據(jù)專家介紹防電磁干擾有三項措施,即屏蔽、濾波和接地。往往單純采用屏蔽不能提供完整的電磁干擾防護,因為設備或系統(tǒng)上的電纜才是最有效的干擾接收與發(fā)射天線。許多設備單臺做電磁兼容實驗時都沒有問題,但當兩臺設備連接起來以后,就不滿足電磁兼容的要求了,這就是電纜起了接收和輻射天線的作用。唯一的措施就是加濾波器,切斷電磁干擾沿信號線或電源線傳播的路徑,與屏蔽共同夠成完善的電磁干擾防護,無論是抑制干擾源、消除耦合或提高接收電路的抗能力,都可以采用濾波技術。
一、利用屏蔽技術減少電磁干擾。
為有效的抑制電磁波的輻射和傳導及高次諧波引發(fā)的噪聲電流,在用變頻器驅動的電梯電動機電纜必須采用屏蔽電纜,屏蔽層的電導至少為每相導線芯的電導線的 1/10,且屏蔽層應可靠接地??刂齐娎|最好使用屏蔽電纜;模擬信號的傳輸線應使用雙屏蔽的雙絞線;不同的模擬信號線應該獨立走線,有各自的屏蔽層。以減少線間的耦合,不要把不同的模擬信號置于同一公共返回線內(nèi);低壓數(shù)字信號線最好使用雙屏蔽的雙絞線,也可以使用單屏蔽的雙絞線。模擬信號和數(shù)字信號的傳輸電纜,應該分別屏蔽和走線應使用短 。
首先我們要搞清楚屏蔽和電磁兼容性,電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)縮寫EMC,就是指某電子設備既不干擾其它設備,同時也不受其它設備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣,是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標之一。安全性涉及人身和財產(chǎn),而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護。
電磁波會與電子元件作用,產(chǎn)生干擾現(xiàn)象,稱為EMI(Electromagnetic Interference)。例如,TV熒光屏上常見的“雪花”,便表示接受到的訊號被干擾。
屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進行金屬的隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域對另一個區(qū)域的感應和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場向外擴散;用屏蔽體將接收電路、設備或系統(tǒng)包圍起來,防止它們受到外界電磁場的影響。因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場,可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
1.二極管的反向恢復引起噪聲干擾
在開關電源中常使用工頻整流二極管、高頻整流二極管、續(xù)流二極管等,由于這些二極管都工作在開關狀態(tài),如圖所示,在二極管由阻斷狀態(tài)到導通工作過程中,將產(chǎn)生一個很高的電壓尖峰VFP;在二極管由導通狀態(tài)到阻斷工作過程中,存在一個反向恢復時間trr,在反向恢復過程中,由于二極管封裝電感及引線電感的存在,將產(chǎn)生一個反向電壓尖峰VRP,由于少子的存儲與復合效應,會產(chǎn)生瞬變的反向恢復電流IRP,這種快速的電流、電壓突變是電磁干擾產(chǎn)生的根源。
2.開關管開關動作時產(chǎn)生電磁干擾
二極管反向恢復時電流電壓波形 二極管正向導通電流電壓波形
在正激式、推挽式、橋式變換器中,流過開關管的電流波形在阻性負載時近似矩形波,含有豐富的高頻成分,這些高頻諧波會產(chǎn)生很強的電磁干擾,在反激變換器中,流過開關管的電流波形在阻性負載時近似三角波,高次諧波成分相對較少。開關管在開通時,由于開關時間很短以及逆變回路中引線電感的存在,將產(chǎn)生很大的dV/dt突變和很高的尖峰電壓,在開關管的關斷時,由于關斷時間很短,將產(chǎn)生很大的di/dt突變和很高的電流尖峰,這些電流、電壓突變將產(chǎn)生很強的電磁干擾。
1. 采用相關干擾技術,使保護系統(tǒng)發(fā)出的干擾信號與計算機輻射信息具有良好的相關性,克服了利用單一白噪聲作為干擾信號易被相關抑制解調(diào)的弱點,有效地破壞了相關與非相關竊取計算機輻射信息的條件,大大提高了解讀計算機信息的難度。
2. 采用空間亂數(shù)加密技術,克服了單一相關干擾僅能干擾微機視頻輻射信號,不能干擾其它電磁輻射信號的缺點。“ GRQ-03H 微機視頻信息保護系統(tǒng)”的空間亂數(shù)加密干擾信號可干擾任何涉密電子設備 ( 如計算機主機、顯示器、打印機、掃描儀、復印機等電子信息設備 ) 的輻射信息,適用范圍廣。
3. 采用空間亂數(shù)加密技術,使涉密電子設備的電磁輻射信號被擾亂,即使竊收者接收到電磁輻射信號也很難解調(diào)出信號所攜帶的真正信息。
理論和實踐的研究表明,任何一個電磁干擾的發(fā)生必須具備三個基本條件:首先應該具有電磁干擾源;其次有傳播干擾能量的途徑和通道;第三還必須有被干擾對象的響應。
要素一、電磁干擾源
電磁干擾源包括微處理器、微控制器、傳送器、靜電放電和瞬時功率執(zhí)行元件,如機電式繼電器、開關電源、雷電等。在微控制器系統(tǒng)中,時鐘電路是最大的寬帶噪聲發(fā)生器,而這個噪聲被擴散到了整個頻譜。隨著大量的高速半導體器件的發(fā)展,其邊沿跳變速率很快,這種電路將產(chǎn)生高達300 MHz的諧波干擾。
要素二、電磁騷擾的傳播途徑
電磁騷擾的傳播途徑包括傳導耦合和輻射耦合。
傳導耦合必須在騷擾源和敏感設之間有完整的電路連接。這個傳輸電路可包括導線、設備的導電部件、供電電源、公共阻抗、接地平面、電阻、電感、電容、和互感元件等。