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电磁干扰在电路设计中的分析应用
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EMC作为现在电子设备系统的重要指标和产品质量的可靠保证.在电路设计中起着非常关键的作用,一个好的电子产品,除了需要自己本身的功能之外,还需要达到电路设计和电磁兼容性(EMC)的指标.本文通过对开关电源电磁兼容设计,介绍一种电子产品中电磁干扰的解决方法.
现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,电磁干扰(EMI)和电磁兼容性问题变成了主要问题,电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高.先进的计算机辅助设计(CAD)在电子线路设计方面很大程度地拓宽了电路设计师的工作能力,但对于电磁兼容设计的帮助却很有限.
电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计,使之能成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品.EMC的定义是:在同一电磁环境中,设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作,同时也不对其它设备产生影响工作的干扰.
电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰.传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络.辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络.因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感设备三者之间关系的研究.
美国联邦通讯委员会在1990年、欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保他们的产品符合严格的磁化系数和发射准则.符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性.
目前全球各地区基本都设置了EMC相应的市场准入认证,用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势.如:北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCEI认证、澳洲的C-tick人证、台湾地区的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的"通行证".
电磁感应与电磁干扰
很多人从事电子线路设计的时候,都是从认识电子元器件开始,但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场理论开始,即从电磁感应认识开始.
一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成,当电路中有电压存在的时候,在所有带电的元器件周围都会产生电场,当电路中有电流流过的时候,在所有载流体的周围都存在磁场.
电容器是电场最集中的元件,流过电容器的电流是位移电流,这个位移电流是由于电容器的两个极板带电,并在两个极板之间产生电场,通过电场感应,两个极板会产生充放电,形成位移电流.实际上电容器回路中的电流并没有真正流过电容器,而只是对电容器进行充放电.当电容器的两个极板张开时,可以把两个极板看成是一组电场辐射天线,此时在两个极板之间的电路都会对极板之间的电场产生感应.在两极板之间的电路不管是闭合回路,或者是开路,在与电场方向一致的导体中都会产生位移电流(当电场的方向不断改变时),即电流一会儿向前跑,一会儿向后跑.
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