì)兒向后跑。導(dǎo)體被極化帶電的過(guò)程，可參考圖12中的天線被極化的過(guò)程。另外，磁感應(yīng)也會(huì)使導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使導(dǎo)體或電路帶電。一個(gè)被充滿電的電容器，它的兩個(gè)電極就是帶電體，一端帶正電，另一端帶負(fù)電，而真正不帶電的地方是在電容器的中間；同理，一個(gè)被感應(yīng)的變壓器

4、次級(jí)線圈，它的兩個(gè)輸出端口也會(huì)帶電，而真正不帶電的地方只有在變壓器線圈的中間抽頭處。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，只有電位為零的物體，我們才能稱它不帶電；或者說(shuō)，只要電位不為零的物體我們都應(yīng)該稱它為帶電體。但這樣一來(lái)，我們實(shí)際中接觸到很多的具體電路就只能用等效電路來(lái)表示了，所以，有時(shí)把問(wèn)題太復(fù)雜化了也不好，但過(guò)于簡(jiǎn)單有時(shí)也會(huì)把實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題給掩蓋住了。一只小鳥(niǎo)，如果它站在電視發(fā)射天線的中間，它一般是不會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)的，但如果它站在電視發(fā)射天線的某一端，它可能會(huì)立刻被電死。這說(shuō)明發(fā)射天線的中間是不帶電的，而發(fā)射天線的兩端都是帶電的。但為什么小鳥(niǎo)站在幾十

5、萬(wàn)伏的高壓線上，它沒(méi)有被觸電，而站在只有幾十伏電壓的發(fā)射天線的某一端上卻會(huì)被電死呢？這就是電磁感應(yīng)的性質(zhì)，微波爐就是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的。小鳥(niǎo)站在高壓線上沒(méi)被電死的原因，是因?yàn)樾▲B(niǎo)的電容很小，雖然幾十萬(wàn)伏的高壓對(duì)它來(lái)回充放電，電流很小（i=C●dv/dt）；而小鳥(niǎo)站在發(fā)射天線的某一端，因?yàn)榘l(fā)射天線電壓信號(hào)的頻率很高，電容來(lái)回充放電的電流很大，因此，小鳥(niǎo)很容易會(huì)被電死。由此可知，如果把多個(gè)不是真正零電位的電路或帶電體互相連接在一起，接點(diǎn)處將會(huì)出現(xiàn)電流。比如，三相變壓器的中線一般都接地，當(dāng)三相電源負(fù)載不平衡的時(shí)候，接地處就會(huì)產(chǎn)生電

6、流；又如，把變壓器次級(jí)線圈的一端接地，接地端也會(huì)產(chǎn)生電流，而電流的大小與變壓器次級(jí)線圈的電容有關(guān)，與工作頻率也有關(guān)，與輸出電壓也有關(guān)。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)地線的連接和處理一定要特別慎重，否則將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的地線干擾。這里再次指出，一般電路中的地，不是大地，其電位并不等于零，它只不過(guò)是一根公共連接線，當(dāng)它沒(méi)有與大地連接時(shí)，我們更不應(yīng)該把它看成地線。理想的地線應(yīng)該是，電位處處為零，即：在理想的地線中是沒(méi)有電流流動(dòng)的，如果導(dǎo)體中有電流流動(dòng)，我們就不能把它當(dāng)成地線。下面我們以圖18為例來(lái)分析地線對(duì)EMC產(chǎn)生的影響。圖18中Q1表示開(kāi)關(guān)

7、電源，T1為開(kāi)關(guān)變壓器，D1為整流二極管，C1、C2、C3為濾波電容器，A1為功率放大器，S1為功率放大器輸入信號(hào)，R1為功率放大器輸出負(fù)載，G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8為各個(gè)器件的地；Ui表示整流輸出電壓，Uo表示經(jīng)過(guò)濾波后的輸出電壓。我們先來(lái)看G1，G1是開(kāi)關(guān)電源變壓器次級(jí)的地，這個(gè)G1地的電位不是0，變壓器次級(jí)真正的0電位是在變壓器次級(jí)線圈的中心抽頭處，如果變壓器次級(jí)線圈的兩個(gè)端子不接成回路，它相當(dāng)于一個(gè)振子天線；如果把G1與大地相接，哪怕變壓器次級(jí)線圈的另一端不與其它電路連接，G1也會(huì)產(chǎn)生地電流，并且變

8、壓器次級(jí)線圈熱端的電位會(huì)升高一倍，其工作原理與廣播電臺(tái)的中波發(fā)射天線的工作原理很類似。變壓器輸出電壓經(jīng)二極管D1整流后為脈動(dòng)直流，脈動(dòng)直流含有非常豐富的高頻諧波，不能直接向功率放大器供電，必須要經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能濾波，使脈動(dòng)直流變成一種紋波很小的直流后，再給功率放大器供電