家用电器电磁干扰及其控制
开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结
摘要:开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大,因此,各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。
对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述,着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法,并对其原理、应用做了简单介绍。
1 引言随着电子设备的大量应用,电源在这些设备中的地位越来越重要,而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点,在电源中占的比重越来越大。
开关电源大多工作在高频情况下,在开关器件的开关过程中,寄生元件(如寄生电容、寄生电感等)中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰( ElectromagneticInterference , EMI )。
EMI 信号占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经过在电路、空间中的传导和辐射,污染了周围的电磁环境,影响了与其它电子设备的电磁兼容( ElectromagneticCompatibility )性。
随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高,对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。
本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍,重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。
2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。
通常传导干扰比较好分析,可以将电路理论和数学知识结合起来,对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究;但对辐射干扰而言,由于电路中存在不同干扰源的综合作用,又涉及到电磁场理论,分析起来比较困难。
下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。
2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模( CommonMode CM )干扰和差模( DifferentialMode DM )干扰。
由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断,使得开关电源在其输入端(即交流电网侧)产生较大的共模干扰和差模干扰。
2.1.1 共模( CM )干扰变换器工作在高频情况时,由于 dv/dt 很高,激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容,从而产生了共模干扰。
洗衣机控制系统电磁干扰解决方案铁氧体磁环应用实例
洗衣机控制系统电磁干扰解决方案铁氧体磁环应用实例作者:姜国强来源:《硅谷》2008年第08期中图分类号:O44文献标识码:B文章编号:1671-7597(2008)0420021-01洗衣机控制系统中,能产生电磁干扰(EMI)的骚扰源主要有以下几方面:电机的频繁换向运动,不合理的线束路径及走向,可控硅的频繁导通和关闭,PCB布线不合理导致谐波骚扰信号,带有加热管的洗衣机大电流的导通和切断,电机设计制造工艺的不合理,也会产生大量高频谐波。
基于以上分析可以看出,洗衣机控制系统的电磁兼容解决方案应该是系统的。
必须从整体角度,对每一个骚扰的根源采取措施,方能有效地把电磁骚扰降低到最低程度。
例如在PCB 设计中合理布线,优化电机制造工艺,合理设计洗衣机的工作程序,有效利用线束走向减少干扰等等。
那么,除了整体性考虑电磁兼容解决方案外,有没有一种便捷,低成本的方法来解决洗衣机控制系统的电磁骚扰问题(主要指EMI骚扰信号对外界的传导)?铁氧体磁环正是这样一种电源滤波装置。
由于不可能消除每个骚扰源,有些骚扰源也难以完全消除。
因此,在这种情况下,可以采用在整机的电源线处增加滤波器的办法来消除高频谐波对外的干扰。
铁氧体磁环又称为铁酸盐磁环,一般使用铁氧体材料(锰-锌或者镍-锌)制成,对噪声有很好的抑制作用,锰-锌常用在电子电路中抑制高频噪声,镍-锌常用在电子电路中抑制低频噪声。
由铁氧体制成的各种形状的有耗器件能将电磁骚扰的能量吸收后转变成热能损耗掉。
电磁干扰的传输途径可以归纳为两种:经由空间传播的辐射骚扰和经由导线传输的传导骚扰。
电机在工作中,火花骚扰所产生的脉冲骚扰可以通过空间和电源线发射出去。
电源线一方面可以将骚扰传输到电网中,另一方面还可起天线作用,将骚扰能量辐射出去。
目前,国家对洗衣机类家用电器的电磁干扰(EMI)强制性要求是,必须通过电压骚扰,功率骚扰及谐波骚扰的实验。
其中电压骚扰分为连续电压骚扰和断续电压骚扰。
emi class b标准
emi class b标准EMI(Electromagnetic Interference)是指电磁干扰,也称为电磁辐射。
电磁干扰是指电子设备产生的电磁辐射对其他设备正常工作造成的干扰。
为了避免电磁干扰对其他设备的影响,国际上制定了一系列的电磁兼容性测试标准。
其中,EMI Class B标准是用于评估家用电子设备对低压电力线和无线通信设备的干扰程度的标准。
EMI Class B标准是适用于在家庭环境中使用的电子设备,如电视、电脑、音响、家用电器等。
这些设备必须符合特定的电磁辐射限值,以确保它们不会对附近的其他设备产生干扰。
符合EMI Class B标准的设备具有较低的电磁辐射水平,从而降低了对周围环境的干扰。
EMI Class B标准要求设备在各种正常工作模式下的电磁辐射水平都要控制在一定的限制范围内。
这些限制范围在不同的频段上有不同的要求,以确保设备在使用过程中不会对无线电通信、无线电广播、雷达等设备造成干扰。
符合EMI Class B标准的设备必须通过一系列的电磁兼容性测试,包括传导干扰测试和辐射干扰测试。
传导干扰测试主要针对设备通过电力线引入的干扰,辐射干扰测试则评估设备产生的电磁辐射水平。
为了确保设备符合EMI Class B标准,制造商在设计和制造过程中需要采取一系列的措施。
首先,他们需要选择合适的电子元件和材料,以减少设备内部电磁辐射的源头。
其次,他们需要设计良好的电路布局和接地系统,以减少电磁辐射的传播路径。
另外,他们还需要使用滤波器和屏蔽措施来抑制电磁辐射的泄漏和波动。
