靜態(tài)電器中電磁兼容技術(shù)與實(shí)現(xiàn)方法研究

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，電器的發(fā)展也非常迅速。靜態(tài)電器是電器通電時(shí)的一種狀態(tài)，這種狀態(tài)下電器所消耗的功率是相對(duì)穩(wěn)定的，因此，被稱為靜態(tài)電器。而靜態(tài)電器中的影響控制因素也是多方面的，電器的電磁兼容是影響其可靠性的一個(gè)重要方面。文章將針對(duì)電磁兼容的干擾源、傳播途徑和敏感設(shè)備三要素，分析靜態(tài)電器中電磁兼容的基本技術(shù)和具體實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：靜態(tài)電器；電磁兼容技術(shù)；實(shí)現(xiàn)方法

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）20-0112-02

電子線路一般被用于簡(jiǎn)單的靜態(tài)電器中作為電器的感測(cè)部分，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常為傳統(tǒng)的電磁原件。在感測(cè)部分中，電路已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬電路，發(fā)展到新型的數(shù)字化電路。在復(fù)雜的靜態(tài)電路中，單片機(jī)作為電路控制的重要元件正得到廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)本身可以對(duì)于電路具有控制作用，并且還可以利用編程語(yǔ)言，改變單片機(jī)對(duì)于電路的控制方式。這樣只要切換單片機(jī)的控制程序，就可以改變電路的運(yùn)行方式，這也是電路智能化的一種。但一般電器對(duì)于單片機(jī)這類電子元件的電磁兼容性能要求較高，成為其應(yīng)用的主要障礙。

1 靜態(tài)電器中電磁兼容技術(shù)的分析和具體實(shí)現(xiàn)方

法

電磁干擾對(duì)靜態(tài)電器的影響是無形的，人們無法了解某個(gè)電子元件在工作時(shí)受到哪些電磁干擾或者是電磁干擾發(fā)出的源頭是什么，因此，基于電磁干擾具有這種特殊性，人們?cè)谑褂渺o態(tài)電器中就要格外注意電磁干擾，抑制電磁干擾的能力是關(guān)系靜態(tài)電器可靠性的重要研究?jī)?nèi)容。而解決電磁干擾一直是人們所致力于的問題，其不僅種類多，例如噪聲干擾就可以分成很多類，而他們形成的原因和各自的來源更是多種多樣，因此，要真正做到抑制電磁干擾，科學(xué)家們還是有一段道路要走的。

電磁技術(shù)的應(yīng)用具有一定局限性，一些條件會(huì)對(duì)其形成干擾，首先就是傳統(tǒng)的干擾源——噪聲源。一些向外發(fā)送電磁干擾的源頭對(duì)其造成了影響；其次，現(xiàn)代社會(huì)到處都是現(xiàn)代化產(chǎn)品，各種電器設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及一切具有電磁輻射的設(shè)備，都會(huì)對(duì)靜態(tài)電器中電磁干擾技術(shù)產(chǎn)生影響；最后是承受電磁干擾的客體，既靜態(tài)電器，在靜態(tài)電器中一些設(shè)備抗干擾能力較弱，易受外界電磁影響。根據(jù)產(chǎn)生電磁干擾的條件，解決電磁干擾的問題就要按照其產(chǎn)生的條件，逐個(gè)解決。

1.1 降低噪聲源噪聲強(qiáng)度的方法和途徑

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電器中的脈沖數(shù)字電路也開始逐漸增多，同時(shí)也是由于這些數(shù)學(xué)電路的存在，在靜態(tài)電器中產(chǎn)生了眾多的噪聲源。因此，可以說噪聲源就是靜態(tài)電器內(nèi)部的脈沖信號(hào)。而脈沖信號(hào)中，以矩形波最多，圖1是幾種脈沖波形的頻譜比較，從圖1中可以看出：矩形波的頻率與其它波形的頻率相比明顯偏高，這就說明當(dāng)信號(hào)以矩形波的形式進(jìn)行信號(hào)傳播時(shí)，其相對(duì)較高的頻率就是引起噪聲干擾的主要原因。因此，針對(duì)由于頻率過高而引起干擾的解決措施就是降低其高頻輻射。對(duì)于降低高頻輻射的方法主要有兩種，一是通過屏蔽裝置，屏蔽掉過高頻率的信號(hào)。二是在保證邏輯關(guān)系不變的前提下，通過改變信號(hào)傳播波形來降低其頻率。如圖1可知，梯形波或三角波的頻率要明顯低于矩形波的頻率。因此利用梯形波代替矩形波，不但可以降低信號(hào)的高頻幅度，也使噪聲輻射進(jìn)一步減小了。將預(yù)熱電阻R加裝在個(gè)信號(hào)繼電器的指示燈電路上后，圖3的形狀就取代了圖2的形狀，成為電流波形在流經(jīng)指示燈后的呈像，使噪聲輻射被極大地抑制住了。

