《电磁干扰与电磁兼容性技术的分析研究现状与发展趋势.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁干扰与电磁兼容性技术的分析研究现状与发展趋势.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、- 1 - / 8 目录 一、研究意义和现状与发展 2 二、电磁干扰与电磁兼容基本原理 3 研究意义、研完现状及其研究方法。本文还分析了传导 性电磁干扰的基本原理，井介绍了传导性电磁干扰的共模(CM和差模 (DM干扰模型。在分 析传导性电磁干扰基本原理的基础上，本文还介绍了传导性电磁干扰的三种耦合方式。包 括电路性耦合、电容性耦合和电容性耦合。接着本文介绍了抑制电磁干扰的一般方法，并 分析了屏蔽、接地和滤波三种重要的电磁干扰抑制措施。 关键词：电磁兼容电磁干扰模型耦合方式干扰抑制 一、研究意义和现状与发展 1410 当前人类的生存环境也已具有浓厚的电磁环境内涵。随着城市人日的迅速增长，汽 车、
2、电子通信、计算机与电气设备大量进人家庭，空间人为电磁能量每年都再增长，21 世 纪电磁环境恶化已成定局严重恶化的电磁环境对人类生活日益依赖的通信，计算机与各种 电子系统都将造成灾难性的危害。电磁干扰除了可能对系统的效能有着重大的影响，其影 响如图1 所示。为此世界各国均十分重视愈来愈复杂的电磁环境及其广泛的影响，电磁兼 容技术是由过去的。电磁干扰。(Electromagnetic Interference 演变而来的。而人们对电磁 干优的研究工作可追溯 到 19 世纪，希维赛德于1881 年写的“论干扰”一文可算得上最重要的早期文献， 此后188 年柏林电气协会成立了干扰问题委员会，紧接着在1
3、889 年英国邮电部门开始研 究其通信干扰问题。到本世纪20 年代以后，各先进工业国家都日益重视EMC 的研究，成 立了许多相关的国际组织。本世纪40 年代，为了解决由于飞机通信系统受到电磁干扰造成 飞行事故的问题，开始较为系统地进行EMC 技术的研究。美国自1945 年开始，颁布了一 系列电磁兼容方面的军用标准和设计规范，并不断加以充实和完善，使得EMC 技术进入新 的阶段。 60 年代以来，现代电子科学技术向高频、高速、高灵敏度、高安装密度、高集成 度，高可靠性方向发展，其应用范围越来越广，渗透到了整个社会的每个角落。因而发达 国家在EMc 研究方面投入了大量的人力物力形成了EMC 热。电
4、磁兼容性问题在国内发展 相对较晚， 70 年代以来，国内对电磁兼容性问题也引起了重视。特别是我国海军舰船，由 于对电子设备几及舰船总体设计没有提出电磁兼容性要求，造成舰船设备的相互干扰，使 其通信、探测、导航能力等下降，从而引起了广泛的重视，筹建了国内第一个电磁兼容性 实验研究室。其后，一些军种、部门及大学陆续建立了电磁兼容性实验研究室，电子及电 气设备研究、设计及制作单位也都纷纷配备了电磁兼容性设计人员。目前，参照国外相应 标准，我国已系统的制定了一整套军用及民用电磁兼容性标准及规范，并正在切实地贯彻 执行。 20 世纪 80 年代后，电磁兼容技术的发展进入了全新的阶段，开始实行强制认证制
5、度了。国际上，欧盟89/336/EEC 电磁兼容指令从1996 年 1 月 1 日开始强制执行，大大推 动了全球的电磁兼容标准的强制执行和电磁兼容认证工作，使其向更加规范化和法制化方 法发展。需要注意的是2004 年 12 月 15 日欧洲议会、欧共体理事会通过了一个新的电磁 兼容指令 :2004/108/EC4，该指令自发布于欧盟官方公报之后第20 天开始生效，并将于 2007 年 7 月 20 日起强制执行，并同时废除89/336/EEC指令。这必将进一步促进我国电磁 兼容认证制度的发展。紧跟国际潮流，我国也建立了强制性产品认证制度。2001 年 12 月，国家发布强制性产品认证管理规定，
6、英文名称为“China Compulsory Certification“ ， - 3 - / 8 英文缩写为 “CCC“ ，简称为 “3C“认证， 3C认证对这些产品的安全性能、电磁兼容性、防电磁 辐射等方面都做了详细规定。 2002 年 5 月 1 日起，国家相关部门开始受理第一批列入强制性产品目录的认证申 请，包括涉及安全、电磁兼容、环境保护要求的19 大类、 132 种产品。对列入目录的产 品，凡未获得强制性产品认证证书和未加施“CCC“强制性认证标志的产品，不得出厂、进口 和销售。以美国NIST 、英国 NPL以及德国PTB等为代表的国立研究机构，他们主要从事各 类测量天线、磁场探头
