三电磁环境和电磁污染途径.ppt

2、传播干扰能量的途径 直接耦合方式 漏电耦合方式 公共阻抗耦合方式 * EMC theory and application 第3章 电磁环境及电磁污染途径 静电的放电与人体放电模型 雷电的破坏作用 辐射干扰源 电磁干扰三要素 一、静电危害的机理 1、静电的形成 接触分离 感应起电 热电起电、压电起电、喷射起电… 摩擦起电实质上是接触分离起电 常见材料的摩擦起电序列：人体、玻璃、云母、聚酰胺、毛织品、毛皮、丝绸、铝、纸、棉花、钢铁、木头、硬橡胶、聚酯薄膜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯（PVC） 2、静电的放电与人体放电模型 C人体 = 人体和大地之间的电容R人体 = 人体的电阻L人体 = 人体的电感C臂 = 人手臂与大地之间的电容C臂键 = 人手臂与键盘之间的电容R臂 = 人手臂放电路径的电阻 L臂 = 人手臂放电路径的电感C指 = 人手、手指与键盘之间的电容C键盘 = 键盘与大地之间的电容R键盘 = 键盘到大地路径的电阻L键盘 = 键盘到大地路径的电感 Tr （上升时间） = 200ps至100nsTS（尖峰宽度） = 0.5ns 至10μsTt （持续长度） = 100ns 至2ms 人体—金属模型的仿真 模拟带电人体通过手持的小金属件，如螺丝刀、钥匙等，对其它物体产生放电时的情形 人体—老虎车模型的仿真 模拟作业人员手持手推车等金属搬运工具作业时的静电放电过程 3、静电的危害 电压超过元件介质的击穿强度，导致元件损坏； 静电放电的能量使节点的温度超过半导体硅的熔点； 受到潜在损坏。 二、雷电 电量大（25～100C）发热强（500～2000J） 产生强大的冲击性机械力（5000～6000N） 传输远 静电感应雷； 电磁感应雷。 电源浪涌 信号系统浪涌 3、常见的防雷产品 接闪器 低压电源避雷器 通信线路避雷器：既要满足防雷技术要求，还要保证传输指标要求 电容小、残压低、通流大、响应快 很快 快 慢 响应速度 小 大 大 通流容量 低 中 高 残压 较小 大 很小 电容 TVS MOV 放电管 参数 接地装置 三、自然辐射 1、宇宙噪声：太阳辐射和银河系无线电辐射 银河系无线电辐射：150～200MHz 太阳的热辐射：十几MHz ～30GHz 太阳飞出的带电粒子引起地球磁场的变化 2、大气中的电流电场、闪电和雷暴的电场 3、地磁场 4、电子噪声 人工电磁干扰 一、辐射干扰源：以电磁波形式传播的干扰 条件：1.有辐射源 2.能辐射出去 结构式开放式的； 几何尺寸和电磁波的波长 必须同一量级； 即有天线效应 最常接触的从30MHz-30000MHz (10m-0.01m) 近区 远区 1、发送设备：通过发送天线，通过编制屏蔽层和通风管道，通过连接电缆向外辐射 输电 工频 1000~10000km 300~30Hz 海底通信 极低频 100~1000km 3kHz~300Hz 无线电导航 甚低频 10~100km 30~3kHz 无线电导航 低频 1~10km 300~30kHz 无线通信与广播 中频 10m~1km 3MHz~300kHz 短波通信，广播 高频 10~100m 30~3MHz 视距无限通信与广播 甚高频 1~10m 300~30MHz 视距无限通信与广播 特高频 100mm~1m 3GHz~300MHz 雷达，空间通信 超高频 10~100mm 30~3GHz 雷达，空间通信 极高频 1~10mm 300~30GHz 用途 频段名称 波长 频率 2、本地振荡器：在多数设备中，主要的发射源是PCB上的电路（时钟、视频和数据驱动器，其他振荡器）中流动的电流，可用载有骚扰电流的小环天线模型描述。 计算机内包含几个晶振； 时钟频率(4.77MHz~3GHz)又分成许多其它频率时钟； 像素数据的速率相当高，处于高频区域 3、设备功能非线性产生的辐射：电路中器件工作在非线性状态时所产生的干扰——不希望的谐波分量和互调产物 4、核电磁脉冲辐射: 脉冲上升时间较短（10ns） 频谱极宽（超长波到微波波段的低端） 场强极强（电场强度：10V/m；磁场强度：100A/m） 能量极大（4X109J） 若电子设备或系统天线直接接收核电磁脉冲，轻则干扰有用信号，重则因焦耳热使电子系统受到损坏 使大气发生异常电离，造成电波传输的衰减、折射和反射 传播距离远，干扰、损伤和破坏区域广 5、电弧辐射：当开关、继电器触点开启和闭合时，触点间会产生电弧 触点上电压变化大于1V/μs 电压超过负电触点的额定值Varc 负载电流超过任一触点的额定电流Iarc 电弧产生时，电路常常会自激振荡 电缆中会串入大量的电弧辐射能量 静电放电一般表现为高电压小电流，电弧一