电磁干扰浅析——传导干扰和辐射干扰
2024-11-26 16:50:40
晨欣小编
电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称 EMI)通常分为两种类型:传导干扰和辐射干扰。
1. 传导干扰
传导干扰是指通过导电介质(如电源线、信号线等)传播的干扰信号。其常见的形式有共模干扰和差模干扰。
1.1 传导干扰的传播方式
传导干扰通常通过电流或电压的形式在电路中传播。为了测试电子设备产生的传导干扰,常采用低通滤波器和仪表连接测量的方式。图6中展示了这一过程:
**共模干扰(CI)**是通过电子设备对大地的电容传输的,通常在低频段容易抑制,但在高频段抑制难度较大。
**差模干扰(DI)**则是通过电子设备的电源输入线传输的,因此需要使用低通滤波器进行隔离。
1.2 回路电流产生的传导干扰
开关电源电路中的不同部分回路电流相互影响,形成传导干扰。图7展示了开关电源的典型电路,其中i1、i2、i3是分别对应输入、整流及开关回路的电流,i4是输出整流电流。最重要的是i3,因为它受开关管控制,影响其他电流的变化。若i3中的高频谐波产生干扰,其他电流(如i1、i2)也会因此受到影响。
此外,i4产生的共模干扰信号是通过对地电容(如C4)和变压器的电容传递的。
1.3 电磁感应产生的传导干扰
开关电源中的变压器作为主要的磁感应元件,可能产生漏磁通,导致感应电动势,从而产生干扰。图8展示了磁感应导致的差模和共模干扰。变压器的漏磁通通常在5%到20%之间,这些漏磁通可能会穿过其他电路并产生感应电动势。
2. 辐射干扰
辐射干扰是通过电磁感应传播的干扰信号,它通过空间传递。图11展示了测试电子设备产生辐射干扰的基本方法。辐射干扰的信号通过电场或磁场耦合到天线,并且最终向周围空间辐射。辐射干扰的强度与设备的电容、天线的尺寸等因素密切相关。
2.1 天线的极化和谐振
天线是辐射干扰的重要元件,其工作原理涉及电场和磁场的感应。图12展示了极化天线的工作原理。天线在电场作用下被极化,产生电荷分布,并以此来发射电磁波。天线的品质因数(Q值)直接影响到其谐振特性,进而影响辐射干扰的强度。较高的Q值会导致较强的谐振电压,从而增强辐射干扰。
2.2 测量辐射干扰
测量辐射干扰时,通常使用谐振天线进行信号检测。由于干扰信号的频率成分丰富,无法直接测量其总强度,因此需要通过选择特定频率来测试干扰信号。图13描述了谐振回路产生的干扰信号和其测量原理。
3. 结论
电磁干扰不仅通过导电介质进行传导,还会通过电磁波的辐射传播到空间。为了有效减少电磁干扰,通常采取一些措施,如使用低通滤波器、屏蔽措施和合理布局电路设计等。同时,在设计和测试电磁兼容性时,需要不断更新标准和方法,以适应日益严格的环境要求和技术进步。