您当前的位置:五五电子网电子知识电工技术电工文摘陶老师ESD、EMI、EM讲座(2)——EM与EMI 正文
陶老师ESD、EMI、EM讲座(2)——EM与EMI

陶老师ESD、EMI、EM讲座(2)——EM与EMI

点击数:7482 次   录入时间:03-04 11:58:30   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
下面讲电磁感应。电磁感应和EMI,EMI就是电磁干扰。电磁干扰分电场干扰和磁场干扰,电场和磁场是两种不同性质的物质,现在我们很多人没有了解它,大家都说是一种暗物质,就是不知道它是什么样的东西,叫做暗物质。很多人把它分成一派的概念进行解释。现在我们只知道它是能够携带能量的介质,它充满整个宇宙空间,电场和磁场,只要你了解两者之间可以互相转换,当某种电场或磁场的位能产生变化,什么是位能?比如某个带电体带的电压是100V,一下就变成200V的,这就是位能改变了。或者是原来磁场强度,如果电流是1安培,一下变成2安培了,磁场也是在改变。位能的改变会影响整个空间电磁场的分布,这种分布是光的速度进行传播,就是30万公里/秒。电磁场干扰无处不在,你想抵挡都挡不住。产生电磁层感染就是带电物体的电荷出现分布,对分布电容不断地充放电,任何一个带电体都可以把它看成一个电容,也就是说叫做分布电容。产生磁场干扰的基本原因是流过导体的电流的大小和方向发生改变,即分布电感产生的磁通大小和方向在不断变化。这两句话很重要,电流改变了,只有改变才会对整个空间重新分布,而且分布的速度按照30万公里/秒进行传播。 现在我们具体解释一下电磁感应和干扰的原理。刚才已经讲了电场和雷电产生的原理一样,这边是带电体,你也可以把它看成一个地球,带电体的旁边如果有一个物体,这个物体不管是金属的还是绝缘体都会产生极化带电,不管是否导电都会导致极化带电,比如说这是一根金属棒或者是一根木棒都会产生感应。产生感应带电,这边带的是负电,这边带的是正电。但是整个物体的电中性还是保持着。那么,这两端产生的电位差就是电位梯度,就是电场强度。知道了电场强度以后就可以算出这两端的感应电压,感应电压等于电场强度×距离。

电磁干扰的原理是带电体电磨和位能不断的改变,会对感应体产生位移电流,当这边是正的时候,电流的方向往这边流,当是负的时候电流往另外一边流。位移电流和一般电工学里面的位移电流不一样,位移电流不需要回路,在任何一个导体里面都会产生位移电流,并且位移电流的大小在这个导体里面的每个地方都不一样,不管这个怎么变化,中间位移电流等于零,只在两端位移电流是最的大,中间那个地方等于零。如果你不好理解,你把这个当成一根天线就理解了,天线发射电磁波的时候也是没有回路的,就是靠不断的对它进行充放电,这个原理是一样的。还有一种情况,当两个变换的速度和来回移动的方向、距离正好是半个波长的时候它会产生谐振,这个在天线理论里面可以学到。因为位移电流是有速度的,不能说速度等于无穷大,我这边变你也变,如果移动有速度就会产生叠加和抵消的作用,就会产生谐振。

我们给大家介绍一个很重要的概念,就是电容。这个电容和我们现在电路里面用的电容是两个概念,大家不要混淆。任何带电体我们都可以把它看成一个电容,电容的大小跟它带的电压和电荷的多少有关,如果带的电荷越多,电压越高它的电流就越大。电容的概念其实与电荷的概念也是互相对应的,我们把这个电容器看成是两个电容进行串联,也就是说带电体带正电,带正电是对于无限远的地方来说的,为什么呢?因为这个带电以后电场分布是发散性的,中间这一点是最强,离的越远的时候电感强度就越来越低,当无限远的时候就等于零,你不能拿它来参考地球,参考地球的话相当于范围太小,本身地球也可以看成电容,所以分析电容的时候最好用无限远的地方作为参考点。也就是说我们计算电容的时候以无限远的地方考虑,计算电容也是以无限远的地方考虑。把这两个电容靠在一起的时候就变成了电容器,你就可以利用这两个电容的电位梯度和电容器来分析。任何一个带电体都可以看成一个电容,一个孤立球导体的电容等于表面积除以半径,再乘以电容系数。地球的容量算出来就是7×10-4(F),把两个孤立电容进行推导,算出来就是这样,电容器正好等于上面储存的电容量除以电位差。明白电容的概念以后,也要分析电路的电磁感应方面,要有量的概念。有了量的概念我们可以对电磁干扰进行分析,比如说这边是一个干扰电压,通过这条电路进行供电,旁边也有一个电路,这个电路就会受到干扰,干扰怎么计算?它的导向电路是什么?我们可以把两个导线看成一个电容器,就是有一个耦合电容。等效电路相当于这边,你要减少两个回路互相干扰的程度就必须要减少上面的Cm电容,把两条线隔得越远越好,而且越短越好,只要面积越小电容器越小,离得越远电容器也越小。

