第六章_电磁兼容课件-电缆-江滨浩.ppt

1、电缆的EMC设计、电气工程系江滨浩、研究生学位课程-电磁兼容性(6)、2、主要内容、电磁场电缆上感应噪声电缆之间的串扰电缆辐射噪声、3、电磁场电缆、 规定在所有电磁兼容性基准下电缆的传导灵敏度试验实际上是针对空间电磁场的电缆干涉性的试验的电磁场对电缆的影响是，信号电路中的差动模式噪声电流、电缆与大地电路间的共模噪声电流、4、差动模式电压与共模式电压、差动模式电压电场产生电缆中信号线和线路间距极小，线电压和磁感应电压几乎为零。 因此，不需要考虑差模噪声电压。 电路干扰主要来自差模电压和电流，差模感应电压小。 差动模式的干扰电压在电路不平衡时，将共模电压转换为差动模式的干扰电压的结果是： 5、随着电磁场线缆上的感应电压、10 khz100 khz1mh z100 MHz1 GHz10 g Hz、频率的增加，感应电压变大，线越长，感应越大关于平衡电路的干扰特性，在，电磁场，V1，V2，I1，I2，VD，平衡的好坏用共模抑制比表示： CMRR=20lg(VC/VD )，VC，高频的情况下，由于寄生参数的影响，平衡下降，电路的共用该电路对雷电引起的共模噪声具有很强的性能。CMRR、7、提高共模干扰抑制比的方法、共模抑制比的高频率良好，屏蔽电缆的频率特性、共模扼流线圈、8、屏蔽静(低频)电场、9、电路面积a、磁场对电缆的干扰、干扰场的频率和强度不受控制由于理想的同轴电流与10、的信号电流几何重叠，所以电缆上的电路面积为0，电路面积整体为两端的部分，、减小了感应电路的面积，相邻的两个电路中感应的电流具有相反方向，所以相互抵消。 双绞线的光圈越紧，效果越明显。 屏蔽层的两端接地时，外部磁场在由本来的信号和接地线构成的电路中产生感应电流，并且在由屏蔽层和接地线构成的电路中产生感应电流Is，感应的Is也会感应磁场，但该磁场与本来的磁场相反方向抵消，总磁场减少，噪声减少。 屏蔽电缆减小了磁场的影响，只有两端接地的屏蔽层能够屏蔽磁场，12， 13 13、28、1M、1M、100、100、，非磁性材料的屏蔽壳体，磁性材料的屏蔽壳体，双绞线/单端接地，屏蔽层两端接地，13、，100，1 m，非磁性材料的屏蔽壳体，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100， 电缆的屏蔽层作为逆流路径大幅减少感应电路的面积，h中的屏蔽层的两端接地，h中的屏蔽层的一端接地，14、导线之间的2种串扰的机制，接收导线的两端的状况不同，在接近信号源的一侧， 电容耦合产生的电流和感应耦合产生的电流的方向相同，振幅重叠，但在远离信号源的一侧，电容耦合产生的电流和感应产生的电流的方向相反，振幅相互抵消。 因此，近端的干扰较强。15、耦合方式的粗略判断、ZSZL10002 :电场耦合很难说主要是其他情况，几何结构和频率、源极电路的阻抗ZS、接收电路的阻抗ZL、16、电容耦合模型、C12、，C1G，C2G，r，vs 17、耦合公式简单，与频率、被干扰导体对地电阻、两导体之间的电容成比例，在频率高的情况下，与频率和电路的阻抗无关。另一方面，只与两个导体间的电容器和接收导体与地之间的电容器有关，第1 第8电容器耦合与频率之间的关系为，能够控制电容器耦合的参数为：两个导体间的电容器C12、接收导体对基准地的电阻器r、接收电路对基准地的电容器C2G这3个。 其中，前两个参数是实践中最重要的。 实际上，大多通过降低接收电路的电阻来减小电容耦合。 另外，VN=JRC 12 v 1、19，应用与屏蔽层未接地：相当于r无穷大，r大的情况下的上述式VN=VS=V1C1S/(C1S CSG)，在与无屏蔽相同的屏蔽层接地(此时R=0)的情况下： VN=VS=0，具有理想的屏蔽效果，C1s，C1G，CsG，C1G，CsG，C1s，Vs，V1，V1，C2S，屏蔽对电容耦合的影响-全屏蔽，20， r大时： VN=V1C12/(C12 C2G C2S)，r小时： VN=jRC12，部分屏蔽对电容耦合产生的效果，C12的大小依赖于导体2在屏蔽体外的长度。 为了减小C12，尽可能缩短露出屏蔽层的导体长度，定义：自感L=1/I1，互感m=12/I1，1是电流I1在电路1中产生的磁通，12是电流I1在电路2中产生的磁通，定义：电流I 1在电路2中产生的磁通，b，a，M=(/2)lnb2/(b2-a2)，互感的定义和计算，22，电感耦合，VN=d12/dt=d(MI1)/dt=MdI1/dt， 减少互感耦合的方法： M=(/2)lnb2/(b2-a2)1增加两电路间的距离，减小在第21次电路中产生的磁通密度(在电流宽度不变的情况下)，例如将第1次电路的2根长导线用双绞线减小3接收电路的面积的4两电路的相对位置角度关系23、电感耦合和电容耦合的判别、区别方法：在测量导体一端的噪声电压的同时，调整导体另一端的对地阻抗，如果测量电压值随阻抗的增加而增加，则为电容耦合，如果变化方向相反，则为电感耦合。 电容耦合噪声可被视为并联连接在接收导体和地之间的电流源，而感应耦合噪声可被视为串联连接在接收导体上的电压源。 24、屏蔽对电感耦合的影响取决于互感是否随屏蔽对策而变化。 如果、M1S、m2、屏蔽的两端接地，则在由屏蔽层和地构成的电路中产生感应电流。 感应电流新产生的磁场与原来的12重叠，因为1212，所以该屏蔽的导入改变互感，可以判断该屏蔽影响互感耦合。 另外，25、两端接地屏蔽层的解析、V12=jM12I1VS2=jMS2ISVN=V12 VS2、若解开，则根据电磁感应法则IS的方向与I1的方向相反，因此V12的方向与VS2的方向相反，两者相抵消。 因此，耦合电压VN变小。 26、VS2项求解，LS=/ISMS2=/IS，因此： LS=MS2，导体2，屏蔽层，vs2=JMS2is=JMS2(vs/zs )=jls vs/(JL SRS ) =vs j/(jsrs/ls ) ，27，屏蔽后由于v12=jm12i1vs=jm1si1:m12=m1s，因此： vs=jm12 I1 j/(jsrs/ls ) =VN=v 12-v 12 j/(j