最后,制造商需要进行严格的测试和验证,确保设备在正常使用范围内符合EMI Class B标准要求。
符合EMI Class B标准的设备是安全可靠的,能够在家庭环境中正常工作,并且不会对其他设备产生影响。
这些设备可以放心地使用在家庭、办公室、学校等各种场所中,而不会造成干扰或故障。
同时,符合EMI Class B标准的设备也体现了制造商对电磁兼容性和用户体验的关注和重视。
单相电动机的电磁干扰和抗干扰技术
单相电动机的电磁干扰和抗干扰技术单相电动机广泛应用于家用电器、工业设备、农业机械等领域,为我们的生产生活提供了很大的便利。
然而,单相电动机在运行过程中常常伴随着电磁干扰问题。
电磁干扰对其他电子设备的正常工作产生不利影响,严重时甚至可能导致设备故障。
因此,为了提高单相电动机的可靠性和稳定性,抗干扰技术显得尤为重要。
一、单相电动机电磁干扰的原因1. 电磁辐射干扰单相电动机在运行过程中会产生电磁辐射,包括功率频率、高次谐波和脉动磁场等。
这些电磁辐射会传播到周围的电子设备中,干扰其正常工作。
尤其是功率频率电磁辐射,其频谱分布在几百赫兹至几千赫兹之间,与许多通信、显示等设备的工作频率范围存在重叠,因此容易引起干扰。
2. 电源线干扰单相电动机的运行过程中会产生脉动电流,这会导致电源线上出现电压和电流的不稳定。
这种电源线干扰可通过传导和辐射方式传播到其他设备中,引起它们的故障或操作不稳定。
3. 地线干扰单相电动机的地线通常与其他设备的地线共享。
因此,当电动机产生地线干扰时,可能会通过公共地线传播到其他设备中,干扰它们的正常工作。
二、抑制单相电动机电磁干扰的技术手段为了减小或消除单相电动机的电磁干扰,需要采取一些技术手段,如下所述:1. 滤波器的应用安装滤波器是抑制电磁干扰的常用措施之一。
滤波器可以将电动机产生的高频噪声滤掉,从而减小辐射干扰。
常见的滤波器包括差模滤波器和共模滤波器。
差模滤波器是通过串联电感和电容的方式,将差模信号滤出,减小干扰传播。
共模滤波器则是通过并联电感和电容的方式,将共模信号滤出。
2. 软启动技术单相电动机在启动时会产生较大的起动电流,这会引起电源线电压波动,进而影响其他设备的正常工作。
采用软启动技术可以逐渐增加电机的电源电压,使电机起动时电流逐渐升高,从而减小电网的波动。
3. 接地和屏蔽在单相电动机的设计中,合理的接地和屏蔽措施可以有效地减少电动机产生的电磁干扰。
通过保持电动机和其他设备之间的地线独立,并采取适当的屏蔽材料和结构,可以阻止干扰信号的传播。
抑制电磁干扰的基本措施
如FCC Part 15和FCC Part 18等,这些标准规定了电子设备的电磁干扰限制和测量方法 。
国家电磁兼容标准
中国电磁兼容标准
如GB/T 9254、GB/T 17799等,这些标准规定了电子设备的电磁兼容性要求和测试方法。
欧洲国家电磁兼容标准
如德国的DIN EN 55011、法国的NF C 3210等,这些标准与欧洲电磁兼容标准类似,适用于各个国 家的产品。提高敏感设备的抗干扰能力Fra bibliotek硬件升级
升级敏感设备的硬件,以提高其抗干扰能力。
软件算法优化
通过软件算法优化,提高敏感设备的抗干扰能力。
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法律法规与标准
国际电磁兼容标准
国际电工委员会(IEC)制定的电磁兼容标准
如IEC 61000系列标准,包括电磁干扰测量、限制和评估方法等。
欧洲电磁兼容标准
如EN 55011、EN 55022和EN 55024等,这些标准规定了家用电器、照明设备和类似 设备的电磁兼容性要求。
改变电磁干扰源的工作方式
调制技术
通过改变信号的频率或相位,使信号 在特定的频率范围内传输,从而降低 电磁干扰的影响。
软开关技术
在电子设备中采用软开关技术,以减 少开关过程中产生的电磁噪声。
隔离电磁干扰源
屏蔽技术
使用导电材料对电子设备进行屏蔽,以隔离电磁干扰源。这可以有效抑制电磁 干扰的传播。
接地技术
滤波技术
滤波技术是通过滤除特定频率的电磁 波来抑制电磁干扰的一种方法。
常见的滤波器包括电容器、电感器和 复合滤波器等,它们能够有效地吸收 或反射特定频率的电磁波,从而减少 干扰信号对电路的影响。
接地技术
接地技术是将设备或系统与大地连接,以减少电磁干扰对设 备的影响。
电器产品的电磁骚扰测试与性能分析
Telecom Power Technology设计应用电器产品的电磁骚扰测试与性能分析廖兴展1,肖茂胜2,陈炳文机电工程系,广东揭阳522000;2.揭阳安麦思科技有限公司,广东针对电器产品的安全性能和可靠性要求,以电吹风为研究对象分析电磁骚扰测试方法。
依据标准的测试要求,对电吹风进行端子骚扰电压和骚扰功率性能测试。
测试结果表明,0.1530~300 MHz频段内,电吹风电磁辐射产生的骚扰功率低于限值,符电磁骚扰;骚扰电压;骚扰功率;电磁兼容Electromagnetic Disturbance Test and Performance Analysis of Electrical ProductsLIAO Xingzhan1,XIAO Maosheng2,CHEN Bingwen.Department of Mechanical and Electrical Engineering,Jieyang Vocational and Technical College.Jieyang Amax Technology Co.,Ltd.,Jieyangperformance and reliabilityis analyzed with the hair 2021年1月10日第38卷 第1期Telecom Power TechnologyJan. 10, 2021 Vol.38 No.1 廖兴展,等:电器产品的电磁骚扰测试与 性能分析很多低端电吹风产品电磁兼容指标不达标的主要原因。
除此之外,骚扰电压信号还会传导到公用电网,可能导致其它系统或设备的程序中断或产生错误代码,影响系统或设备的正常工作。
2 电磁骚扰测试与性能分析为减小外界电磁环境的影响,依据GB 4343.1—2018标准的测试要求,传导骚扰测试在屏蔽室中进行。
本文选择某一公司的电吹风产品作为测试设备,在电磁兼容实验室将电吹风与电磁骚扰测试设备相连接,要求线性阻抗稳定网络(Line Impedance Stabilization Network ,LISN ) 接地良好,与测试电吹风产品相距 0.8 m ,屏蔽室墙面与测试电吹风产品距离不小于0.4 m ,图1为电吹风产品电磁骚扰测试现场。
开关电源的电磁干扰及其滤波措施
开关电源的电磁干扰及其滤波措施1引言开关电源与线性稳压电源相比,具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点,广泛用于计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。
但开关电源的突出缺点是产生较强的电磁干扰(EMI)。
