電磁兼容控制技術
2005/12/13 15:16:26 電源在線網
電磁兼容控制技術
眾所周知，屏蔽、濾波、合理接地合理布局等抑制干擾的措施都是很有效的，在工程實踐中被廣泛采用。但是隨著電子系統的集成化、綜合化，以上措施的應用往往會與成本、質量、功能要求產生矛盾，必須權衡利弊研究出最合理的措施來滿足電磁兼容性要求。又如新的導電和屏蔽材料以及工藝方法的出現，使電磁兼容性控制技術又有了新的措施，可見電磁兼容控制技術始終是電磁兼容科學中最活躍的研究課題。
電磁干擾的控制策略
電磁兼容學科是在早期單純的抗干擾方法基礎上發展形成的，兩者的目標都是為了使設備和系統達到在共存的環境中互不發生干涉，最大限度地發揮其工作效率。但是早期的抗干擾方法和現代的電磁兼容技術在控制電磁干擾策略思想上有著本質的差別。
單純的抗干擾方法在抑制干擾的思想方法上比較簡單，或者認識比較膚淺，主要的思路集中在怎樣設法抑制干擾的傳播上，因此工程技術人員處于極為被動的地位，那里有干擾就在哪里就事論事的給予解決，當然經驗豐富的工程師也會采取預防措施，但這僅僅是根據經驗局部的應用，解決問題的方法也是單純的對抗式的措施。
電磁兼容技術在控制干擾的策略上采取了主動預防、整體規劃和“對抗”與“疏導”相結合的方針。人類在征服大自然各種災難性危害中，總結出的預防和救治、對抗和疏導等一系列策略，在控制電磁危害中同樣是極其有效的思維方法。
首先電磁兼容性控制是一項系統工程，應該在設備和系統設計、研制、生產、使用與維護的各階段都充分的予以考慮和實施才可能有效。科學而先進的電磁兼容工程管理是有效控制技術的重要組成部分。
在控制方法，除了采用眾所周知的抑制干擾傳播的技術，如屏蔽、接地、答接、合理布線等方法以外，還可以采取回避和疏導的技術處理，如空間方位分離、頻率劃分與回避、濾波、吸收和旁路等等，有時這些回避和疏導技術簡單而巧妙，可以代替成本費用昂貴而質量體積較大的硬件措施，收到事半功倍的效果。他們是精明的工程師們經常采用的控制方法。
在解決電磁干擾問題的時機上，應該由設備研制后期暴露出不兼容問題而采取挽救修補措施的被動控制方法，轉變成在設備設計初始階段就開展預測分析和設計，預先檢驗計算，并全面規劃實施細則和步驟，做到防患于未然。把電磁兼容性設計和可靠性設計，維護性、維修性設計與產品的基本功能結構設計同時進行，并行開展。電磁兼容控制技術是現代并行工程的組成內容之一。
電磁兼容控制策略與控制技術方案可分為如下幾類：
(1).傳輸通道抑制： 具體方法有濾波、屏蔽、搭接、接地、布線。
(2).空間分離： 地點位置控制、自然地形隔離、方位角控制、電場矢量方向控制。
(3).時間分隔： 時間共用準則、雷達脈沖同步、主動時間分隔、被動時間分隔。
(4).頻率管理： 頻率管制、濾波、頻率調制、數字傳輸、光電轉換。
(5).電氣隔離： 變壓器隔離、光電隔離、繼電器隔離、ＤＣ/ＤＣ變換。
電磁屏蔽技術
電磁屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個區域向另一區域感應和輻射傳播的方法。
屏蔽一般分為兩種類型：一類是靜電屏蔽，主要用于防治靜電場和恒定磁場的影響，另一類是電磁屏蔽，主要用于防止交變電場、交變磁場以及交變電磁場的影響。
靜電屏蔽應具有兩個基本要點，即完善的屏蔽體和良好的接地。
電磁屏蔽不但要求有良好的接地，而且要求屏蔽體具有良好的導電連續性，對屏蔽體的導電性要求要比靜電屏蔽高得多。
