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电磁兼容EMC浅谈陶显芳演讲

时间:2020-07-01 18:39:58 来源:互联网 阅读:0次

电磁兼容(EMC)浅谈[陶显芳演讲]

陶显芳老师:给大家介绍解决电磁兼容问题的办法,因为内容太多了,我想介绍一些简单概念,遇到比较深的问题你们可以通过上,通过刚才谢总传达给我。我在这方面搞了好几十年了,以前我是搞军品的,在军品企业干了二十年,然后到国外留学,留学回来以后就到深圳康佳组建彩电技术开发中心一直干到现在,所以是康佳技术方面的创始人。

因为这个题目太大了,所以就用浅谈,向大家介绍简单的概念,以后再慢慢一步步讨论。首先介绍一下什么叫EMI和EMC。EMI就是电磁干扰的英文缩写。 EMC是电磁兼容的英文缩小。这两个题现在已经列入国际和我国的标准,就是电子产品里面必须强制认证的,我们guo jia的标准是3C认证,国外就是六西格玛,跟安全这些都连在一起,所以你的产品如果不进入强制认证的话,你是不能销售的。电磁干扰这个指标,要检查这个产品电磁干扰符不符合标准,会不会干扰。EMC 就是检查能不能经得起电磁干扰的影响,比如你的电脑,收音机,人家的电磁干扰肯定都会有,但是可能水平有高有低,一定的水平里面,如果人家能工作,你不能工作,说明你这个是不符合的。

现在我们为什么要提出EMI和EMC的问题?我们guo jia本来提出比较晚,96年以后才开始,在国外比较早,在90年的时候就已经开始集成了。因为现在很多电子收费,都进入家庭和办公室了,比如说电脑,还有电视机,还有,特别是无绳,移动,这些东西对用户来说,一个设备也会无绳干扰,为了保护使用者的利益,国际上相关组织就定了一个标准,这个干扰不能超过一个水平,比如电视机或者收音机必须能够达到40db的干扰下还能正常工作,提出这个相关要求,一个就是干扰,一个就是能忍受干扰的水平。一个是EMI,一个是EMC,实际大家在交流里面都是几条,提电磁干扰,很少提EMI。

如果你是搞一个开关电源,要检测电磁干扰,干扰的强度,大小不能影响别人。对于受别人干扰的时候,就会测EMC,你们有开关电源,这两个东西都会产生干扰,这个EMC是电磁干扰,你受干扰信号给你的时候,你还能工作,都是有指标的,多少微伏的,这个指标也在变的,技术水平不断提高。有一个企业能够达到,它一提出来就能变成guo jia标准或者企业标准,或者是国际标准,如果还没有人提出来的话,比如现在大家都是用40微伏,谁发明一个方案,能够达到30多微伏干扰水平的话,人家就会把这个标准提出来,你就按这个标准来执行,所以标准是不断在变的。

电磁干扰是怎么产生的?电磁干扰实际就是带电物体产生的,带电物体有三种:一种是摩擦带电,可能大家比较熟悉,两种不同性质的物体,不管你是金属也好,非金属也好,两种不同的东西,本身就带有定位差,就像P-N结一样,产生定位差。如果是金属的话,你一离开的话马上就放完电了,绝缘体的话,两个物体都会带电,这样你就会感到摩擦、带电。摩擦、带电是很容易发生的,穿衣服、**服都会感觉到带电在发生。你冬天的时候穿毛衣,你一脱,放电,这个电已经超过五千伏了。一般静电都在五千伏以上的,所以电压都很高。为什么刚才很多工程师都提这个,就是防止静电产生的,静电产生是无处不在的。在地毯上走,走完之后去摸,就会有“啪”的声音。

另外一个是接触带电,两个物体接触的时候就会产生带电传递,通过传递以后带电。或者一个带静电,一个带负电。除了静电以外,我们电路里面,这个电都是属于接触带电的范围,因为里面的电路要通过焊接,开关,元器件,这时候接触带电的范围。感应带电,这就很全了,可能要由大家开动脑筋想一下。感应带电不需要两个东西接触到,只要你靠近它,你就会带电,这种带电就是属于感应带电。这种带电是由电场产生感应带电的。还有一种是属于电流产生的气场,也会在物体上感应出电流,这种叫磁场感应,电磁感应。感应带电的电都是相当高。

一个物体一带电以后,这个物体我们可以看成一个电容,我们现在理解的电容不太一样,这个电容不管什么东西,任何物体都可以看成是一个电容,这个物体带电,就可以算出电容量。当然,像做电路实验的时候,为什么用150p的电容来做实验,这就是因为人体电容大概就是150p,所以人的手去摸它,就会产生电磨转移或者放电,就是因为人体相当于150p的电容,充上八千伏的电荷进行放电,模拟人体来放电或者其他带电体来放电,人体大概是150p,一般是小于 150p,也有大于150p,一般也就几十p或者100p左右。