EMI信号既占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射会污染电磁环境,对通信设备和电子仪器造成干扰。
如果处理不当,开关电源本身就会变成一个干扰源。
随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视,抑制开关电源的EMI,提高电子产品的质量,使之符合有关EMC标准或规范,已成为电子产品设计者越来越关注的问题。
2开关电源产生EMI的原理开关电源产生EMI的因素较多,其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要因素。
它们所以产生于电源装置的内部,是由于开关电源中的二级管和晶体管在工作过程中产生的跃变电压和电流,通过高频变压器、储能电感线圈和导线以及系统结构、元件布局等而造成的。
基本整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。
这是因为正弦波通过整流器后不再是单一频率的电流,而是变成单向脉动电源,此电流波形分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。
实验结果表明,较高的谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰,一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变,另一方面通过电源线产生射频干扰,使接收机等产生噪声。
变压器型功率转换电路是实现变压、变频以及完成输出电压调整的部件,是开关稳压电源的核心,主要由开关管和高频变压器组成。
它产生的尖峰电压是一种有较大辐度的窄脉冲,其频带较宽且谐波比较丰富。
产生这种脉冲干扰的主要原因是:(1) 开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感。
在开关管导通的瞬间,变压器初级出现很大的电流,它在开关管过激励较大时,将造成尖峰噪声。
这个尖峰噪声实际上是尖脉冲,轻者造成干扰,重者有可能击穿开关管。
(2) 由高频变压器产生的干扰。
电磁干扰解决方案
电磁干扰解决方案
《电磁干扰的解决方案》
随着现代科技的不断发展,电磁干扰问题也越来越突出。
电磁干扰指的是电磁场对设备或系统正常工作造成的影响,它可能导致通信中断、设备损坏甚至安全事故。
因此,如何解决电磁干扰成为了一个迫在眉睫的问题。
在面对电磁干扰问题时,我们可以采取以下解决方案:
1. 设备屏蔽:为了减少电磁干扰,可以在设备上采用屏蔽措施,如在电路板设计中添加屏蔽层、采用屏蔽壳体等,以阻隔外部电磁波的干扰。
2. 使用滤波器:在通信系统中,可以采用滤波器来削弱或者消除干扰信号,保证信号的稳定传输。
3. 地线布局优化:通过合理设计电子设备的地线布局,减少电磁干扰的传播,从而提高设备的抗干扰能力。
4. 电磁兼容性测试:在产品研发的早期阶段,进行电磁兼容性测试,及时发现并解决潜在的电磁干扰问题。
5. 频谱管理:在无线通信系统中,通过合理的频谱规划和管理,避免不同系统之间的频谱干扰,确保通信质量和可靠性。
总的来说,要解决电磁干扰问题,需要综合考虑设计、测试、
管理等多方面的因素。
通过合理的规划和技术手段,可以有效地解决电磁干扰问题,为现代科技的发展提供稳定的环境和保障。
智能家居生活中的电磁干扰危害
智能家居中的电磁干扰危害很大!(对高密集的电子设备,对用户,对于系统信息安全等方面都有不可估计危害)通信:1,电磁干扰大,信噪比就会下降,使无线电通信距离变短。
2,电视屏幕上会出现讨厌的明暗条纹、雪花、闪烁和抖动3,无法收听收音机健康:1,容易引起电子心脏起搏器停搏2,孕妇因受到电磁辐射容易造成流产3,电磁辐射可导致中枢神经系统机能障碍和植物神经功能紊乱、眼睛损伤、诱发癌症或免疫缺陷性疾病仪器:1,电磁干扰会使信号发生畸变失真2,图像显示系统会变得模糊并出现差错3,电磁干扰使数字系统误码率增大,降低了信息的可靠性4,使指针指示错误、抖动和乱摆,降低系统使用功能5,自动控制系统受到电磁干扰时,可能出现失控、误控或误动作其余:1,误燃,误爆(对于燃气管道等特殊位置)2,电磁泄密,可能造成信息的泄密电磁干扰的危害在电磁环境中,电磁干扰造成的危害是各种各样的,可能从最简单的令人烦恼的现象直到严重的灾难。
在美国发生的两个例子,可以说明电磁干扰的严重性。
曾经有一个钢铁厂,由于起吊溶融钢水包的天车的控制电路受到电磁干扰,以致使一包钢水被完全失控地倾倒在车间的地面上,并且造成了人员伤亡。
另一个例子是,一个带有由生物电控制假肢的残疾人,驾驶一辆摩托车,途经高压送电线下方,由于假肢控制电路受到干扰而摩托车失控,导致了不应发生的灾难。
当然,以上两例是比较突出的。
下面还可以举出一些电磁干扰可能造成的危害:a)扰电视的收看、广播收音机的收听。
在我国出现过由于塑料加工高频热合机干扰收看电视而引起居民与工厂的纠纷。
b)在数子系统与数据传输过程中数据的掉失。
c)在设备、分系统或系统级正常工作的破坏。
d)医疗电子设备(例如:医疗监护议、心电起搏器等)的工作失常。
e)自动化微处理器控制系统(例如:汽车的刹车系统、防撞气囊保护系统)的工作失控。
f)导爆装置的工作失常。
g)起爆装置的无意爆炸。
h)工业过程控制功能(例如:石油或化工)的失效。
开关电源的电磁干扰及抑制措施
开 关 电源 由于 具 有 体 积 小 、 重量 轻 、效 率 高 、 稳 压 范 围 宽等 许 多 优 点 ,己 经 广 泛 应 用 于 计 算 机 及 其 外 围设 备 、通 信 、 自动 控 制 、 家 用 电器 等 领 域 。然 而 , 开 关 电源 自身 产 生 的 各 种 噪 声 干 扰 却 形 成 了一 个 很 强 的 电磁 干 扰 源 。这 些 干 扰 随 着 开 关 频 率 的提 高 、输 出 功 率 的 增 大 而 明 显 地 增 强 , 不 仅 对 与 通 信 电源 在 同 一 电 网上 供 电 的 其 它 设 备 及 电 网产 生 干 扰 , 同 时 对 由通 信 电 源 供 电 的其 它 设 备 产 生 干 扰 ,使 设 备 不 能 正 常 工 作 ; 另 一 方 面 严 重 的 谐 波 电压 电流 在 开 关 电源 内 部 产 生 电 磁 干 扰 , 从 而 造 成 开关 电源 内部 工作 的 不 稳 定 , 使 电 源 的性 能 降低 。 因 此 ,只 有 提 高 开 关 电源 的 电 磁 兼 容 性 , 才 能 发 挥
部 分 能 量 将 和 开 关 管 本 身 的 极 间 电容 、 电 阻 形 成 带 有 尖 峰 的
开关 电源 的更 大优势 ,使 开关 电源在 那些 对 电源 噪声指标有 严格要求的场合下被采用 。
( )开 关 电源 电磁 干扰 分析 一
1 电源 线引入的 电磁干扰 .
电源 线 干 扰 是 电 网 中各 种 用 电设 备产 生 的 电磁 骚 扰 沿 着
图 1 输 入 电 压 电 流 波 形
3 开关 电路产生 的干扰 .