因而為了滿足電磁兼容性要求，常常用高導電性的材料作為屏蔽材料，如銅板、銅箔、鋁板、鋁箔、鋼板或金屬鍍層、導電涂層。
在實際的屏蔽中，電磁屏蔽效能更大程度上依賴于機箱的結構，即導電的連續性。機箱上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過機箱的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。
解決機箱縫隙電磁泄漏的方式是在縫隙處用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導電的彈性材料，它能夠保持縫隙處的導電連續性。常見的電磁密封襯墊有導電橡膠、雙重導電橡膠、金屬編織網套、螺旋管襯墊、定向金屬導電橡膠等。
機箱上開口的電磁泄漏與開口的形狀、輻射源的特性和輻射源到開口處的距離有關。通過適當的設計開口尺寸和輻射源到開口的距離能夠改善屏蔽效能的要求。
通風口可使用穿孔金屬板，只要孔的直徑足夠小，就能夠達到所要求的屏蔽效能。當對通風量的要求高時，必須使用截止波導通風板（蜂窩板），否則不能兼顧屏蔽和通風量的要求。如果對屏蔽要求不高，并且環境條件較好，可以使用鋁箔制成的蜂窩板。這種產品的價格低，但強度差，容易損壞。如果對屏蔽的要求高，或環境惡劣（如軍用環境），則要使用銅制或鋼制蜂窩板，這種產品各方面性能優越，但價格高昂。
諸如計算機顯示屏等，即要滿足視覺需要，又要滿足防電磁泄漏要求。通常在顯示屏前加裝高性能屏蔽視窗。屏蔽機箱上絕不允許有導線直接穿過。當導線必須穿過機箱時，一定要使用適當的濾波器，或對導線進行適當的屏蔽。
干擾抑制濾波技術
濾波技術的基本用途是選擇信號和抑制干擾，為實現這兩大功能而設計的網絡都稱為濾波器。通常按功用可把濾波器分為信號選擇濾波器和電磁干擾(EMI)濾波器兩大類。
信號選擇濾波器是以有效去除不需要的信號分量，同時是對被選擇信號的幅度相位影響最小的濾波器。
電磁干擾濾波器是以能夠有效抑制電磁干擾為目標的濾波器。電磁干擾濾波器常常又分為信號線EMI濾波器、電源EMI濾波器、印刷電路板EMI濾波器、反射EMI濾波器、隔離EMI濾波器等幾類。
線路板上的導線是最有效的接收和輻射天線，由于導線的存在，往往會使線路板上產生過強的電磁輻射。同時，這些導線又能接受外部的電磁干擾，使電路對干擾很敏感。在導線上使用信號濾波器是一個解決高頻電磁干擾輻射和接收很有效的方法。脈沖信號的高頻成分很豐富，這些高頻成分可以借助導線輻射，使線路板的輻射超標。信號濾波器的使用可使脈沖信號的高頻成分大大減少，由于高頻信號的輻射效率較高，這個高頻成分的減少，線路板的輻射將大大改善。
電源線是電磁干擾傳入設備和傳出設備主要途徑。通過電源線，電網上的干擾可以傳入設備，干擾設備的正常工作。同樣，設備的干擾也可以通過電源線傳到電網上，對網上其它設備造成干擾。為了防止這兩種情況的發生，必須在設備的電源入口處安裝一個低通濾波器，這個濾波器只容許設備的工作頻率(50Hz,60Hz,400Hz)通過，而對較高頻率的干擾有很大的損耗，由于這個濾波器專門用于設備電源線上，所以稱為電源線濾波器。
電源線上的干擾電路以兩種形式出現。一種是在火線零線回路中，其干擾被稱為差模干擾。另一種是在和火線、零線與地線和大地的回路中，稱為共模干擾。通常200Hz以下時，差模干擾成分占主要部分。1MHz以上時，共模干擾成分占主要成分。電源濾波器對差模干擾和共模干擾都有抑制作用，但由于電路結構不同，對差模干擾和共模干擾的抑制效果不一樣。所以濾波器的技術指標中有差模插入損耗和共模插入損耗之分。
