第七部分电缆的EMC设计ppt课件

1、第七部分电缆的EMC设计 场在导线中感应的噪声场在导线中感应的噪声 电缆之间的串扰电缆之间的串扰电磁场在导体上感应的电压EV = EddV VV = d/dt处于电磁场中的电缆信号线和回流线在一根电缆中信号线和回流线在一根电缆中用地线面作回流线用地线面作回流线共模电流共模电流差模电压差模电压不平衡不平衡直接产生差模电压直接产生差模电压Sh电磁场在电缆中的感应噪声以共模为主信号线与回线几乎处于同一电场环境信号线与回线几乎处于同一电场环境中，差模电压很小。中，差模电压很小。信号线与回线所构成的面积很小，所信号线与回线所构成的面积很小，所包围磁通量很少。包围磁通量很少。 电磁场在电缆上的感应电压10

2、kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz 0-10-20-30-40-50ABCDE高度= 0.5m长度：A = 100m B = 30m C = 10m D = 3m E = 1m与与 长度、高度长度、高度 无关无关dBV1V/m场强产生的电压场强产生的电压电磁场干扰的对策平衡电路平衡电路共模滤波共模滤波电缆屏蔽电缆屏蔽平衡电路的抗干扰特性电磁场V1V2I1I2VD平衡性好坏用共模抑制比表示： CMRR = 20lg ( VC / VD )VC 高频时，由于寄生参数的影响，平衡性会降低高频时，由于寄生参数的影响，平衡性会降低提高共模干扰抑制的方法平衡电路

3、屏蔽电缆共模扼流圈平衡电路CMRRCMRRff非平衡转换为平衡屏蔽电缆的评价CMCM接纳环路接纳环路I屏蔽层与芯线之间的互感屏蔽层与芯线之间的互感屏蔽低频电场0V电缆长度电缆长度 /20，多点接地，多点接地对付低频磁场的有效方法理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分屏蔽电缆减小磁场影响VSVSVS只需两端接地的屏蔽层才干 屏蔽磁场地环路的危害1001M1M1M100100每米18节(A)(B)(D)(E)(C)0271313281M1M100100消除地环路的效果 1001M1M1M100100每米18节(F)(G)(I)(J)(H)

4、80557063771M1M100100C与D的实验数听阐明设：总电磁场为设：总电磁场为1000，其中磁场为，其中磁场为999，电场为，电场为1，双绞线的磁场抑制效果为：双绞线的磁场抑制效果为：20lg(1000/230) 13 dB单端接地的屏蔽层的效果：单端接地的屏蔽层的效果：20lg(230/229) 0 dB双绞线双绞线单端接地单端接地屏蔽层屏蔽层G与H的实验数听阐明设：总电磁场为设：总电磁场为1000，其中磁场为，其中磁场为999，电场为，电场为1，双绞线的磁场抑制效果为：双绞线的磁场抑制效果为：20lg(1000/1.3) 58 dB单端接地的屏蔽层的效果：单端接地的屏蔽层的效果：

5、20lg(1.3/0.3) 13 dB双绞线双绞线单端接地屏蔽层单端接地屏蔽层导线之间两种串扰机理MCICICILILR0RLR2GR2L耦合方式的粗略判别ZSZL 10002： 电场耦合为主电场耦合为主3002 ZSZL 10002：取决于几何构造和频率：取决于几何构造和频率电容耦合模型C12C1GC2GRC1GC2GC12RVN V1V1j C12 / ( C12 + C2G)j + 1 / R ( C12 + C2G)V1VN耦合公式化简 R 1 / j ( C12 + C2G ) VN = V1 C12 / ( C12 + C2G ) 电容耦合与频率的关系耦合电压耦合电压VN = j

6、RC12V1C12V1 (C12 + C2G)VN =1 / R (C12 + C2G)频率频率 屏蔽对电容耦合的影响全屏蔽屏蔽层不接地：屏蔽层不接地：VN = VS =V1 C1S / ( C1S + CSG ) ，与无屏蔽一样，与无屏蔽一样屏蔽层接地时：屏蔽层接地时：VN = VS = 0， 具有理想的屏蔽效果具有理想的屏蔽效果C1sC1GCsGC1GCSGC1sVsV1V1VsC2S部分屏蔽对电容耦合的效果R 很大时：很大时：VN = V1 C12 / ( C12 + C2G + C2S ) C1sC1GCsGCSGC1sVNV1V1VNC2SC12C12C2GR 很小时：很小时：VN

7、= jRC12 互电感定义与计算定义：定义： 自感自感L 1 / I1 ， 互感互感 M 12 / I1 1 是电流是电流I1在回路在回路1中产生的磁通，中产生的磁通， 12 是电流是电流I1在回路在回路2中产生的磁中产生的磁通通回路回路1回路回路2aba M = / 2 lnb2/b2- a2 减小减小M的方法：回路的方法：回路1用双绞线或同轴线，减小回路用双绞线或同轴线，减小回路2的面积，添加两的面积，添加两 个回路的间隔个回路的间隔电感耦合MR2RR1RR2VN d12 / dt = d(MI1)/dt = M dI1 / dtR1I1VNI1VNV1V1电感耦合与电容耦合的判别IN =

8、 j C12V1R2R1VVVN = j M12 I1R2R1电容耦合电感耦合非磁性屏蔽对电感耦合的影响I1M1SM12关键看互感能否由于屏蔽措施而发生了改动关键看互感能否由于屏蔽措施而发生了改动双端接地屏蔽层的分析M1SM12MS2+ - - +V12VS2导体1导体2屏蔽体V12 = j M12 I1 VS2 = j MS2 IS VN = V12 + VS2 I1IS求解这项求解这项这就是屏这就是屏蔽的效果蔽的效果VS2项求解+ LS = / IS MS2 = / IS 因此：因此：LS = MS2 导体导体2屏蔽层屏蔽层VS2 = j MS2 I S = j MS2 ( V S / ZS) = j LS V S / ( jLS+RS ) = VS j / ( j+RS/LS)屏蔽后的耦合电压VN = V12 + VS2 V12 = j M12I1 VS = j M1SI1由于：由于：M12 = M1S所以：所以：VS = j M12I1所以：所以：VS2 = j M12I1 j / ( j+RS / LS)VN = V12