DC/DC电源中的电磁干扰及其对策介绍.PDFVIP

DC/DC DDCC//DDCC电源中的电磁干扰及其对策 摘 要：概述了电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)的基本知识，对DC/DC电源中的电磁干扰进行了综合分析，并给 出了各自的解决方案。 关键词：DC/DC电源；电磁干扰；传导电磁干扰；辐射电磁干扰；电磁兼容 1 引 言 随着科学技术的发展，越来越多的电子产品进入了社会各个领域，推动了社会物质的丰富和精神文明的进步。但不 容忽视的是，伴随这些电子产品的应用而产生的电磁干扰又给人们带来了诸多烦恼。 电子产品产生的电磁干扰，以辐射和传导两种形式进行传播。它干扰广播、电视和通讯的接收，造成电子仪器和设 备的工作失常、失效甚至损坏。强烈的电磁辐射还会危害人们的健康，甚至导致易燃、易爆物质起火和爆炸等。因 此，人们不得不把抑制(消除)电子产品的电磁干扰提上议事日程，高度重视其电磁兼容设计。 2 电磁干扰和电磁兼容 2.1 电磁干扰 任何可能引起电子装置、设备或系统性能下降甚至失效，或者对生命或无生命物质产生损害的电磁现象称为电磁干 扰(EMI)。几乎每一种电子设备都产生不同程度的电磁干扰信号，它是一种不希望存在的电磁信号。这种信号可能 以电磁辐射的形式辐射出来，也可能通过载流导体，如电源线、电缆等，进行传输。同样，几乎所有的电子设备对 其它电子设备产生的干扰信号都很敏感。电磁干扰的产生必须具备电磁干扰源、对电磁干扰敏感的电子装置和电磁 干扰的耦合通路三个要素。 电磁干扰源分为自然界和人为两种。自然界的电磁干扰主要是雷击产生的大气噪声(10MHz)和宇宙射线、太阳射 线引起的大气噪声(10MHz) 。人为电磁干扰源分为有意和无意两种，前者是指那些必须发射电磁波的电子设备， 如调频波、调幅波、电视、广播发射机以及雷达和移动无线通讯机等；后者是指那些工作时产生无用的电磁干扰信 号的电子设备，如计算机设备、继电器、开关、荧光照明灯、电弧焊机以及点火装置等。容易受到电磁干扰影响的 电子装置有通讯接收机(收音机、电视机等) 、雷达、导航设备、计算机等，特别是这些电子装置中的电源，对电 磁干扰更是十分敏感。 电磁干扰可能以电流的形式沿载流导体(如电源线和电缆)传播，或以电磁波的形式通过空间传播。因此，根据电磁 干扰的耦合通路的不同，电磁干扰可以分为传导电磁干扰和辐射电磁干扰两种。通过载流导体传播的电磁干扰称为 传导电磁干扰，通过空间传播的电磁干扰称为辐射电磁干扰。 了解和掌握形成电磁干扰的三要素，对进行电气和电子设备的电磁兼容设计是非常必要的。在实际工作中，只要从 减少(消除)电磁干扰源、提高电子设备的抗电磁干扰能力，以及切断电磁干扰的耦合通路入手，就能解决好电气和 电子设备的电磁兼容问题，提高其在电磁环境中的工作稳定性和可靠性。 2.2 电磁兼容 电磁兼容(EMC)的基本含义是，保证电子设备在共同的电磁环境中执行各自功能的共存状态而互不干扰。电子产品 的电磁兼容设计，就是在电子产品设计时，设法抑制(消除)电磁干扰，提高电子产品在电磁环境中的工作稳定性和 可靠性。 抑制(消除)电磁干扰主要有接地、屏蔽和滤波三种方法，三种方法各具特色，也相互关联。 1) 接地。在电磁兼容设计时，接地是十分重要的环节。良好的接地可以消除各种噪声的产生，减小电磁干扰的作 用，降低对屏蔽和滤波的要求。常用的接地方法有浮地、单点接地和多点接地三种。采用浮地的的方法，不仅可以 将电路或设备与公共地或可能引起环流的公共导线隔离开来，而且还可以使不同电位的电路之间的配合变得容易， 它的主要优点是抗干扰性能好。单点接地的方法在低频条件下效果最好，多点接地的方法则在高频条件下有较佳表 现。与单点接地相比，多点接地的主要优点是接线比较简单，而且在接地线上出现高频驻波的现象也明显减少。但 多点接地系统中的众多地线回路对线路的维护提出了更高的要求。因为设备本身的腐蚀、冲击振动和温度变化等因 素，都会使接地系统出现高阻抗，使其接地效果变差。 为了回避单点接地和多点接地的缺点，充分发挥各自的优点，在实际设计时，通常采用混合接地方式。所谓混合接 地，就是对电子系统的各部分工作情况作一分析，只将那些需要就近接地的点直接(或需要高频接地的点通过旁路 电容)与地平面相连，而其余各点采用单点接地的办法。 2) 屏蔽。屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰(即辐射电磁干扰) 。采用屏蔽的目的有两个：一是限制辐射 电磁能量越出某一区域；二是防止外来的辐射电磁能量进入某一区域。屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽 和电磁场屏蔽。在电源设计