如 图 2 所 示 开 关 电路 是 开 关 电源 的 核心 也 是 主 要 的 干 扰 a 源 之 一 , 它 主 要 由开 关 管 和 高 频 变 压 器 组 成 。开 关 电源 产 生 电磁 干 扰 最 根 本 的原 因 ,就 是其 在 工 作过 程 中 产 生 的 高 d/t i d 和 高 d /t vd,频 带 较 宽 且 谐 波 丰 富 。 它们 产 生 的 浪 涌 电 流 和 尖 峰 电 压 形 成 了干 扰 源 ,工 频 整 流 滤 波 使 用 的大 电容 充 电放 电 、 开 关 管 高频 工 作 时 的 电压 切 换 、输 出整 流 二 极 管 的反 向 恢 复 电流 都 是 这 类 干 扰 源 。 ( )开 关 管 及 变 压 器产 生 的 干扰 1 开 关 管 是 开 关 电 源 的核 心 器 件 , 同 时也 是 干 扰 源 。其 工 作 频 率 直 接 与 电 磁 干 扰 的 强度 相 关 。 随着 开 关 管 的工 作 频 率 升 高 ,开 关 管 电 压 、 电流 的 切 换 速 度 加 快 , 其 传 导 干 扰 和 辐 射 干 扰 也 随之 增 加 。在 开 关 管 导 通 瞬 间 ,变 压 器 初 级 线 圈 产 生 很 大 的 涌 流 , 并 在 初 级 线 圈 的 两 端 出现 较 高 的 浪 涌 尖 峰 电 压 ; 在 开 关 管 断 开 瞬 间 , 由于 初 级 线 圈 的漏 磁 通 ,致 使 一 部 分 能 量 没 有 从 一 次 线 圈传 输 到 二 次 线 圈 ,储 藏 在 漏 感 中 的 这
合理解决弱电系统中的电磁干扰
程 中要求能够实现信息的保 真度 、 速度 、 度和可靠性 。目 广
前, 随着 电子学 、 计算机 、 光 、 激 光纤维 通讯 和各 种遥控遥
灯、 电铃 、 电热器 、 电弧 焊接机 、 闸管逆 变器 、 晶 气体 整流
4 0吉赫频段 内的无线电造成电磁干扰的设 备。 0
电磁 干 扰 的 定 义
一
、
“ 扰 ” 个 词 的本 意 就 是 指 , 某 个 正 处 于 稳 定 工 作 干 这 对
状态 的系统产生不 良的影响 。 电磁干扰” 电子噪音对正 “ 是 处于正常工作状态 的系统 、 电子设备产生不 良影 响的 电磁 现象 , 即任何伴 随着 电压 、 电流 的变 化而产生 会降低某个 装置 、 设备或者 系统 的性 能 , 或可能 产生不 良影响 的电磁 现象就是电磁 干扰 。 这样看来 , 恒定 的电压 、 电流或电磁场 对系统或电子设备是不会造成很大干扰 的。 对电路或 电器
中 图分 类 号 : M9 73 T 3 . 文 献标 识码 : A 文章 编 号 :0 8 8 8 ( 0 )2 0 7 0 10 — 8 12 1 0 — 1 — 2 0 6
辐 射干扰是 指 电子设 备产 生的干扰 信号通 过空 间耦
合把干扰信号传给另一个 电网络或 电子设备 。 2 根据 干扰 来 源的不 同 , 、 电磁 干扰可 以来 自系统 内
合 理 解 决 弱 电 系统 中的 电磁 干 扰
苏 楠
( 山西 建 筑 职 业 技 术 学 院 , 山西 太原 0 0 0 3 0 6)
和管理控制 的电工设备或 电子设备整体 。
电磁辐射知多少-以家用电器为例探究电磁辐射
2.不同家用电器电磁辐射的大小不同。 3.每种家用电器都有一个安全使用距离。 不同家用电器的安全距离不同。 4.家用电器的电磁辐射与距离有关: 离人 体越远电磁辐射越小; 反之电磁辐射越大。 二、 检测几种电子产品的电磁辐射 1.手机 让电脑正常工作,将手机放在显示器后 且紧靠其背部, 也就是电子束经过的地方。然 原本正常的 后用固定电话拨打该手机。此时, 屏幕不断跳动,图形扭曲……这就是手机 的 电磁辐射对电脑产生的干扰现象。 2.吹风机 让电视机正常工作,将吹风机靠近电视 机背 部, 打开 吹风 机 , 清晰 的电 视 机屏幕 立 刻就 “花” 了—— —这是 吹风机电磁辐射的 “杰作” 。 3.家用电器 打 开 可 接收 AM (调 幅) 频道 的便 携 式 收 音机 ,将“波 段 开 关” 旋转至 AM (调幅) 档, 声音调至 最大, 调 节 “选台 旋钮” 至 没有 广播 (电 台) 的 位 置, 再手持便 携式 收 音 机 慢慢靠 近 电 视、电 磁 空调、 炉、 冰 箱、 吹风 机、 微波炉 或电脑 等, 收音 机发出的 “噪 音 ” —这是 家 逐渐 变 化—— 用电 器产 生的电 磁 辐
பைடு நூலகம்—以家用电器为例探究电磁辐射 ——
文 长沙市第一中学高二 8 班 张彦勰
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研 究性学习
射所造成的。 三、 家用电器安全使用距离 不同家用电器的安全使用距离不同。如何 用简易的方法测出家用电器的安全距离? 可接收 AM 1.测量工具: (调幅) 频道的便携 式收音机、 皮卷尺与直尺。 2.测量方法: 打开可接收 AM (调幅) 频道的 便携式收音机, 把声音旋钮调至最大, 频道旋钮 的 位置 , 慢慢 靠 近 待测 家 调至没有广 播 (电 台) 若慢慢远离,收音机恢复到原来较小的噪音状 态, 记录下这个距离的位置。再用皮卷尺或直尺 测量该位置与家用电器之间的距离,就是该家 用电器的安全距离。 2.别让电器集结。 不要把家用电器放得过于 集 中或 经常 一起使 用, 特 别 是电 视 、 电脑、 冰箱 不要放在卧室里,以免让身体暴露在超剂量的 辐射中。 不同的电器有不同 3.保持一定的安全距离。 的安全距离, 在使用电器时要注意区分。 4.勿在电脑、 电视机背后逗留。 电脑、 电视机 的背面辐射最强, 其次为左右两侧, 屏幕的正面 电视机 的屏幕 辐射最弱, 所以尽量避免让电脑、 5.用水吸收电磁波。 水是吸收电磁波的最好 介质, 可在电脑的周边多放几瓶矿泉水, 但不能 用金属杯盛水。 6.减少待机时间。当电器暂停使用时, 最好 因 及时关闭, 不要让它们长时间处于待机状态, 为此时可产生较微弱的电磁辐射,时间长了会 导致辐射积累。 电视机屏幕 7.及时洗脸、 洗手。 电脑荧光屏、 表面存在大量静电,其聚集的灰尘可辐射到人 时间长了, 易发生斑 的脸部和手部皮肤裸露处, 疹、 色素 沉 着, 严 重 者 会引 起 皮肤 病 变等, 因此 在使用后应及时洗脸、 洗手。 8.适当补充营养。 常用电脑的人应多吃胡萝 橘子、 牛奶、 鸡蛋、 动 卜、 白菜、 豆芽、 豆腐、 红枣、 物肝脏与瘦肉等,以补充人体内维生素 A 和蛋 白质。还可多饮茶水, 茶叶中的茶多酚等活性物 质有利于吸收与抵抗电磁辐射。 9.接、 打手机别着急。 手机在接通瞬间及充 所以充电时 电 时通 话 , 产 生的 电 磁 辐 射 最 大, 不 要 接、 打 电 话, 且 最 好 使 用 分离 耳 机 和 话 筒 四、 家用电器电磁辐射的防范 1.尽量不要长时间使用电器。电视、 电脑等 需长时间使用时, 应注意每小时离开一次, 采用 眺望远方或闭上眼睛的方式,以减少眼睛的疲 劳和所受辐射影响。 接 听。 家用电器的电磁辐射虽然无处不在,却并 不可怕, 不必 “草木皆兵” 。只要正确使用家用电 器,保持安全距离,就可以防范电磁辐射的危 害。 (指导老师: 何志广)
