首页/文章/ 详情

如何选择具有电磁兼容特性的元器件?

2小时前浏览5
 
第2623期

本文中,小编将对电磁兼容予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。


一、电磁兼容

所谓电子产品的兼容,实际上是指电子产品自身在工作环境下能否正常进行工作运转,与此同时还不会对其所处环境中的其他电子产品造成干扰,即一方面电子产品在进行正常工作时,其所产生的电磁干扰不会对其工作环境中的其他电子设备产生干扰,影响它们进行正常工作,造成损害并且造成的影响要保持在一定值的范围之内(即对其他电子设备产生影响的限值);另一方面是电子产品自身要对所处的工作环境有一定的抗干扰能力,不会受到所处工作环境中的其他电子设备所产生的电磁的干扰而无法进行正常工作或造成一定程度的损坏,也就是指电子产品应具备电磁敏感性能力。

随着人们对电磁兼容的不断认知,对电磁兼容的重视程度也逐渐增加。科学技术的不断发展使电磁兼容所涉及到的领域日益扩大,而今电磁兼容所产生的影响已不仅仅只是电子产品设备本身,由于电子产品自身内部结构发展得愈加袖珍与复杂,电磁兼容问题也就愈加重要,例如受电磁干扰,收音机无法收听广播、某些电子设备的数据在传输过程中发生丢失、一些医用电子设备工作失常、引发起爆装置使之发生爆炸、工业过程的某项控制功能完全失效等,电磁干扰或其产生的辐射还可以使生物体自身发生某些微妙的变化而产生一定的影响。因为这些干扰与被 干扰的电磁问题,对电子产品电磁兼容问题进行研究就显得格外重要。


二、电磁兼容元器件选择

(一)EMC元件之电容

大量实践表明:在EMC设计中,恰当选择与使用电容,不仅可解决许多EMI问题,而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。若电容的选择或使用不当,则可能根本达不到预期的目的,甚至会加剧 EMI程度。

从理论上讲,电容的容量越大,容抗就越小,滤波效果就越好。一些人也有这种习惯认识。但是,容量大的电容一般寄生电感也大,自谐振频率低,对高频噪声的去耦效果差,甚至根本起不到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时,将开始失去性能。元件的物理尺寸越大,转折点频率越低。这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。

贴片电容的寄生电感几乎为零,总的电感也可以减小到元件本身的电感,通常只是传统电容寄生电感的1/3~1/5,自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2倍,是射频应用的理想选择。

(二)EMC元件之电感

电感是一种可以将磁场和电场联系起来的元件,其固有的、可以与磁场互相作用的能力使其潜在地比其他元件更为敏感。两种基本类型的电感:开环和闭环。它们的不同在于内部的磁场环。在开环设计中,磁场通过空气闭合;而闭环设计中,磁场通过磁芯完成磁路。

电感比起电容一个优点是它没有寄生感抗,因此其表面贴装类型和引线类型没有什么差别。

开环电感的磁场穿过空气,这将引起辐射并带来电磁干扰(EMI)问题。在选择开环电感时,绕轴式比棒式或螺线管式更好,因为这样磁场将被控制在磁芯。

对闭环电感来说,磁场被完全控制在磁心,因此在电路设计中这种类型的电感更理想,当然它们也比较昂贵。螺旋环状的闭环电感的一个优点是:它不仅将磁环控制在磁心,还可以自行消除所有外来的附带场辐射。

电感的磁芯材料主要有两种类型:铁和铁氧体。铁磁芯电感用于低频场合,而铁氧体磁芯电感用于高频场合。因此铁氧体磁芯电感更适合于EMC应用。


三、电磁干扰的危害

·干扰电视的收看、广播收音机的收听。

·数字系统与数据传输过程中数据的丢失。

·在设备分系统或系统级正常工作的破环。

·医疗电子设备的工作失常。

·自动化微处理器控制系统的工作失控。

·导航系统的工作失常。

·起爆装置的无意爆炸。

·工业过程控制功能的失效。

此外强电场还会对生物体造成影响,一般可以分为热效应与非热效应。对于热效应,随着射频入射功率密度的逐渐增加,可以出现血流加快、血液分布较少部位的局部体温升高、酶活性降低、蛋百质变性、心率改变甚至体温调节能力受抑制、局部组织受损直至死亡等。而对于非热效应,其影响就广泛的多。包括对中枢神经系统、血液免疫系统、心血管系统、生殖系统与胚胎发育的影响等。这些影响不仅反应在个体级、器官级而且影响到细胞级。



来源:电磁兼容之家
电路电磁兼容电子电场理论爆炸材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-02-12
最近编辑:2小时前
电磁兼容之家
了解更多电磁兼容相关知识和资讯...
获赞 25粉丝 152文章 2128课程 0
点赞
收藏
作者推荐

常见开关电源拓扑结构特点和优缺点对比!