这里我们要简单介绍一下电场感应,这是带电体。通过电场的作用,会使原来不带电的东西也会产生带电。原来不带电的分离成两个带电,一边带负电,一边带正电,在这里面两边都有产生带电。中间这里是电容,这边定位特别强,还有整个带电体,可能大家不清楚,带电体的中间是不带电的,不管多少万伏,中间都是不带电的。所以中间就有一个静电保护的作用。比如把这个球中间掏空,外面带多少,里面都是安全的,都不带电的。你用一个带电的东西,一点点给它充电,电压就可以充得很高很高。如果外面充的话,你充不进去,比如外面已经带一千伏了,如果从里面充的话,拿一伏的都可以充上去,慢慢往里面充,电压越来越高。

这个带电体如果用手去摸它带不带电?这个是带电的,你不相信你去摸摸电视机旁边的喇叭,这个也一样,如果你用手去摸一下,你拿走手以后,这里就变成带负电,这个球就永远带负电,带电体就是这样产生的。如果这个球带电这边没放掉的时候,如果再把它拿开,这里就带负电,这就永远保持这个负电,这是带电体的作用。

电场强度跟带电体的感应有关系,比如带的电压越高,旁边有个陶体靠近它就会感应带电,这边带负电,这边带正电,这两边正压正好等于伏的话,这里等于米的话,电场强度就等于感应带电体的端电位相减除以感应带电。带的电越高,就代表带电体的电感越高。

还有刚才带电这个已经讲了,物体的感应带电也会电到你。现在有个安全标准,带电的话,到底带多少能量是合格的。带电体带的电容量等于电容的容量,容量越大,电压越高,能量越大,如果大的电容量超过45微库仑的话,那就算了。如果带电体对电路放电超过350毫焦耳,也算不合格。所以在两瓦以上不用做安全实验的,在两瓦以上就对你的电路,不管你复杂不复杂,一接,一短路,一冒烟超过多少秒钟,就认为不合格,跟这个能量有关。

刚才讲的是电场感应,现在介绍一下磁场感应,磁场感应的话,理解我们把电路都看成是变压器的出线端,这边有一个电路,可以看成初级线装,只要有一个线穿破,感应电动势的等于磁通量的变化、速率这些,或者磁感的密度乘以面积实际上就是磁通,这个时间也是属于变化率,速度。这个不好算,可以用另外一种方式,就是用电感来表示,电感和磁通有个关系,这个电感是一个Lid,dt,单位时间电流和电感的变化。这个磁通不好算的时候,通过测量还可以有另外一个表达就是无感,你可以通过测量来算这个数,把这个数带进去进行计算,一般这个系数都是小于1的。这个电感和这个电感的平均值是这个系数。就是把一个长方形的面积变成四方形或者是一个圆的面积叫做几均。

下面要给大家介绍电磁兼容里面很重要的浮地。在电路里面有很多地方,电位跟大地的电位是一样的。比如变压器,或者发电机,它输入有的是六千伏出来是 220,实际这个变压器你感觉到到处有变压,变压器中间实际是没变压的。没变压的地方就相当于一个大地,就是零电位,这个地方叫做浮地。还有发电机,里面的中线,发电机也是不带电的。当它的定位跟大地相同的时候就是零电位,零电位的话你拿一根导线跟大地相连,不会有电流,不会有干扰,用手去摸,不会出电。像这个电压器,输入220,你就可以算有多少多少伏,这里跟大地相对而言。现在大家可能就会产生矛盾,我们现在电路里面都是把电源负端变为地,对不对?不对,这跟大地之间有电压的,比如这里是100伏,这个电压跟大地的电压就是50伏,你不相信的话可以拿个很高的表去量,它是有电压的。在电容里面很多人认为不会有电,但是这里面是有电的。

下面我们先从位移电流来讲电路里面的干扰怎么产生的。它会对另外的物体产生感应带电,当带电体变化的时候,因为是负的时候,感应导体就会产生电流,这个电流叫做位移电流,所以一般电工里面也没有人告诉你什么叫位移电流,你要特别注意位移电流影响的一个重要的原因。就像电视机发射天线,八木天线,到中国就改成八根木头组成的天线,只有一根有圆的,其他都没有圆,八根柱子,都没有圆,但实际上会生电流的。比如这个天线很大的功率的时候,你晚上看的时候,天线上面还会产生放电,产生大火那种蓝光。现在电视台那边发射功率都是几千瓦,如果天线很短的话,一般在潮湿的天气里面,比较暗的话,都会产生放电。所以本身这个导体没有电源,也会生感应带电。还有打雷,一个打雷,房间里面的灯都会闪,都会感应到带电,这是什么原因?雷电根本就没有跟你的电线接通,但是很多窗户上面,里面的导体都会感应出很高的电压,它会在墙上产生放电,这都是属于感应带电,放电的一个过程。

在开放电容里面,变压器的干扰是严重的,所以一般变压器里面,都要想办法把线圈分开,错开来。另外,绕完以后在外面包层铜箔,对辐射相当有效,但是这个东西不是万能的。还有你这个变压器靠近金属或者电路某个位置,一产生涡流,效率也会降低。这个变压器的位置相当讲究,也要考虑电磁干扰,又要考虑本身的损耗,这些都要考虑。

另外,在电路里面开关关闭时产生的电磁干扰是厉害的。一般都有上千伏,如果你不进行吸收的话,都在一千伏以上的,一般这里面都吸收电路,如果没装的话都是很高很高,会把这个击穿。这个感应脉冲,既可以产生电磁干扰,也会产生其他干扰,因为它变化速度相当快。


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