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隔离方法在EMC设计中的应用及注意事项

2014-02-125090安规与电磁兼容网

4.2.1机械触点的熄弧电路

机械触点的熄弧电路一般由电阻R和电容C串联组成,其原理是用电容转换触点分断时负载电感L上的能量,从而避免在触点上产生过电压和电弧造成的电磁干扰,最终由电阻吸收这部分能量。机械触点熄弧电路中的电阻R11一般取值为100Ω~200Ω,电容一般为0.1uF~0.47uF,如下图所示。


图3  继电路的熄弧与继流电路

4.2.2电感负载的续流电路

直流电路电感负载的续流电路是用二极管反向并联在电感负载上(如下图所示)。当切断电感负载时,其上的电流经二极管续流,不会产生过电压而危及电路上的其它器件。


图4 共模电感实物

如果用压敏电阻代替二极管,其效果会更好。因为压敏电阻吸收能量更快,从而减小了动作响应时间。

5 共模电感隔离

共模电感(CommonmodeChoke),也叫共模扼流圈,它并非像隔离变压器、光电耦合器、电磁继电器那样属于隔离器件,这些器件中被隔离的两端,通过磁、光、机械进行信号的传输,但是共模电感在电磁兼容领域的应用时,主要是为了让共模电感像隔离器件那样将共模干扰隔离在共模电感输入/输出的两端,因此,本文也将其与隔离变压器、光电耦合器、电磁继电器一起作为隔离方法进行介绍。

共模电感也是电感的一种,众所周知,电感在电磁兼容领域中是用来控制EMI的,随着频率增加,理想电感的感抗线性增加。例如,理想的10mH电感在10kHZ时感抗是628Ω,在100MHZ时增加为6.28MΩ,使其看起来像开路,犹如隔离器件。由于电感绕线间的寄生电容限制,其实际应用频率一般不会无限制的高(通常低于200MHZ)。

共模电感实质上是一个双向滤波器:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

共模电感由铁氧体磁芯、线圈La、Lb,以及固定架组成,两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。

这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的,如下图所示:


图5 典型共模电感的频率特性

在电气电子产品的互连线缆、I/O端口的信号线、电源线等共模干扰传输路径上使用共模扼流圈相当于增加了共模干扰传输路径的阻抗,这样在一定的共模电压作用下,流过产品的线缆的共模电流就会减小,电磁骚扰辐射强度会也相应的降低。

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