7、、电场探头和EMC 测试场地的校准研究，并对外提供服务。另一类 则是专门从事校准服务的公司以及EMC 检测设备制造商的校准实验室，他们均取得了国际 上一些著名认证机构的授权。 我国最早从事电磁兼容技术研究的是上海电器科学研究所，早在1962 年就开始进 行无线电干扰的测量和船用电机电器无线电干扰标准的制定工作。从事电磁兼容学科研究 的大学主要有北京邮电大学、北京交通大学和东南大学等。从事电磁兼容检测的研究所有 上海电器科学研究所、信息产业部电子三所、四所、五所和广州电器科学研究所、武汉高 压研究所等。但求解区域远大于散射体本身，且场的传播在空间离散描述，造成空间色散 误差。 另外，由于只能在有
8、限区域内计算，这就要求必须设置边界条件。积分方程方法通 过求解散射体表面或体积内的感应电流来分析散射问题，不存在空间色散误差。微分方程 方法往往比积分方程方法更容易实现求解任意复杂媒体环境下的电磁问题。对于均匀背景 介质中的开放域问题，常常采用积分方程方法进行求解。对于单独利用微分方程方法积分 方程方法均难以求解的问题，往往采用混合方法分析。常见的积分方程方法有矩量法 6(MOM 、体积分方程方法(VIEM。常见的微分方程方法有时域有限差分法(FDFD 、有限 元法 (FEM、区域分解法 (DDM等。 二、电磁干扰与电磁兼容基本原理 相线 (L与地 (E、中线 (N地 - 4 - / 8 E存
9、在的传输的电位相同的干扰信号U1、U3 差模干扰 (Differential-mode Interference ，简称 CM相线 (L与中线 (N之间传输的电位相差180。的干扰信号U3。 的响应。因此干扰源、传播途径和敏感设备统称电磁干扰三要素，其简单示 意图如图 3。 与设备 (电路 之间的电联系，耦合起着把电磁能量从一个设备 - 5 - / 8 (电路 传到另一个设备(电路 的作用。一般而言，传导性干扰可以通过多种途径从干扰源 耦合到敏感设备中，这些途径包括：电路性传导耦合、电容性耦合、电感性耦合三大类。 ，当两个电路处于不同电 位时，一个电路的电荷对另一个电路有感应。如图6(a所示，
10、线路1 附近有一线路2，C12 是它们闻的杂散电容，C2和 R 是线路 2 对地的杂散电容和电阻，其等效电路如图6(b，阻 抗上有线路1 引起的干扰电压UN。 、磁场屏蔽 (静磁场及交变磁场屏 蔽及电磁场屏蔽(同时存在电场及磁场的辐射电磁场的屏蔽。 抑制高频系统中工作频带之外的于扰； (2消除信号电路中频谱成分不同于有用信号的干扰； (3消除沿电源电路、操纵电路，控制电路以及转换电路的干扰。 在设计和选择滤波器时应该考虑： 插入损耗的频响曲线；阻抗匹配；电压额定值用作电源滤波的滤波器，要 - 7 - / 8 适应瞬时的大幅度尖峰脉冲的冲击；电流额定值；绝缘电阻；温升；可靠性； 漏电流。 建立与
11、大地相连的低阻抗通路，使雷击电流、静电放电电流有优先通路直接流 入大地，不致影响电路、设备的正常工作和人身安全； (2建立设备外壳附近金属导体间的低阻抗通路，当设备中存在漏电电流时，不致 危及人身安全； (3电路及设备的各部分都连接到一个共同的等电位点或等电位面，以便有一个共 同的参考电位，使各部分电路均执行正常功能； (4任何电路的电流都需要经过地线形成回路，接地的目的之一就是使流经地线的 各电路的电流互不影响或其影响得到抑制。信号接地的接地方式包括浮地、串联单点接 地、并联单点接地、多点接地。 五、结语 本文着重对电磁干扰和电磁兼容原理及其相关技术进行了综合性概述。简单介绍了 电磁干扰的危
12、害和研究意义以及该学科的发展现状和趋势。本文还简单分析了电磁干扰的 基本原理，并给出了差模、共模干扰的定义和模型。在此基础之上，本文介绍了几种典型 的电磁干扰耦合方式，并给出了当前抑制电磁干扰的几种常用方法。 参考文献 1 朱文立国内外电磁兼容发展动态J.电子质量 .2003(7 2 杨继深共模干扰和差模干扰J.安垒与电磁兼容.2002(2. 3 周佩白 , 马乃祥基本概念与电磁干扰源及耦合途径J.华东电力 .1999(8 4 赖祖武电磁干扰防护与电磁兼容北京: 原子能出版社 .1993 5 湖北省电磁兼容学会电磁兼容性原理及应用M 北京 : 国防工业出版社，1996 6 刘鹏程 , 邱扬电磁
13、兼容原理及技术M. 北京 : 高等教育出版社.1993 7 王定华 , 赵家升电磁兼容原理与设计M 成都 : 电子科技大学出版社.1995 8 杨克俊电磁兼容原理与设计技术M 北京 : 人民邮电出版社.2004 9 林国荣 , 张友德电磁干扰及控制M 北京 : 电子工业出版社.2003 10 高攸钢电磁兼容总论M 北京：北京邮电大学出版社.2001 11 蔡仁钢电磁兼容原 理、设计和预测技术 M 北京 : 北京航空航天 大学出版 社.1997 12 路宏敏工程电磁兼容M 西安：西安电子科技大学出版社.2003 13 陈淑凤 , 马蔚字 , 马晓现代电子系统的电磁兼容性设计M 北京 : 国防工业出版 社,2004 - 8 - / 8