苏州莱瑞测信息科技有限公司

电子线路与电磁兼容设计

   2010-08-27 陶显芳4810


在电子线路中只要有电场或磁场存在,就会产生电磁干扰(Electromagnetic Interference),两者是相辅相成的,因为电场会产生位移电流,电流又会产生磁场。在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

电磁兼容设计

目前大多数电子产品都选用开关电源供电,以节省能源和提高工作效率;同时越来越多的产品也都含有数字电路,以提供更多的应用功能。开关电源电路和数字电路中的时钟电路是目前电子产品中最主要的电磁干扰源,它们是电磁兼容设计的主要内容。下面我们以一个开关电源的电磁兼容设计过程来进行分析。



图1 是一个普遍应用的反激式(或称为回扫式)开关电源工作原理图,50Hz 或60Hz 交流电网电压首先经整流堆整流,并向储能滤波电容器C5 充电,然后向变压器T1与开关管V1组成的负载回路供电。图2 是进行过电磁兼容设计后的电原理图。

a.对电流谐波的抑制
一般电容器C5 的容量很大,其两端电压纹波很小,大约只有输入电压的10%左右,而仅当输入电压Ui大于电容器C5 两端电压的时候,整流二极管才导通,因此在输入电压的一个周期内,整流二极管的导通时间很短,即导通角很小。这样整流电路中将出现脉冲尖峰电流,如图3 所示。





这种脉冲尖峰电流如用付立叶级数展开,将被看成由非常多的高次谐波电流组成,这些谐波电流将会降低电源设备的使用效率,即功率因数很低,并会倒灌到电网,对电网产生污染,严重时还会引起电网频率的波动,即交流电源闪烁。脉冲电流谐波和交流电源闪烁测试标准为:IEC61000-3-2及IEC61000-3-3。一般测试脉冲电流谐波的上限是40 次谐波频率。
 
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