眾所周知，屏蔽、濾波、合理接地合理布局等抑制干擾的措施都是很有效的，在工程實踐中被廣泛采用。但是隨著電子系統的集成化、綜合化，以上措施的應用往往會與成本、質量、功能要求產生矛盾，必須權衡利弊研究出最合理的措施來滿足電磁兼容性要求。又如新的導電和屏蔽材料以及工藝方法的出現，使電磁兼容性控制技術又有了新的措施，可見電磁兼容控制技術始終是電磁兼容科學中最活躍的研究課題。
電磁干擾的控制策略
電磁兼容學科是在早期單純的抗干擾方法基礎上發展形成的，兩者的目標都是為了使設備和系統達到在共存的環境中互不發生干涉，最大限度地發揮其工作效率。但是早期的抗干擾方法和現代的電磁兼容技術在控制電磁干擾策略思想上有著本質的差別。
單純的抗干擾方法在抑制干擾的思想方法上比較簡單，或者認識比較膚淺，主要的思路集中在怎樣設法抑制干擾的傳播上，因此工程技術人員處于極為被動的地位，那里有干擾就在哪里就事論事的給予解決，當然經驗豐富的工程師也會采取預防措施，但這僅僅是根據經驗局部的應用，解決問題的方法也是單純的對抗式的措施。
電磁兼容技術在控制干擾的策略上采取了主動預防、整體規劃和“對抗”與“疏導”相結合的方針。人類在征服大自然各種災難性危害中，總結出的預防和救治、對抗和疏導等一系列策略，在控制電磁危害中同樣是極其有效的思維方法。
首先電磁兼容性控制是一項系統工程，應該在設備和系統設計、研制、生產、使用與維護的各階段都充分的予以考慮和實施才可能有效。科學而先進的電磁兼容工程管理是有效控制技術的重要組成部分。
在控制方法，除了采用眾所周知的抑制干擾傳播的技術，如屏蔽、接地、答接、合理布線等方法以外，還可以采取回避和疏導的技術處理，如空間方位分離、頻率劃分與回避、濾波、吸收和旁路等等，有時這些回避和疏導技術簡單而巧妙，可以代替成本費用昂貴而質量體積較大的硬件措施，收到事半功倍的效果。他們是精明的工程師們經常采用的控制方法。
在解決電磁干擾問題的時機上，應該由設備研制后期暴露出不兼容問題而采取挽救修補措施的被動控制方法，轉變成在設備設計初始階段就開展預測分析和設計，預先檢驗計算，并全面規劃實施細則和步驟，做到防患于未然。把電磁兼容性設計和可靠性設計，維護性、維修性設計與產品的基本功能結構設計同時進行，并行開展。電磁兼容控制技術是現代并行工程的組成內容之一。
電磁兼容控制策略與控制技術方案可分為如下幾類：
(1).傳輸通道抑制： 具體方法有濾波、屏蔽、搭接、接地、布線。
(2).空間分離： 地點位置控制、自然地形隔離、方位角控制、電場矢量方向控制。
(3).時間分隔： 時間共用準則、雷達脈沖同步、主動時間分隔、被動時間分隔。
(4).頻率管理： 頻率管制、濾波、頻率調制、數字傳輸、光電轉換。
(5).電氣隔離： 變壓器隔離、光電隔離、繼電器隔離、ＤＣ/ＤＣ變換。
電磁屏蔽技術
電磁屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個區域向另一區域感應和輻射傳播的方法。
屏蔽一般分為兩種類型：一類是靜電屏蔽，主要用于防治靜電場和恒定磁場的影響，另一類是電磁屏蔽，主要用于防止交變電場、交變磁場以及交變電磁場的影響。
靜電屏蔽應具有兩個基本要點，即完善的屏蔽體和良好的接地。
電磁屏蔽不但要求有良好的接地，而且要求屏蔽體具有良好的導電連續性，對屏蔽體的導電性要求要比靜電屏蔽高得多。
因而為了滿足電磁兼容性要求，常常用高導電性的材料作為屏蔽材料，如銅板、銅箔、鋁板、鋁箔、鋼板或金屬鍍層、導電涂層。