第2588期本文主要讲述常见的开关电源拓扑结构特点和优缺点对比。常见的拓扑结构,包括Buck降压、Boost升压、Buck-Boost降压-升压、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward双晶体管正激等。常见的基本拓扑结构一、基本的脉冲宽度调制波形这些拓扑结构都与开关式电路有关。基本的脉冲宽度调制波形定义如下:二、常见的基本拓扑结构1、Buck降压把输入降至一个较低的电压。可能是最简单的电路。电感/电容滤波器滤平开关后的方波。输出总是小于或等于输入。输入电流不连续(斩波)。输出电流平滑。2、Boost升压把输入升至一个较高的电压。与降压一样,但重新安排了电感、开关和二极管。输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。输入电流平滑。输出电流不连续(斩波)。3、Buck-Boost降压-升压电感、开关和二极管的另一种安排方法。结合了降压和升压电路的缺点。输入电流不连续(斩波)。输出电流也不连续(斩波)。输出总是与输入反向(注意电容的极性),但是幅度可以小于或大于输入。“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。4、Flyback反激如降压-升压电路一样工作,但是电感有两个绕组,而且同时作为变压器和电感。输出可以为正或为负,由线圈和二极管的极性决定。输出电压可以大于或小于输入电压,由变压器的匝数比决定。这是隔离拓扑结构中最简单的。增加次级绕组和电路可以得到多个输出。5、Forward正激降压电路的变压器耦合形式。不连续的输入电流,平滑的输出电流。因为采用变压器,输出可以大于或小于输入,可以是任何极性。增加次级绕组和电路可以获得多个输出。在每个开关周期中必须对变压器磁芯去磁。常用的做法是增加一个与初级绕组匝数相同的绕组。在开关接通阶段存储在初级电感中的能量,在开关断开阶段通过另外的绕组和二极管释放。6、Two-Transistor Forward双晶体管正激两个开关同时工作。开关断开时,存储在变压器中的能量使初级的极性反向,使二极管导通。主要优点:每个开关上的电压永远不会超过输入电压;无需对绕组磁道复位。7、Push-Pull推挽开关(FET)的驱动不同相,进行脉冲宽度调制(PWM)以调节输出电压。良好的变压器磁芯利用率——在两个半周期中都传输功率。全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。施加在FET上的电压是输入电压的两倍。8、Half-Bridge半桥较高功率变换器极为常用的拓扑结构。开关的驱动不同相,进行脉冲宽度调制以调节输出电压。良好的变压器磁芯利用率——在两个半周期中都传输功率。而且初级绕组的利用率优于推挽电路。全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。施加在FET上的电压与输入电压相等。9、Full-Bridge全桥较高功率变换器最为常用的拓扑结构。开关以对角对的形式驱动,进行脉冲宽度调制以调节输出电压。良好的变压器磁芯利用率——在两个半周期中都传输功率。全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。施加在 FETs上的电压与输入电压相等。在给定的功率下,初级电流是半桥的一半。10、SEPIC单端初级电感变换器输出电压可以大于或小于输入电压。与升压电路一样,输入电流平滑,但是输出电流不连续。能量通过电容从输入传输至输出。需要两个电感。11、C’uk(Slobodan C’uk的专利)输出反相。输出电压的幅度可以大于或小于输入。输入电流和输出电流都是平滑的。能量通过电容从输入传输至输出。需要两个电感。电感可以耦合获得零纹波电感电流。三、电路工作的细节下面讲解几种拓扑结构的工作细节。1、Buck-降压调整器-连续导电电感电流连续。Vout是其输入电压(V1)的均值。输出电压为输入电压乘以开关的负荷比(D)。接通时,电感电流从电池流出。开关断开时电流流过二极管。忽略开关和电感中的损耗,D与负载电流无关。降压调整器和其派生电路的特征是:输入电流不连续(斩波),输出电流连续(平滑)。2、Buck-降压调整器-临界导电电感电流仍然是连续的,只是当开关再次接通时“达到”零。这被称为“临界导电”。输出电压仍等于输入电压乘以D。3、Buck-降压调整器-不连续导电在这种情况下,电感中的电流在每个周期的一段时间中为零。输出电压仍然(始终)是v1的平均值。输出电压不是输入电压乘以开关的负荷比(D)。当负载电流低于临界值时,D随着负载电流而变化(而Vout保持不变)。4、Boost升压调整器输出电压始终大于(或等于)输入电压。输入电流连续,输出电流不连续(与降压调整器相反)。输出电压与负荷比(D)之间的关系不如在降压调整器中那么简单。在连续导电的情况下:在本例中,Vin = 5, Vout = 15, D = 2/3.Vout = 15,D = 2/3.5、变压器工作(包括初级电感的作用)变压器看作理想变压器,它的初级(磁化)电感与初级并联。6、反激变压器此处初级电感很低,用于确定峰值电流和存储的能量。当初级开关断开时,能量传送到次级。7、Forward 正激变换变压器初级电感很高,因为无需存储能量。磁化电流(i1)流入 “磁化电感”,使磁芯在初级开关断开后去磁(电压反向)。结 语本文回顾了目前开关式电源转换中最常见的电路拓扑结构。除此之外还有许多拓扑结构,但大多是这些拓扑的组合或变形。每种拓扑结构包含独特的设计权衡:施加在开关上的电压,斩波和平滑输入输出电流,绕组的利用率。选择最佳的拓扑结构需要研究:输入和输出电压范围,电流范围,成本和性能、大小和重量之比。来源:电磁兼容之家

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