分析一個電磁兼容的問題需要從三個方面入手:
騷擾源
敏感源
耦合路徑
找到這三個因素后,再決定去掉哪一個。只要去掉一個,電磁兼容的問題就解決了。例如,當騷擾源是雷電,敏感源是電子線路時,我們能做的就是消除耦合路徑(因為沒法去掉騷擾源,我們沒法讓自然界不產生雷電吧)。
耦合路徑分為傳導耦合路徑和空間耦合路徑。
最容易判斷的是電磁騷擾的敏感源,實際上大部分的電磁兼容的問題都是先從發現干擾的現象起因的,因此,最先關注的應該是敏感源。
比較容易判斷的是電磁騷擾源,我們通過實驗和分析,可以確定導致電磁兼容問題的騷擾源是在哪里。
最難判定的是耦合路徑,也就是騷擾源是怎么樣把能量耦合到敏感源的。但是耦合路徑又是最重要的,因為在很多場合,騷擾源和敏感源都是很難改變的。
電磁干擾的耦合路徑
電磁干擾的耦合路徑可以從下圖看出幾種典型的耦合路徑。
電源線的耦合:最常見,最基本的是電源線的耦合。也就是說騷擾源和敏感源他們共用一條電源線,騷擾源的能量通過電源線耦合進敏感源。
地線的耦合:地線是電路的電位參考點,因此,所有的電路都會匯聚到地線上去,這樣就為地線成為一個耦合路徑提供了條件。
近場耦合:騷擾源和敏感源電路之間存在雜散的電容,互感。這樣就可以把騷擾源的能量耦合到敏感源。
電磁波的輻射:騷擾源在工作的時候,會產生電磁波的輻射,輻射可能會干擾到附近的無線接收設備。
電源線耦合(傳導耦合產生的機理)
上圖中按摩椅在工作的時候干擾了電視機的工作,這是怎樣的一個過程呢?
首先,按摩椅在工作的時候,產生了騷擾電流,這個騷擾電流在流過電源系統的阻抗Z的時候,會產生一個騷擾電壓U。這個時候純凈的電源與騷擾電壓共同產生了一個被污染的電源。當電視劇使用了這樣一個被污染的電源以后,就會出現故障。
判斷耦合路徑的方法
關于耦合路徑是傳導性的,還是空間耦合的,我們可以通過改變耦合路徑的狀態,觀察干擾變化的情況來判斷。
懷疑電源線耦合:可以通過將騷擾源和敏感源使用不同的電源供電,觀察干擾現象是否變化。如果用不同的電源線供電,干擾現象消失,那么說明電源線是耦合路徑。
懷疑地線耦合:同樣,騷擾源和敏感源斷開地線,觀察干擾現象是否變化。
空間耦合:調整騷擾源和敏感源之間的距離,觀察干擾現象是否變化,空間的耦合通常與距離有關系,距離越遠,耦合量越小,特別是在近場的時候。騷擾源到敏感源的能量與距離有很大的關系,通常與距離的平方甚至三次方的關系。
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