电磁继电器的电磁干扰与抑制方式研究
电磁继电器的电磁干扰与抑制方式研究电磁继电器是一种电气控制设备,它利用电磁吸引力产生的机械运动将控制电路的通断进行切换。
它普遍应用于工业领域、电力系统、交通运输和家用电器等各个方面。
但是在实际应用中,电磁继电器常常面临电磁干扰的问题,这会影响到其正常工作和可靠性。
研究电磁继电器的电磁干扰与抑制方式对于提高电磁继电器的工作稳定性和可靠性具有重要意义。
一、电磁继电器的电磁干扰问题1.1 电磁干扰的成因电磁干扰是指外部的电磁场或者电磁波对电路、设备的影响,使其发生异常工作或损坏。
电磁继电器通常会受到来自电力系统、电机、电磁干扰源和其他电气设备等的电磁干扰,这些电磁干扰会导致电磁继电器的误动作、抖动、接触不良、触点烧毁等问题。
1.2 电磁干扰的影响电磁干扰对电磁继电器的影响主要表现在以下几个方面:1)误动作:电磁继电器在无控制信号的情况下误动作,这可能导致不必要的操作和设备损坏。
2)抖动:电磁继电器在工作过程中频繁的开合,导致触点的磨损和寿命的缩短。
3)接触不良:电磁干扰会导致电磁继电器触点的氧化、腐蚀,影响其导电性能,进而引起接触不良。
4)触点烧毁:在严重的电磁干扰下,电磁继电器的触点可能会被电弧击穿,导致接触不良或者短路,最终触点可能会烧毁。
以上这些问题都会严重影响电磁继电器的正常工作,研究电磁干扰的抑制方式具有重要的实际意义。
2.1 电磁屏蔽电磁屏蔽是通过在电磁继电器外部或内部设置屏蔽结构,来有效隔离和吸收外部的电磁干扰,保护电磁继电器内部的电路和器件。
电磁屏蔽的方法主要包括外部屏蔽和内部屏蔽。
外部屏蔽是在电磁继电器外部设置金属屏蔽罩或金属壳体,用来隔离外部电磁场对电磁继电器的影响。
这种方法对于电磁波的屏蔽效果比较好,但是对于低频的电磁干扰屏蔽效果相对较差。
2.2 地线合理布置电磁继电器的地线合理布置对于抑制电磁干扰也是非常重要的。
正确地连接电磁继电器的地线,可以有效的将电磁干扰引入地线,从而减小电磁干扰对电磁继电器的影响。
电气设备的干扰及其抑制
电气设备的干扰及其抑制1 引言随着电力电子技术的发展,供电系统中增加了大量的非线性负载,特别是静止变流器,从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交、直流变换装置,应用广泛。
由于静止变换器是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形发生畸变,使高次谐波显著增加。
尽管供电系统中电弧炉、电焊机、变压器、旋转电机、荧光灯等其它非线性负载都会在电网中产生不同频率和幅值的高次谐波,但静止变流器产生的高次谐波最为严重,成为电网中的“公害”。
2 高次谐波产生的主要原因2.1 整流器作为直流电源装置,整流器广泛应用于各种场合。
其典型电路如图1所示。
在整流装置中,交流电源的电流为矩形波,该矩形波为工频基波电流波形和奇数倍频率的高次谐波电流波形的合成波形。
图2给出了6脉冲3相桥式整流器在不同时的高次谐波含有率。
2.2 交流调压器交流调压器多用于调光装置、电阻炉和感应电动机等工业设备的电力调整。
其典型电路如图3所示。
交流电力调压器产生的谐波次数与整流器基本相同。
2.3 频率变换器频率变换器是AC-AC变换器的代表设备。
当用作电动机的调速装置时,它含有随输出频率变化的边频带,由于频率连续变化,出现的谐波含量比较复杂。
2.4 通用变频器通用变频器的输入电路通常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成,如图4(a)所示,这种电路的输入电流波形随阻抗的不同相差很大。
在电源阻抗比较小的情况下,其波形为窄而高的瘦长型波形,如图4(b)所示;反之,当电源阻抗比较大时,其波形为矮而宽的扁平型波形,如图4(b)虚线所示。
2.5 高频开关电源除了上述典型变流装置会产生大量的谐波以外,近年来彩电、个人电脑、电池充电器等装置的迅速普及,使得电容滤波的整流电路迅猛增加。
对其交流侧谐波的分析已经开始成为谐波源分析领域关注的焦点之一。
3 高次谐波的危害3.1 对电力电容器的影响由于电容器的容抗与频率成反比,因此在高次谐波电压作用下的容抗要比在基波电压作用下的容抗小得多,从而使谐波电流的波形畸变更比谐波电压的波形畸变大得多,即便电压中谐波所占的比例不大,也会产生显著的谐波电流。
如何检测并消除家用电器中的电磁干扰
如何检测并消除家用电器中的电磁干扰在现代家庭中,各种家用电器给我们的生活带来了极大的便利,但与此同时,电磁干扰问题也可能会悄然出现。
电磁干扰不仅可能影响电器的正常运行,还可能对我们的健康产生潜在影响。
那么,如何检测家用电器中是否存在电磁干扰,又该如何消除呢?一、电磁干扰的来源和影响要了解如何检测和消除电磁干扰,首先得知道它从何而来以及会带来哪些影响。
电磁干扰的来源多种多样。
一些常见的家用电器,如微波炉、电磁炉、电吹风等,在工作时会产生较强的电磁场。
此外,家庭中的电线布线不合理、多个电器同时工作、老旧电器的部件老化等也可能导致电磁干扰。
电磁干扰对家用电器的影响主要表现为设备性能下降、工作不稳定,例如电视画面出现雪花、音响产生杂音、电脑死机等。
长期处于电磁干扰环境中,还可能缩短电器的使用寿命。
对于人体健康,虽然目前还没有确凿的科学证据表明一般家庭中的电磁干扰会直接导致严重疾病,但一些研究认为,长期暴露在高强度的电磁环境中可能会引起头痛、疲劳、失眠等不适症状。
二、检测电磁干扰的方法1、直观观察法这是最简单也是最初步的检测方法。
留意家用电器在工作时是否出现异常现象,如灯光闪烁、声音异常、图像失真等。
如果有这些情况,可能意味着存在电磁干扰。
2、使用电磁辐射检测仪电磁辐射检测仪可以较为准确地测量电器周围的电磁场强度。
在使用时,将检测仪靠近电器,按照说明书的操作步骤进行测量,并对比相关标准,判断电磁辐射是否超标。
3、借助收音机检测打开收音机,调到没有电台的频段(通常会听到杂音),然后将收音机靠近可能产生电磁干扰的电器。
如果杂音明显变大或出现特殊的声音变化,说明该电器可能存在电磁干扰。
4、观察其他无线设备的信号比如无线路由器、手机、蓝牙设备等,如果在某个电器附近这些设备的信号变弱或不稳定,也可能是电磁干扰所致。
