電磁干擾(emi)噪聲診斷技術(shù)(2)(編輯修改稿)
2025-02-02 03:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)揮濾波作用，只能在 10KHz6MHz的范圍對噪聲進(jìn)行有效抑制，如何提高濾波器的高頻濾波性能仍是一個值得研究的重要問題。 不加濾波器 加濾波器 （ a）總噪聲 不加濾波器 加濾波器 （ b） CM噪聲 不加濾波器 加濾波器 （ c） DM噪聲 圖 354 傳導(dǎo)噪聲的智能處理結(jié)果（縱坐標(biāo)單位： dBuV） ? 進(jìn)一步的分析，以此作為智能測試系統(tǒng)的檢測對象，其研究實驗結(jié)果如下。在無噪聲分離網(wǎng)絡(luò)條件下，加與不加濾波器時總噪聲的情況對比如圖 355所示，其中（ a）圖為原始混合噪聲；（ b）圖為經(jīng)過濾波之后的總噪聲。圖 356為由診斷軟件設(shè)計的共模濾波器濾波特性。圖357為在有噪聲分離網(wǎng)絡(luò)的條件下，加與不加濾波器時共模噪聲的情況對比，其中（ a）圖為原始共模噪聲分量；（ b）圖為經(jīng)過共模濾波器抑制之后的共模噪聲。 (a) 原始總噪聲 (b) 濾波之后的總噪聲 圖 355 加與不加濾波器時的總噪聲（無噪聲分離網(wǎng)絡(luò)） 圖 356 共模濾波器濾波特性 (a) 原始共模噪聲分量 (b) 濾波之后的共模噪聲分量 圖 357 加與不加濾波器時的共模噪聲（有噪聲分離網(wǎng)絡(luò)） ? 圖 357（ a）是噪聲源不帶有濾波器的實驗結(jié)果，此處不需要給出 DM噪聲分量，因為它不是主要噪聲，在噪聲抑制中可以忽略。圖 356是涉及 CM濾波器設(shè)計頻率范圍的濾波性能，此設(shè)計來源于前面描述的診斷軟件，這里是理想的特性，且表明 CM濾波器是帶阻濾波器。圖357（ b）是利用合適的 CM濾波器抑制噪聲后的實驗結(jié)果。 ? 可以看出通過濾波器可以很好地抑制 CM噪聲和總噪聲，也證實了該傳導(dǎo)性 EMI噪聲診斷與抑制智能裝置系統(tǒng)可有效地解決 EMI問題。 ? 實驗結(jié)果表明，在不加噪聲分離網(wǎng)絡(luò)時，被測設(shè)備的原始混合噪聲在多個頻率點上均出現(xiàn)高于 EMC標(biāo)準(zhǔn)限制線上的噪聲超調(diào)，不符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，且難于區(qū)分是以共模噪聲還是差模噪聲為主，同時也沒有濾波器設(shè)計所需要的過量噪聲分貝及濾波器截止頻率等重要信息。但是當(dāng)加上噪聲分離網(wǎng)絡(luò)后，就可以清楚地看到 CM和 DM噪聲特征與總噪聲的關(guān)系。另一方面，當(dāng)采用噪聲測量與抑制智能系統(tǒng)后，我們可以直接根據(jù)測量得到的模態(tài)噪聲特征加以診斷，進(jìn)行濾波器的合理設(shè)計，即可以高效地實現(xiàn)噪聲抑制，使得被測設(shè)備的傳導(dǎo)性電磁干擾噪聲最終滿足電磁兼容（ EMC）標(biāo)準(zhǔn)。無論是通過硬件還是軟件，在解決傳導(dǎo)性電磁干擾（ EMI）的問題時，智能測試系統(tǒng)都發(fā)揮了重要而高效的作用。 3． 3電磁干擾 EMI濾波技術(shù) ? 3． 3． 1濾波技術(shù)概況 ? EMI電源濾波器實際上是一種 低通濾波器 ，它無衰減地把直流或 50Hz工頻的電源功率傳送到設(shè)備上去，卻大大衰減經(jīng)電源傳入的 EMI信號，保護(hù)設(shè)備不受干擾；同時又能抑制設(shè)備本身產(chǎn)生的 EMI信號，防止進(jìn)入電源，污染電磁環(huán)境，危害其他設(shè)備。 ? 但是， EMI電源濾波器不等同一般的低通濾波器，二者所關(guān)心的濾波器指標(biāo)、使用環(huán)境等都是截然不同的。普通的低通濾波器關(guān)心幅頻特性、相位特性、波形畸變等特性；而 EMI濾波器更關(guān)心插入損耗、能量衰減等特性。從使用環(huán)境來看，一般低通濾波器工作電平低、工作電流較小，源端或負(fù)載端特性較單一；而 EMI電源濾波器的工作電壓高、額定工作電流大，并且要能夠承受瞬時大電流的沖擊，另外其源端特性、負(fù)載特性隨其工作環(huán)境的不同變化較大。這些不同之處，使EMI電源濾波器的設(shè)計不能完全參照一般濾波器設(shè)計技術(shù)來實現(xiàn)。 ? 3． 3． 2 EMI濾波器及插入損耗的定義 ? 電力電子裝置產(chǎn)生的電磁噪聲通過傳導(dǎo)耦合產(chǎn)生的噪聲電平，可以通過濾波電路使之減小到可以接受的水平。這類濾波電路統(tǒng)稱為 EMI濾波器 ，標(biāo)準(zhǔn)的 EMI濾波器通常是由串聯(lián)電感器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路。 ? EMI濾波器對干擾噪聲的抑制能力用 插入損耗 IL（ Insertion Loss）來衡量。插入損耗的定義為：沒有濾波器接入時，從噪聲源傳輸?shù)截?fù)載的功率 P1和接入濾波器后，噪聲源傳輸?shù)截?fù)載的功率 P2之比，用dB（分貝）表示。濾波器接入前后的電路如圖 358所示。 （ a）濾波器接入前 （ b）濾波器接入后 圖 358 表示插入損耗的方框圖 12I L = 1 0 l g ( P / P ) (3 7) 21 1 LP V / R? (3 8) 22 2 LP V / R? ( 3 9) 所以 221 2 1 2I L = 1 0 l g ( V / V ) 2 0 l g ( V / V )? (3 10) 以串聯(lián)電感低通濾波器為例，即濾波器結(jié)構(gòu)為： 則 L1SSLRVVRR?? (3 1 1) LL2 S SS L S L S LRR 1V V VR j L + R R R 1+ j L /( R R )????? ? ? (3 12) 插入損耗是式 (3 1 1 ) 與式 (3 1 2) 之比 ： 10SLjLI L = 2 0 l o g 1RR??? ( 3 13) 21021020 l og 1 ( )10 l og 1 ( )???????????????? 其中， SLLRR? ?? ( 3 14) 是電路的時間常數(shù)。插入損耗曲線從直流的 0 dB 到3 1/dB?? ?點的 3 dB , 以后以 20 dB /10 倍頻的速率增加。因此低通濾波器能通過直流到 3 dB 的頻率分量，其他頻率分量衰減很快。 3 dB 點以上頻率的插入損耗的表達(dá)式簡化為 ： 210I L 1 0 l o g ( ) ,? ? ? ???? ?? 1010SL2 0 l o gL2 0 l o gRR???????????? ( 3 15) 其他結(jié)構(gòu)的濾波器分析類似。
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