家用电器电磁兼容性设计|各种家用电器的EMC设计分析学习(四)
多点接地一般用于高于10MHz的频率范围,以便就近接地。但由于两个不同的接地点之间存在地电压,电路多点接地、并且电路间有信号联系时,将构成地环路骚扰。地电压将叠加在信号上一起加到负载端,造成差模干扰。如果两电路间的信号传输用两根导线,则地电压将加到两根导线上,由于这两根导线对地的阴抗不等,地电压在两导线上产生的共模电注大小不等,也将在负载两端造成差模干扰。为了克服地环路骚扰,应将信号地线和机壳地线分组敷设,先互相绝缘,*后再合一、使地环路阻抗增大,将地电压大部分降在该阻抗上,加到导线上的那部分被大大减小。此外,还可以在两电路之间插入隔离变压器、共模扼流圈或光电耦合器等,切断地环路,也可以取得良好的效果。
3.3屏蔽技术可以用来抑制家用电器中的辐射骚扰。辐射骚扰是以电磁场与电磁波的形式在空间传播的,通常可用金属材料或磁性材料把骚扰源包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。可以看到,屏蔽技术还可以用来保护家用电器中的敏感电路,免受外来的辐射骚扰。对于屏蔽作用的评价可以用屏蔽效能来表示,屏蔽效能即未加屏蔽前待测点的场强与加上屏蔽后,待测点的场强之比值。屏蔽效能为屏蔽体反射损耗、吸收损耗和多次反射修正量之和。
对于高电压、小电流的骚扰源,应采用近场电场屏蔽,即采用高导电率金属屏蔽体并接地;
对于低电压、大电流的骚扰源,应采用近场磁场屏蔽,但不同频率时应采用不同的措施。直流或低频时,可用铁、硅钢片、坡莫合金、合金等高导磁率材料制成屏蔽体,可以不接地。磁导率越高,屏蔽效能越高,增加厚度也会增加屏蔽效能,但很不经济,可以改用多层屏蔽。频率较高时,由于磁导率下降和磁损增加而不再适用,应采用高导电率金属材料,如铜、铝等。这时,如果屏蔽体接地良好,还可以同时屏蔽高频电场。
敏感电路距离骚扰源较远时,采用远场电磁屏蔽,即用高导电金属材料制成屏蔽体。家用电器屏蔽机箱或屏蔽盒的材料一般可采用铜板、钢板、铝板、镀锌铁板等,厚度约为0.2—0.8毫米。由于高频电流具有集肤效应,在工程塑料机箱上喷涂一层导电漆,就能起到良好的屏蔽作用。但实际机箱总有各种大小的孔、缝和开口,都可能造成骚扰的耦合。为此,可采用导电衬垫、金属丝网、截止波导管、截止波导通风板、导电玻璃视窗等,改善屏蔽效能。
3.4滤波技术可以用来抑制家用电器中传导骚扰的传输,而使需要的频率分量顺利通过。所使用的滤波器的重要特性用频率特性,即插入损耗随频率的变化来表征。插入损耗定义为信号源不接滤波器、直接加在负载上的电压,与信号源通过滤波器后加在负载上的电压的比值。能无衰减地通过滤波器的频率范围称为通带,而受到很大衰减的频率范围称为阻带。抑制传导骚扰的滤波器有反射式滤波器和吸收式滤波器等。
反射式滤波器是由电感、电容等元件组成的低通滤波器,在阻带内能提供高的串联阻抗和低的并联阻抗,并与骚扰源的阻抗严重不匹配,能将高频骚扰反射回骚扰源而被滤除,有用的低频分量则很小的衰减通过。常用于电源线滤波器和信号线滤波器。
吸收式滤波器是由有耗器件构成的,在阻带内,有耗器件将传导骚扰的能量吸收后转化为热损耗,而起滤波作用。铁氧体材料就是一种广泛应用的有耗器件,可用来构成低通滤波器。当导线中的低频电流穿过铁氧体时几乎没有损耗,但高频电流却会受到很大损耗。