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电磁干扰滤波技术

电磁干扰滤波技术

1.电源线上干扰

如果用示波器观测一下电力电网，会发现50Hz电压上叠加着各种各样干扰电压，既有mV级持续干扰，也有数百V甚至上千V瞬态干扰。这些干扰对电网中设备会产生不同限度影响。这些干扰是从哪里来呢？

咱们可以将这些干扰分为自然干扰源和人为干扰源。典型自然干扰源是雷电，空中发生雷电时，会随着着强大电磁场，电磁场会在空中导体上感应出很高电压，这就是干扰。雷电产生干扰是如此之大，不但能导致设备误动作甚至导致电路损坏。人为干扰源可以分为如下两种：

●功能性能量发射设备：此类设备靠发射能量工作，如无线电设备、雷达等，她们辐射到空间能量会感应到电力线上，形成干扰。此外，这些设备也会通过电源线直接将能量泄漏到电网上。

●非功能性发射设备：此类设备不依托发射能量实现特定功能。但它们工作时，会向外发射额外电磁能量。与工业、医学上使用高频仪器、信息解决设备、含马达家用电器、使用可控硅家用电器、开关电源等。这些设备在工作时会向空间和电网上发射电磁能量。

以往，当设备在干扰作用下发生误动作时，人们往往会将注意力集中到提高设备抗干扰性上，想方设法使设备可以在干扰环境中正常工作。但这不是一种彻底解决办法。就象人们意识到汽车尾气导致污染会导致疾病，为了可以生存，虽然可以上街时戴上口罩，但这不是主线解决办法。彻底办法应当是控制尾气排放，形成一种良好生存环境。

同样，对于日趋严重电磁污染，主线解决办法是限制设备电磁泄漏。另一方面，对于设备在电磁干扰环境中正常工作能力也需要一种定量规定，这就导致了电磁兼容原则产生。国家当前已将电磁兼容原则作为强制性原则实行，不满足这些原则产品不能销售。

电磁兼容原则（GB9254,GB4343,GJB151A等）内容：

1.干扰发射：辐射发射；传导发射

2.敏感度：辐射敏感度；传导敏感度；静电放电敏感度

电磁兼容原则对设备提出两个方面规定，一方面不能向空间环境发射过强电磁能量，另一方面要对环境中电磁干扰有一定耐受能力。

2.电源线滤波器作用

诸多人以为电源线滤波器作用是使设备可以电磁兼容原则中对传导发射传导敏感度规定，但这是不全面；背面将看到电源线滤波器对抑制设备产生较强辐射干扰方面也很重要。严格说，电源线滤波器作用是防止设备自身产生电磁干扰进入电源线，同步防止电源线上干扰进入设备。电源线滤波器是一种低通滤波器，它容许直流或50Hz工作电流通过，而不容许频率较高电磁干扰电流通过。。电源线滤波器是双向，它既能防止电网上干扰进入设备，对设备产生不良影响，使设备满足传导敏感度规定；又能防止设备内电磁干扰通过电通过电源线传到电网上，使设备满足传导发射规定。

可以产生较强干扰设备和对外界干扰敏感设备都要使用电源线滤波器。可以产生强干扰设备有：具有脉冲电路（微解决器）设备、使用开关电源设备、使用可控硅设备、变频调速设备、具有马达设备等。敏感电路如：使用微解决器设备、小信号模仿电路等。

3.电源线上干扰类型

电源线上干扰电流按照其流动途径分为两类，一类是差模干扰电流，另一类是共模干扰电流。差模干扰电流是在火线和零线之间流动干扰电流，共模干扰是在火线、零线与大地（或其他参照物体）之间流动干扰电流，由于这两种干扰抑制方式不同，因而对的辨认干扰类型是实行对的滤波办法前提。区别干扰电流是差模还是共模可以从三个方面进行判断：

a.从干扰源判断：

雷电、设备附近发生电弧、设备附近电台和其他大功率辐射装置在电源线上产生干扰是共模干扰；此外，如果发现电源线上干扰是来自机箱内线路板或其他电缆，则为共模干扰；这是由于通过空间感应在火线和零线上干扰电流是同相位。在同一电力线上工作马达、开关电源、可控硅等会在电源线上产生差模干扰。

b.从频率上判断

差模干扰频率重要集中在1MHz如下，而共模干扰频率普通分布在1MHz以上。这是由于共模干扰是通过空间感应到电源线上，这种感应只有在干扰信号频率很高时才容易发生。

c.用仪器测量

如果有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量。电流卡钳事实上是一种绕在磁芯上线圈，当被测电缆穿过卡钳时，就形成了一种变压器；被测导体相称于变压器初级，卡钳中线圈相称于变压器次级，电缆上信号会耦合到卡钳中线圈上，用频谱分析仪可以检测出来。

判断环节如下：

●环节一：将卡钳卡在火线或零线上，记录下某个感兴趣频率干扰信号强度l（f1）

●环节二:将卡钳同步卡住火线或零线，若观测不到l（f1），则l（f1）完全是差模干扰，其中不含共模成分；，若还能观测到l（f1），则l（f1）中包括共模干扰成分，要判断与否仅含共模成分，需进行环节三鉴别。

●环节三：将卡钳分别卡住火线或零线，若两根线上测得l（f1）幅度相似，则l（f1）仅含共模成分；若不相似，则l（f1）中还包括差模成分。