在實際的屏蔽中，電磁屏蔽效能更大程度上依賴于機箱的結構，即導電的連續性。機箱上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過機箱的電纜也是造成屏蔽效能下降的主要原因。
解決機箱縫隙電磁泄漏的方式是在縫隙處用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導電的彈性材料，它能夠保持縫隙處的導電連續性。常見的電磁密封襯墊有導電橡膠、雙重導電橡膠、金屬編織網套、螺旋管襯墊、定向金屬導電橡膠等。
機箱上開口的電磁泄漏與開口的形狀、輻射源的特性和輻射源到開口處的距離有關。通過適當的設計開口尺寸和輻射源到開口的距離能夠改善屏蔽效能的要求。
通風口可使用穿孔金屬板，只要孔的直徑足夠小，就能夠達到所要求的屏蔽效能。當對通風量的要求高時，必須使用截止波導通風板（蜂窩板），否則不能兼顧屏蔽和通風量的要求。如果對屏蔽要求不高，并且環境條件較好，可以使用鋁箔制成的蜂窩板。這種產品的價格低，但強度差，容易損壞。如果對屏蔽的要求高，或環境惡劣（如軍用環境），則要使用銅制或鋼制蜂窩板，這種產品各方面性能優越，但價格高昂。
諸如計算機顯示屏等，即要滿足視覺需要，又要滿足防電磁泄漏要求。通常在顯示屏前加裝高性能屏蔽視窗。屏蔽機箱上絕不允許有導線直接穿過。當導線必須穿過機箱時，一定要使用適當的濾波器，或對導線進行適當的屏蔽。
干擾抑制濾波技術
濾波技術的基本用途是選擇信號和抑制干擾，為實現這兩大功能而設計的網絡都稱為濾波器。通常按功用可把濾波器分為信號選擇濾波器和電磁干擾(EMI)濾波器兩大類。
信號選擇濾波器是以有效去除不需要的信號分量，同時是對被選擇信號的幅度相位影響最小的濾波器。
電磁干擾濾波器是以能夠有效抑制電磁干擾為目標的濾波器。電磁干擾濾波器常常又分為信號線EMI濾波器、電源EMI濾波器、印刷電路板EMI濾波器、反射EMI濾波器、隔離EMI濾波器等幾類。
線路板上的導線是最有效的接收和輻射天線，由于導線的存在，往往會使線路板上產生過強的電磁輻射。同時，這些導線又能接受外部的電磁干擾，使電路對干擾很敏感。在導線上使用信號濾波器是一個解決高頻電磁干擾輻射和接收很有效的方法。脈沖信號的高頻成分很豐富，這些高頻成分可以借助導線輻射，使線路板的輻射超標。信號濾波器的使用可使脈沖信號的高頻成分大大減少，由于高頻信號的輻射效率較高，這個高頻成分的減少，線路板的輻射將大大改善。
電源線是電磁干擾傳入設備和傳出設備主要途徑。通過電源線，電網上的干擾可以傳入設備，干擾設備的正常工作。同樣，設備的干擾也可以通過電源線傳到電網上，對網上其它設備造成干擾。為了防止這兩種情況的發生，必須在設備的電源入口處安裝一個低通濾波器，這個濾波器只容許設備的工作頻率(50Hz,60Hz,400Hz)通過，而對較高頻率的干擾有很大的損耗，由于這個濾波器專門用于設備電源線上，所以稱為電源線濾波器。
電源線上的干擾電路以兩種形式出現。一種是在火線零線回路中，其干擾被稱為差模干擾。另一種是在和火線、零線與地線和大地的回路中，稱為共模干擾。通常200Hz以下時，差模干擾成分占主要部分。1MHz以上時，共模干擾成分占主要成分。電源濾波器對差模干擾和共模干擾都有抑制作用，但由于電路結構不同，對差模干擾和共模干擾的抑制效果不一樣。所以濾波器的技術指標中有差模插入損耗和共模插入損耗之分。
聲明：本信息內容的真實性未經電源在線網證實，僅供參考。