下面讲磁场感应与干扰。磁场只要有电容从导体里面流过就会产生磁场,磁场这个东西因为我们摸不到,所以现在我们都是用磁力线表示,我们可以判别它。这个磁场如果穿过周边的电路,或者是其他电感线圈就会产生电子感应,这就相当于一个有电流流过的电感线圈,会产生磁场,这个磁场对另外一个线圈也会产生感应电压。线圈对应里面任何一个线路也会产生感应电压。所以电磁感应就是因为磁力线穿过闭合回路而产生的,你要减少电压的大小,就要减少干扰的大小,一个就是减少它的磁通量,感应电压与磁通量有关,减少磁通量只能减少面积,减少圈圈的面积,或者减少磁场强度,磁场强度一般很难改变,你只能改变面积。另外,刚才说的干扰是位能改变才会干扰,如果只是一个通到位能不变,它不会干扰,永远是一个1安培,位能不变不会干扰。干扰是位能不断改变,一下子变成1安培,一下子变成2安培,一下子变成3安培,一下子又变成负的安培。

电磁干扰我们关心的有两种,一种是传导干扰,一种叫做辐射干扰。传导干扰是通过导线,就是电源线或者里面的信号线进行传导、传输的,这叫做传导干扰。另外一种是辐射干扰,辐射干扰是通过空间的,这两种相对来说后面这种辐射更加难。传导干扰还分共模干扰和差模干扰,辐射干扰一般是通过空间互相连接,只要两个设备靠在一起就会产生干扰。辐射干扰也分电场干扰和磁场干扰,就是电场辐射和磁场辐射,但是根据麦格思维方程,电场辐射和磁场辐射都是互相联系在一起,只要你在任何一个空间里面有交电电场,它在旁边也会产生对应的磁场,并且两个可以互相转换。

传导干扰测量原理。这里面传导干扰有两个干扰,一个是共模,一个是差模,这样一个回路是流进入又流出来的,这叫做差模。这两个同时进去从另外一边流出来叫共模,共模干扰很简单,就是以大地为一端,另外一端是以上面的线路、设备,不管什么线为一端测到的电压,这叫做共模干扰。因为测量的时候必须要与一根电路连接,先测三个电压,这是测这个与大地之间的电压,这是测两条线之间的电压,然后得出结算公式。V1=CI-DI,就是共模干扰减去差模干扰。V2=CI+DI,V3=DI,R1、R2、R3、R4为接地电阻,C1为分布电容,如果到检测所去测之前自己一定要先进行摸底测试,用一块垫板或金属板放在下面接地,等于说分布是固定的,利用标准一块板与机器造成分布电容,一般是一个平方米等等,是由他们定的,你可以做试验,测多大都没有关系,但它是固定的,测电视机是什么样,测手机是什么样,这是不一样的。传导干扰测量方法。分布电容在这一块金属板,与它之间产生分布电容,当然用这个板带分布电容,测出来的结果数字越大,这只是用来做对比,以此为基础。我们做摸底可以用大一点测,容易测得到,但你测得不算数。



传导干扰详解。我们讲一讲几个干扰原理,不管是传导干扰还是辐射干扰,在电路里面占的成分最大就是开关电容,大概占了辐射干扰的70%以上,如果可以把开关电容、辐射和传导干扰基本上压制住了,其他就很容易了。在电容一进去以后可以构成回路,这里也构成回路,这里也是构成回路,这几个回路在上面互相之间都会产生电流回路法,之间会互相干扰。这里是对地的分布电容,每个回路里面对地都有分布电容构成一个回路。上面几个会产生差模干扰,这几个属于共模干扰,共模干扰是与大地相关的,就是以地为一端,是测试端或者是电压的一个值。这些回路你都可以看成是一个变压器的线圈,相当于一个感应线圈,只要里面有磁力线穿过都会产生感应电动势,都会通过并合这些线往那边传。


[1] [2] [3]  下一页


本文关键字:暂无联系方式电工文摘电工技术 - 电工文摘