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电磁干扰可能传播的路径的设计方法(二)

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任何两个导体之间都存在着电容。电容值与介质的介电常数ε和两个导体的有效面积成正比、与两个导体之间的距离D成反比。当两个平行圆导体直径为d时,其电容C为
   

C=πε/ln(D/d)    (12)
 

  
当一个导体对地具有电位U1,阻抗Z1,另一个导体对地具有阻抗Z2,两个导体具有相同地电位,通过两个导体之间的电容,在另一个导体上将产生干扰电压U2为 

   
U2=U1Z2/(Z1+Z2+1/jωC)     (13) 

当阻抗Z1和阻抗Z2中含有电感分量时,产生的干扰电压U2有可能大于导体1对地的电位U1。
   
电容性耦合的等值电路图见图1。

 
图 1电 容 性 耦 合 的 等 值 电 路 图
   

在上述分析中,两导线间的有效耦合长度应远小于信号波长(一般为1/10)时,才允许使用集中参数的等效电路来分析线间耦合,否则必须应用电磁场理论的传输方程来分析线间耦合。 

电容性耦合的电磁兼容设计方法是 

1)尽可能减小干扰源U1的幅值和干扰源的变化速度ω。 

2)Z1和Z2设计得尽可能大,且Z1远大于Z2。 

3)耦合电容设计得尽可能小

尽量加大两个导体间的距离;

尽量缩短两个导体的长度;

尽量避免两个导体平行走线。 

4)屏蔽 

屏蔽的目的切断干扰源和被干扰对象之间的电力线,以免除电容性耦合的电磁干扰。 

屏蔽的方法采用与干扰源基准电位相连的屏蔽;采用与被干扰对象基准电位相连的屏蔽;或者上述两者都用,其效果更好。 

屏蔽的注意事项 :

要有完整的屏蔽,否则屏蔽的效果降低;

要用导电性能好的材料作屏蔽,否则屏蔽的效果降低;

要有良好的屏蔽接地,否则屏蔽的效果降低。当导线的长度小于工作信号波长的1/20时,采用单点接地式,否则采用多点接地式。接地线的长度要尽量短。 

5)平衡 

平衡的目的当干扰源和被干扰对象的基准电位是互相独立时,可以采用平衡的方法,即使干扰源和被干扰对象的耦合电容平衡,以免除电容性耦合的电磁干扰。 

平衡的方法:

干扰源和被干扰对象均采用绞合导线;

采用四芯导线,使干扰源和被干扰对象的导线交叉对称。

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