基于MOS開關(guān)的高頻高壓脈沖源中電磁兼容問題研究
1.2 脈沖源傳播路徑分析本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/179243.htm
電磁干擾傳播路徑分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾,輻射干擾通過空間傳播,傳導(dǎo)干擾通過電路傳播。經(jīng)過分析可知,脈沖源中的干擾同樣按照傳播路徑不同可以分為以下幾種:
(1)脈沖輸出及開關(guān)電路產(chǎn)生的輻射干擾通過空間傳播,將影響5V及350V電流源以及驅(qū)動電路的PCB線路板及信號線。
(2)MOS開關(guān)模塊產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾將沿線影響5V直流源和觸發(fā)信號的驅(qū)動電路。在電磁兼容設(shè)計中需針對不同的干擾傳播路徑采取相應(yīng)的抑制措施。
2 脈沖源電磁兼容方案設(shè)計
經(jīng)過前面對電路中電磁干擾類型和傳播路徑的不同制定了以屏蔽、濾波為主的電磁兼容方案,制定了適用于脈沖源的具體電路。
2.1 電磁屏蔽設(shè)計
屏蔽分為主動屏蔽和被動屏蔽。主動屏蔽是將干擾源限制在一定空間內(nèi)。被動屏蔽是對敏感設(shè)備的保護,將干擾隔離在外。按照屏蔽的場的類型可以分為電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。其中電屏蔽主要針對近場包括對靜電和低頻電場的屏蔽;磁屏蔽是對近場包括橫流磁場和低頻磁場的屏蔽;電磁屏蔽是對輻射場的屏蔽。
要實現(xiàn)對場的屏蔽必須選擇好屏蔽材料。電屏蔽和電磁屏蔽的材料一般是良性導(dǎo)體,磁屏蔽則主要依賴高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻使得屏蔽體內(nèi)部(外部)的磁場大大減弱。以往的屏蔽設(shè)計多采用銅、鋁材料,但是它們的磁導(dǎo)率μ=μ0,對于磁屏蔽的效果幾乎為零。表1示出了幾種常見金屬相對于銅的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率對比,經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)用于屏蔽盒設(shè)計的銅、鋁材料其相對磁導(dǎo)率都比較低而被舍棄,最終確定選取鐵材料做脈沖源的屏蔽盒。
2.2 濾波電路設(shè)計
共模干擾實質(zhì)是干擾電流在電纜中的所有導(dǎo)線上的幅度、相位相同,其電流是在電纜與大地之間形成的回路中流動。差模干擾,是指干擾電流在信號線與信號地線之間流動的干擾。在信號電纜中,差模電流主要是電路的工作電流。
共模扼流圈是將信號線及其回線繞在同一磁芯上,如圖4所示。其工作原理可以通過楞次定律來解釋,當(dāng)有同向的共模電流通過時,下繞組產(chǎn)生磁場H1并耦合到上繞組,根據(jù)楞次定律,上繞組感生的電流必定會產(chǎn)生與H1方向相反的磁場,而上繞組原有的電流產(chǎn)生的磁場與H1方向相同,因此可以推知,同理下繞組的共模電流也因與上繞組耦合的磁場產(chǎn)生的感生電流方向相反而抵消,使得共模電流得到扼制。
評論