三、消除电磁干扰的措施1、合理摆放电器避免将电器密集地摆放在一起,特别是大功率电器。
尽量保持一定的距离,以减少电磁场的相互影响。
电磁干扰会影响家用电器的正常使用吗
电磁干扰会影响家用电器的正常使用吗在我们的日常生活中,家用电器已经成为不可或缺的一部分。
从照明的灯具到冷藏食物的冰箱,从娱乐的电视到清洁衣物的洗衣机,它们为我们的生活带来了极大的便利。
然而,你是否曾想过,有一种看不见、摸不着的“力量”可能会悄悄地影响这些家电的正常运行?这股“力量”就是电磁干扰。
那么,电磁干扰到底是什么呢?简单来说,电磁干扰就是指任何能使电子设备或系统性能下降,或者对有生命或无生命物质产生不良影响的电磁现象。
它可以来自于自然环境,比如雷电;也可以由人类活动产生,像是通信设备的发射、电力系统的运行等。
当我们谈到电磁干扰对家用电器的影响时,首先想到的可能是电视。
你或许有过这样的经历:正在津津有味地看着电视剧,突然画面出现了雪花、条纹,甚至声音也变得嘈杂不清。
这很有可能就是电磁干扰在作祟。
附近的高压电线、移动基站,甚至是隔壁邻居正在使用的大功率电器,都可能产生电磁干扰,影响电视信号的接收和处理,导致图像和声音质量下降。
冰箱也是容易受到电磁干扰影响的家电之一。
冰箱内部的控制系统包含了各种电子元件,用于调节温度、控制制冷循环等。
如果受到较强的电磁干扰,这些电子元件可能会出现误动作,导致冰箱温度不稳定,影响食物的保鲜效果。
甚至在极端情况下,冰箱的压缩机可能会非正常启动或停止,缩短冰箱的使用寿命。
洗衣机在运行过程中同样可能受到电磁干扰。
如今的洗衣机大多采用了智能化的控制电路,以实现各种洗涤模式和功能。
如果电磁干扰影响了这些控制电路,洗衣机可能会出现程序混乱、运行异常等问题。
比如,洗衣时间不准确、水位控制失常,甚至无法正常启动或停止。
再来看看空调。
空调的运行需要精确的温度检测和控制系统来保证室内温度的舒适。
电磁干扰可能会干扰温度传感器的信号传输,导致空调无法准确感知室内温度,从而出现制冷或制热效果不佳的情况。
而且,电磁干扰还有可能影响空调的变频系统,使空调的能耗增加,运行效率降低。
除了上述常见的大家电,一些小家电也难逃电磁干扰的“魔掌”。
家用电器及类似产品的辐射骚扰及不合格整改方案
家用电器及类似产品的辐射骚扰及不合格整改方案作者:陈卉唐力华黄友新来源:《品牌与标准化》2020年第04期【摘要】 GB 4343.1-2018增加了家用电器及类似产品的辐射骚扰测试新要求,容易出现不合格。
本文介绍了新标准下家用电器及类似产品的辐射骚扰测试要求,并从屏蔽、套磁环、增加共模扼流圈、陶瓷电容和环形压敏电阻等几个方面来介绍家电产品辐射不合格的整改方案,并以扫地机器人为例来具体介绍陶瓷电容和环形压敏电阻降低辐射骚扰的案例。
【关键词】电磁兼容;家用电器;辐射骚扰;整改【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.020Radiated Disturbancetests and Unqualified Rectification Approaches for Household Appliances and Similar ApparatusAbstract: Radiation disturbancetest for household appliances and similar products is included in GB 4343.1-2018,which iseasy to fail. This article introduces the radiation disturbancetest of household appliances and similar products under the updated standard. Meanwhilethis articleintroduces the approaches to help pass the radiation disturbancetestsuch asshielding,the using of magnetic sleeves,the addition of common mode chokes,ceramic capacitors and ring varistors. In addition,this articletakes the test of the sweeping robot as an example tointroduce the case of reducing radiation disturbance by capacitor and ring varistor.Key words: electromagnetic compatibility;household appliances;radiateddisturbance;rectificationCHEN Hui;TANG Li-hua;HUANG You-xin(Guangdong testing institute of product quality supervision,Guangzhou 510000,China)GB 4343.1-2018相對GB 4343.1-2009变化较大,尤其体现在骚扰功率和辐射骚扰的测试上。
整流变频系统防干扰解决办法
整流变频系统防干扰解决办法随着电力电子技术的不断进步,整流变频系统在家用电器中得到了广泛应用。
同时,由于各种原因,整流变频系统也容易受到干扰,影响系统的正常运行。
本文将介绍一些常见的整流变频系统干扰的原因,以及一些防干扰解决方法。
整流变频系统在工作过程中,会产生电磁干扰和电气干扰两种干扰。
电磁干扰是指在电路中产生的高频噪声信号,电气干扰是指电路中的高频谐波及电磁波等干扰。
1.电容电感干扰在整流电路中,电解电容和电感是产生噪声的两个主要元件。
当整流电路中的电解电容受到干扰时,其会形成瞬态电压,使整流电路的输出端产生高频噪声。
而当电感受到干扰时,其会形成瞬态电流,使整流电路的输入端产生高频噪声。
2.主电源变压器的磁场干扰主电源变压器和整流电路之间存在一定的电磁耦合关系。
当主电源变压器中的磁场受到干扰时,其会导致电路中的磁耦合电压采集到系统的控制电路中,从而影响系统的稳定性和可靠性。
3.开关管的导通和关断过程中产生的噪声当开关管切换时,由于其导通和关断过程中会产生电流和电压的瞬态,导致输出电压和电流波形受到扭曲,从而产生高频噪声。
为避免上述干扰,有必要采取一些有效的防干扰措施。
1.加装逆变器感性滤波器逆变器感性滤波器能有效地减小逆变器输出端的高频噪声和谐波,使逆变器输出电流纹波减小,从而提高整个系统的抗干扰能力。