1.2 提高受擾器件的抗干擾能力

靜態(tài)電器內(nèi)部的電子元件之間都是具有一定干擾性的，干擾主要是經(jīng)過輻射、傳導(dǎo)等途徑到達(dá)器件，電子元件的抗干擾能力和干擾程度是電子元件產(chǎn)生有害的干擾的主要因素。如果發(fā)生干擾或者輻射的程度小于電子元件的抗干擾程度，就不會(huì)對(duì)其造成影響或損害，只有超過其可承受的范圍內(nèi)，才能對(duì)其產(chǎn)生影響，甚至造成損害。因此，提高電子元件的抗干擾能力是尤為重要的。

交流噪聲容限、直流噪聲容限和噪聲能量容限是描述電子元件的抗干擾能力的主要標(biāo)準(zhǔn)和參照。通常狀況下輸出端的狀態(tài)是由數(shù)字邏輯電路或者單片機(jī)的輸入端的狀態(tài)決定的。如果電子元件受到電磁波的干擾就會(huì)對(duì)靜態(tài)電器產(chǎn)生損害，直接導(dǎo)致其功能受到影響。比如，將低電平狀態(tài)加在單片機(jī)的一個(gè)輸入端，此端在CPU讀取時(shí)讀入值為“0”。一般條件下對(duì)低電平的規(guī)定數(shù)值是有一定上限的，規(guī)定數(shù)值高于輸出的低電平的結(jié)果只有當(dāng)邏輯電路正確輸入時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。一旦輸入端電平受到的干擾比較嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)使規(guī)定的上限數(shù)值低于電平，此時(shí)CPU將誤讀為“1”。CPU輸入端的實(shí)際電平受到外圍邏輯電路的施加后，與CPU判斷高（低）電平閾值之差，即為直流噪聲容限。

電磁波對(duì)靜態(tài)電器也造成一定程度的影響。較弱的電磁波不會(huì)對(duì)電器產(chǎn)生影響，而如果電磁波的干擾幅度即便很大，但只要保證很多的持續(xù)時(shí)間，通常也就很少會(huì)對(duì)靜態(tài)電器造成比較大的后果和影響。比如，當(dāng)干擾到數(shù)字電路的輸入端時(shí)，且電平的最高限度直流噪聲已被超出，會(huì)造成電路翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤，不過由于只有經(jīng)過一定的時(shí)間數(shù)字電路才能進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，如果只有短暫的持續(xù)干擾時(shí)間，就能在數(shù)字電路翻轉(zhuǎn)前避免發(fā)生錯(cuò)誤。具體情況中，數(shù)字電路沒有收到如上干擾。若考慮因素包含電路受擾延遲時(shí)間，對(duì)受擾器件的抗干擾能力的描述可以通過交流噪聲容限進(jìn)行。器件的交流噪聲容限要高于其直流噪聲容限，此種差別隨著長(zhǎng)短變化的數(shù)字電路傳輸與告饒?jiān)肼暶}沖頻率而發(fā)生大小變化。圖5定性地描述了這一性質(zhì)。

2 靜態(tài)電器避免電磁干擾的其他因素

影響靜態(tài)電器中電磁兼容技術(shù)的因素不僅存在于外部環(huán)境，也存在于靜態(tài)繼電器內(nèi)部，干擾的傳輸通常分為兩種，即空間輻射的方式和沿著導(dǎo)線的傳輸方式。如果單片機(jī)沒有被設(shè)在內(nèi)部，也可以利用低頻信號(hào)進(jìn)行工作，這樣的工作方式有效減少對(duì)外輻射。但單片機(jī)如果是設(shè)置在內(nèi)部，為了降低單片機(jī)工作對(duì)于內(nèi)部空間的輻射干擾，即便軟件的運(yùn)行變得更為復(fù)雜，也要充分利用單片機(jī)的儲(chǔ)存器等功能性單元來減少電磁干擾。只要確保信號(hào)的頻率不是很高，也就不會(huì)產(chǎn)生有害的耦合傳導(dǎo)、輻射干擾。

除此之外，對(duì)于來自外部的電磁干擾以及電網(wǎng)傳播的干擾，主要采用對(duì)電磁信號(hào)屏蔽和隔離的功能進(jìn)行完善和改進(jìn)。

印刷線路板同樣對(duì)于靜態(tài)電器有著電磁干擾，并且由于靜態(tài)電器直接安裝在印刷線路板上，無法安裝任何屏蔽裝置，只能通過設(shè)計(jì)印刷電路來解決電磁干擾的問題，還要對(duì)原理電路進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，也只有這樣才能達(dá)到較高的抑制電磁干擾能力。

3 結(jié) 語(yǔ)

和傳統(tǒng)的繼電器相比，靜態(tài)電氣存在比較嚴(yán)重的電磁兼容問題，這對(duì)于靜態(tài)電器正常功能的使用和性能都是不利的，因此，解決電磁干擾問題也是非常必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，針對(duì)此問題已經(jīng)具備了較好的解決方法，雖然靜態(tài)電器受電磁的干擾很大，但只要采用正確的方法，就能規(guī)避這種風(fēng)險(xiǎn)，保證靜態(tài)電器的正常使用。本文分析了靜態(tài)電器使用中電磁干擾的主要來源和一些解決此問題的措施，希望可以通過本文的分析，為我國(guó)這方面事業(yè)提供合理化建議，促進(jìn)這種技術(shù)的發(fā)展和不斷完善。

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