電磁兼容設(shè)計(jì)及其應(yīng)用分析

徐澤柱　潘湖迪　陳大果　王波

摘 要：電磁兼容學(xué)科是一門高精尖的綜合性學(xué)科，涉及信號(hào)分析學(xué)理論和電磁場(chǎng)理論等眾多相關(guān)的理論。在對(duì)各種電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要充分考慮到其所具備的電磁兼容性，并進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以保證實(shí)際應(yīng)用效果，維持安全穩(wěn)定的電子設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。本次研究中從電磁兼容相關(guān)內(nèi)容的介紹入手，分析電磁兼容設(shè)計(jì)及相關(guān)應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：電磁；兼容性；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，各種新型的電子技術(shù)以及電子產(chǎn)品、電子設(shè)備等也不斷的涌現(xiàn)出來，并得到十分廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，在不同電子設(shè)備之間的電磁兼容性方面，也提出了新的更高的要求。本次研究中，即立足電磁兼容性的相關(guān)內(nèi)容和特點(diǎn)，重點(diǎn)分析電磁兼容設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用問題，以期為各種電子技術(shù)的發(fā)展以及各種電子產(chǎn)品的應(yīng)用等提供一定的參考和借鑒。

1 電磁兼容概述

電磁兼容性指的是對(duì)一種設(shè)備或者器件、系統(tǒng)而言，在一定的自身環(huán)境下，可以維持正常的工作狀態(tài)，發(fā)揮出正常的性能。這一過程中，與相應(yīng)的設(shè)備或者器件、系統(tǒng)處于相同環(huán)境下的其他器件或者設(shè)備也同樣處于正常的工作狀態(tài)，不會(huì)受到強(qiáng)烈電磁的影響?？傮w來看，電磁兼容性是一種特殊的兼容狀態(tài)，在這一狀態(tài)下，電子線路和系統(tǒng)之間處于相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)，互不干擾，在電磁方面良好兼容。一般情況下，電磁兼容性會(huì)涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容。一方面，電磁兼容狀態(tài)下，在不同電子設(shè)備的正常運(yùn)行中，會(huì)對(duì)所處的電磁環(huán)境產(chǎn)生一定的影響和干擾，但會(huì)處于一定的范圍之內(nèi)，不會(huì)超過相應(yīng)的極限范圍。另一方面，受到電磁兼容性的影響，對(duì)于一些器具而言，其所處的環(huán)境之中雖然會(huì)存在一定的電磁干擾，但是，這些器具可以對(duì)相應(yīng)的電磁干擾產(chǎn)生有效的抵抗作用。為此，在實(shí)際生活中，對(duì)各種電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮到電磁兼容性這一問題。要從電磁兼容性角度出發(fā)，對(duì)電子產(chǎn)品功能予以充分重視的同時(shí)，也注重對(duì)產(chǎn)品在電磁環(huán)境下抗干擾能力的分析和研究。

2 電磁兼容設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用分析

當(dāng)前，在人們的日常生產(chǎn)和生活過程中，多種不同的電子設(shè)備和電子系統(tǒng)均得到了十分廣泛的應(yīng)用，并獲得理想的應(yīng)用效果。相應(yīng)的，數(shù)字電路的工作速度也得到顯著的提高。這一情況下，也導(dǎo)致電磁環(huán)境不斷多樣化和復(fù)雜化，對(duì)各種電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的電磁兼容性也有了更高的要求。

本次研究中，筆者以濾波技術(shù)為例，分析電磁兼容設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用問題。目前，各種電力電子裝置在眾多領(lǐng)域都得到了十分廣泛的應(yīng)用，在獲得一定應(yīng)用效果的同時(shí)，也導(dǎo)致了諧波的出現(xiàn)，對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的諧波污染。為此，需要積極的進(jìn)行諧波治理。通過有效的濾波治理，可以減小變壓器的附加損耗，降低噪聲，提升變壓器的帶載能力。在對(duì)諧波問題予以處理的過程中，濾波器的應(yīng)用是一種常用的手段。濾波器的應(yīng)用可以消除各次電壓、電流諧波污染和干擾，降低電力損耗、提高設(shè)備效率，節(jié)約電能。而且，濾波器還擁有較高的運(yùn)行可靠性以及較低的運(yùn)行成本等顯著的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了十分廣泛的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)電磁兼容性的過程中，也經(jīng)常會(huì)用到濾波器這一重要的器件類型。在應(yīng)用濾波器的時(shí)候，電磁兼容是一個(gè)不容忽視的重要問題。一般情況下，用于將電源進(jìn)線口連接到濾波器的電線需單獨(dú)安裝在底盤上。這些電線的長度不同，因此可能會(huì)引起電磁兼容問題，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部噪聲源生成的電磁場(chǎng)避開濾波器。利用濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的有效篩選和過濾，順利的篩選并保留有用的信號(hào)，那些對(duì)系統(tǒng)無用的信號(hào)，則會(huì)被衰減。這樣一來，可以很好的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，減少各種無用信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的不良影響。從干擾電流的流動(dòng)路徑角度進(jìn)行分析，可以將干擾電流劃分為兩種類型，一種是共模電流，另一種是差模電流。其中，差模電流指的是干擾電流的流動(dòng)范圍在電源線中的火線與零線之間，或者在電纜中的信號(hào)線與信號(hào)線之間。共模電流指的是干擾電流在電纜的運(yùn)行過程中，在電纜和大地之間會(huì)形成一種回路流動(dòng)狀態(tài)，所有的信號(hào)數(shù)據(jù)與信號(hào)線上的相位基本保持一致。分析上述兩種類型電流對(duì)電路的影響，存在十分明顯的差異。其中，差模電流會(huì)對(duì)電路的正常工作狀態(tài)產(chǎn)生一定程度的影響，共模電流則不會(huì)對(duì)電路的正常工作產(chǎn)生明顯的影響。對(duì)于處于運(yùn)行狀態(tài)的電纜，如果電纜上存在一定的共模電流，那么電纜會(huì)通過自動(dòng)的方式產(chǎn)生強(qiáng)度很高的電磁發(fā)射，并對(duì)一定的電子產(chǎn)品及其周圍的電子設(shè)備產(chǎn)生不同程度的干擾。另外，需要注意到的是，在對(duì)濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，還需要對(duì)其他一些相關(guān)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析。其中，插入損耗是一個(gè)不容忽視的重要參數(shù)。該參數(shù)可以對(duì)濾波器電路中的衰減作用予以很好的體現(xiàn)。該參數(shù)值越大，相應(yīng)的濾波器的衰減效果便越明顯。為此，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要注意在保證濾波器安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，盡可能的提高插入損耗數(shù)值。另外，在各種電子系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，在系統(tǒng)尚未接入濾波器的時(shí)候，接收機(jī)在對(duì)信號(hào)源輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)輸出電壓下降的情況。因此，在進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要充分地考慮濾波器的插入損耗問題，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

通過本文的分析研究我們不難發(fā)現(xiàn)，在各種電子技術(shù)以及電子設(shè)備等的設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中，電磁兼容性都是一個(gè)不容忽視的重要問題。尤其是隨著各種電子新技術(shù)、新工藝以及新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，也需要對(duì)電磁兼容性相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用問題予以足夠的重視與研究。為此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中，工作人員要注意對(duì)不同電子設(shè)備以及電子系統(tǒng)等的電磁兼容情況予以全面的分析，使用一定的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改善，以更好的提高系統(tǒng)和設(shè)備的性能等，并維持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：慈溪出入境檢驗(yàn)檢疫局）