2.加装绕组屏蔽对于主电源变压器和整流电路之间的连接线路,可以采用磁屏蔽线或者采用电磁屏蔽护套的支路线,减少输入电阻的磁场干扰。
3.加装稳压电容在电解电容的输入端加装稳压电容,可以减小电解电容的输出端的高频噪声,提高系统的抗干扰能力。
4.选用合适的开关管由于开关管的导通和关断过程会产生高频噪声,因此选用低噪声开关管是防干扰的关键,如IGBT管和MOSFET管等。
5.提高系统接地的质量合理的系统接地是抑制干扰的有效手段之一,可以采用单一星形接地,严格控制接地点之间的距离,避免地环形电流浸润到其他线路,从而提高系统的抗干扰能力。
en55011标准
en55011标准电磁兼容(EMC)技术是确保电气设备和电子系统能够充分地利用电磁调制的信号的技术,它也是在不影响无线频谱的前提下保障其他系统运作稳定的重要手段。
因此,保证电子设备具有最佳的电磁兼容性是重要的。
尤其是,EN55011标准是指符合电磁兼容方面的电子设备和系统的技术规范。
EN55011标准是一项全面、通用的技术规范,它被认为是保证电磁兼容的重要标准,它的目的是保障在设备和系统的运行中,由电磁调制的信号对其造成的电磁干扰不超过允许的最大值。
它的范围涵盖了各类电子设备的电磁兼容要求,特别是电磁辐射的抑制要求。
EN55011标准的适用范围是广泛的,包括无线电广播、行业产品、家用电器和安全器件等各类电子设备。
EN55011标准规定了电磁干扰水平控制的几个关键概念,包括:电磁兼容性等级、电磁辐射抑制水平、电源泄漏电流等级、电源泄漏电压不确定性等级以及调制负荷级别等。
这些概念都是用于判断电子设备是否符合EN55011标准规定的,它们被广泛使用于电子设备的设计、调试和审核等工作中。
EN55011标准也指出了许多重要的测试项目,以确保电子设备的电磁兼容性。
其中一些是模拟电磁调制的测试,如可见放电灯(VDE)测试、直流放电灯(DC)测试、谐波发射测试等;另一些是数字电磁调制的测试,如偶极子干扰测试(DEP)、信号传输性能测试(SCT)等。
除了EN55011标准,在电磁兼容领域还有许多其他相关标准。
例如,低电压指令(LVD)标准(EN60950-1),用于认证设备在运行中产生的电磁震动和电磁噪声满足要求;计算机外设的电磁兼容标准(IEC61000-4-4),用于认证计算机外设在运行中产生的电磁辐射满足要求;以及家用电器的电磁兼容标准(IEC61000-3-2),用于认证家用电器在运行中产生的电磁辐射满足要求。
总之,EN55011标准是电磁兼容技术的重要标准,它旨在保障电子设备在运行中不受电磁调制信号的干扰,从而使其具有良好的电磁兼容性能。
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家用电器的电磁干扰(EMI )及其控制柳光福 方国兴 上海埃德电磁技术有限公司 (上海201103)摘要:本文分析了常用家用电器产生电磁干扰(EMI )的原因、传播途径和控制方法,阐述了EMI 电源滤波器网络结构和工作原理。
叙词:电磁干扰(EMI ) 电磁兼容(EMC ) EMI 电源滤波器1 前言家用电器、电动工具和类似器具在工作时所产生的无线电干扰在国内外早已引起人们的高度重视。
理论和实验证明,家用电器产品的电磁兼容性能必须满足相关标准的要求。
否则,人类生存的电磁环境将遭到破坏,由此产生的影响和损失是无法估量。
因此,家用电器的电磁兼容性能已经成为衡量其产品质量的重要指标。
常用家用电器主要包括吸尘器、电风扇、洗衣机、干衣机、电冰箱、空调、电脑、电子游戏机、电磁灶、微波炉等,都会产生电磁干扰(EMI ),尤其是采用变频技术的空调、洗衣机、冰箱、微波炉、电磁灶等,其运行时产生的电磁干扰是相当严重的。
我们都知道,变频技术的一个重要特点,就是其采用的功率器件(如:GTR 、GTO 和MOSFET 等)是在开关状态下工作。
如图1所示PWM 控制的变频控制电路,在其a 与b 点之间的电压波形如图2所示,是一系列宽度不等的方波。
由于种种原因,方波的前后沿总是有一定的上升和下降时间。
为方便分析,假定上升和下降时间相等,方形为等腰梯形,如图3中右上角所示。
按照福里衰级数的分析方法,可以算出其各次谐波的幅度为:式中:Vn ---- n 次谐波的幅值,V ; V ---- 方波的幅值,V ; tr ---- 上升和下降的时间,s ; τ---- 方波宽度,s ;T ---- 周期,s 。
在一定的重复频率下,其各次谐波幅度的包络如图3所示。
由于图2所示的方波宽度是各不相同的。
于是,其生成的谐波幅度的包络就更加的复杂了。
由于实际应用中的方波幅度很高,有的甚至高达几千伏,这样一来,由(1)式估算出的高次谐波直到移动通讯的频率范围(900MHz和1800MHz)仍然是十分可观。
从电磁兼容性(EMC)的观点来分析,它就是一个必须加以控制的强烈干扰源。
2 电磁干扰(EMI)路径分析为了能有效控制家用电器正常运行时产生的EMI信号,首先要分析其EMI信号的传播路径。
图4为家用电器的单相电网框图。
图中家用电器产生的EMI会沿导线和空间辐射的路径传播,这就是我们所说的传导干扰和辐射干扰,由此对同一电网上邻近电子设备的正常运行构成威胁。
图4中用实线箭头的线表示EMI信号沿导线传播的路径,以虚线箭头的线表示EMI信号经空间传播路径。
无论EMI信号沿导线还是经空间的路径传播,均可分为差模(DM)EMI信号和共模(CM)EMI信号。
其中,差模是指在相线(L)和中线(N)之间的EMI信号,见图5;共模是指在相线(L)与地线(E)之间和中线(N)和地线(E)间的EMI信号,见图6。
关于差模EMI信号产生的辐射是由差模电流流经导体形成环路而生成,可用图7所示的等效环形天线的模型来表示。
在远场范围内的r点处生成的最大场强为:E=131.6×10-16[f2AI][1/r]E----在远场范围内r点处的场强,V/m;f----差模EMI信号的频率,Hz;A----差模信号等效环路面积,m2;I----差模信号电流,A;r----到等效环路中心的距离,m。
只要等效环路周长小于所计算的差模EMI信号的四分之一波长,由(2)式估算出的结果是相当准确的。
另一方面,由于电流流过时,会在导体上面产生电压降。
当用电缆把有关地线和设备(或系统)的“地”连接起来后,某些部位的电位会比设备(或系统)的“地”电位高,这就是共模电位。
在一定的条件下,这个电位所生成的电流会以电场辐射的方式向外辐射电磁干扰能量,我们可用图8所示的等效单极天线的模型来说明,在远场范围内r 点处生成的最大场强为:E=4π×10-7[ fIL][1/r]式中:E----在远场范围内r 点处的场强,V/m ; f----共模EMI 信号的频率,Hz ; I----接地电缆中的共模电流,A ; L----等效单极天线的长度,m 。
只要等效单极天线的长度小于所估算的干扰信号的四分之一波长,由(3)式估算出的最大场强E 是相当准确的。
大家都知道,EMI 要污染环境,也可能会对电器内和其他电器的一些敏感电子电路的正常运行造成危害。
那么,如何把EMI 控制到一定的电平才能保护环境,确保电器内和其他电器的一些敏感电子电路的正常运行呢?这个问题一直在引起人们的关注。
为了控制EMI ,世界各国都制定有相应的标准,即电磁兼容性标准。
这些标准中规定的EMI 电平极限值,是根据电波传播理论和实际测得的数据,结合当时科技发展的水平来规定的。
例如美国的FCC 标准,欧共体的CE 标准,我国也有相应的电磁兼容性标准。
这些标准就是控制EMI 的法律。
如欧共体规定,从1997年1月1日起,所有进入欧共体的电子、电器产品必须符合CE 规定的要求,否则,不允许销售,对违规销售处以重罚。
我国从八十年代初开始起草这方面的标准,并于1984年发布了GB4343-84«电动工具、家用电器和类似器具无线电干扰特性测量方法允许值»,九十年代初,在等效采用C. I. S. P. R. 第14号出版物第三版的基础上对其作了重大修改,现在新版标准GB4343-95作为家用电器、电动工具以及类似器具产品无线电干扰合格认证的依据,在无线电干扰标准体系中占有重要的位置。
该标准的贯彻与实施涉及千家万户能否正常收看电视、收听广播、进行无线电通讯,关系着我国家用电器产品能否进入国际市场。
图9即为GB4343-95标准规定的家用电器传导干扰极限值,图10是GB4343-95 标准规定的家用电器辐射干扰的极限值。
当然,标准也规定了严格的测量方法。
要满足标准规定的EMI 极限值,就必须采取控制EMI 的相应措施和设计方法。
一方面,我们知道了干扰源的特性和相关的估计方法。
另一方面,按照实际情况能分析综合出有关的电路模型。
这样一来,便可用计算机算出有关电磁干扰的幅值。
科技人员长期的努力已经开发出了很多可供实用的软件,只要输入有关干扰源和电路元件结构的数据,便可显示出干扰信号幅度和场强的分布。
有了这些相关的信息,为控制电磁干扰提供了可靠的依据。
3 EMI 的控制与EMI 滤波器要使电器产品满足有关电磁兼容性(EMC )标准的要求,必须在产品的开发设计阶段做大量控制EMI 的工作。
首先要选取适当的元件和电路,使之在实现电路功能的同时,能够达到控制EMI 的目的;其次,要根据电路的特点来设计电路的走线和元件排布,这方面有很多控制EMI 行之有效的经验。
由很多印刷电路板组成设备,由设备集成为系统的时候,电缆敷设、接地、滤波和屏蔽就成了控制电磁干扰的关键技术。
其中,屏蔽是控制EMI 经由空间传播的有效措施。
EMI 滤波器主要是控制EMI 经导线传播的最有效措施。
若能把滤波和屏蔽这两项技术有机地结合起来,应用得恰到好处,把EMI 控制到有关标准规定的极限值以内肯定能实现。
到目前为止,很少发现不用EMI 滤波器的设备或系统就能满足有关电磁兼容性标准的例子。
合理选用和正确安装EMI 滤波器后,它除了能控制沿导线传播的EMI 信号外,还能有效控制EMI 信号从电缆产生的辐射传播。
图11是单相EMI 滤波器的基本网络结构。
它都是由集中参数元件组成的无源网络,虚线框表示滤波器外面的金属屏蔽外壳,它的作用是控制EMI 信号经空间辐射传播。
在图11的电路中,只有两只电感L1和L2,三只电容器Cy1, Cy2和Cx 。
如果把这个EMI 滤波器插到图1所示的变频控制电路的输入电路上,如图12所示。
这样,L1和Cy2、L2和Cy1分别构成L 与E 之间和N 与E 之间的低通滤波器,用来抑制电器运行时产生的共模EMI 信号。
其中,L1和L2的电感是绕在磁环上两组线圈,由于多种原因,L1和L2的电感量是不相等的,于是,L1和L2之差便是差模电感,它和Cx 又组成L 与N 之间的一只低通滤波器,用来抑制电器运行时产生的差模EMI 信号。
从而实现对EMI 信号的控制。
由于图11的电路是无源网络,它具有互易性。
当EMI 滤波器安装在家用电器变频控制电路的电源入口处后,它既能有效地抑制图1所示变频电路运行时产生的EMI 信号传入电网污染电磁环境,去干扰接在同一电网上的其他电子设备,又能大大衰减电网上传播的其他干扰信号对家用电器变频控制电路等的影响。
4 EMI 滤波器的应用电源EMI 滤波器是无源网络,具有互易性,即把负载接在EMI 滤波器的(电源)端,还是接在 (负载)端都是可以的。
在实际应用中,要达到有效地抑制EMI 信号的目的。
必须根据滤波器两端将要连接的EMI 源阻抗和负载阻抗的特性来合理选取网络结构,无论怎样复杂的电源EMI 滤波器,都可以把它的共模和差模滤波网络抽象出来,简化为图11中所示的低通滤波网络。
按源阻抗和负载阻抗的组合原则,来选择EMI 滤波器的网络结构和参数。
才能得到满意的抑制效果。
这是电源EMI 滤波器的应用技巧。
大家知道,当滤波器的输出阻抗Zo 和与它端接的负载阻抗R L 不相等时,在这个端口上会产生反射。
反射系数定义为ρ=(Zo-R L )/(Zo+R L ),Zo 与R L 相差越大, ρ就越大,端口产生的反射也就越大。
当EMI 滤波器两端阻抗都处 于失配状态时,EMI 信号会在它的输入和输出端口产生很强的反射。
这样一来,滤波器对EMI 信号的衰减,等于滤波器的固有插入损耗加上反射损耗。
在EMI 滤波器的实际使用中,可用此技巧来实现对EMI 信号更加有效的抑制。
这就是为什么选用EMI 滤波器时,一定要仔细分析其端口阻抗的正确搭配,使产生尽可能大的反射,达到对EMI 信号的有效控制。
十多年来,我们在用EMI 滤波器来解决家用电器电磁干扰方面积累了一些经验,为国内多家品牌家用电器进行电磁兼容性(EMC)设计改装,产品涉及有空调、洗衣机、洗碗机、干衣机、吸尘器、微波炉等,并设计开发了多种配套EMI 电源滤波器(见附表1)。
有关此方面的经验,将逐步在以后发表的文章中继续探讨。
5 后记虽然我们在控制家用电器EMI 方面积累有一些经验,但是家电技术发展日新月异,我们对家用电器产生干扰的特性和控制仍要不断研究和学习。
我们十分愿意与同行及家电专家切磋技艺,拜各位为师,深入学习,继续合作开发更多价廉效优的EMI 滤波器和新的干扰控制方法,为控制家用电器的电磁干扰作出我们的努力。
附表1:上海埃德电磁技术有限公司为家用电器配套的部分EMI 滤波器一览表参考文献[1]Cor van de Water,Inverter design basics & waveforms;[2]柳光福,EMI滤波器的选用和安装;[3]陈穷等,电磁兼容性工程设计手册;[4]H.W.Off,Controlling EMI by proper PCB;[5]R.F.German,Use of a ground grid to reduce PCB radiation。