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探讨切断感性负载时的电磁兼容性

作者:时间:2012-04-10来源:网络收藏

图8中显示对感性的电磁阀线圈采用全桥整流后的直流电源供电,电磁阀开断时电磁阀两端电压几乎无任何干扰信号。但是,采用这种使用方法时特别要注意铁心线圈的磁特性。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/190527.htm

3.2 对干扰传播路径采用的措施

3.2.1 对干扰信号的吸收措施

3.2.1.1 采用压敏电阻

采用压敏电阻时应考虑的主要技术参数:

1)标称电压;

2)残压比;

3)吸收能量;

4)响应时间。

另外,压敏电阻应尽量紧靠电感连接。

采用MY31型压敏电阻时电磁阀两端电压测试波形图见图9。

图9 采用MY31型压敏电阻开断时电磁阀两端电压测试波形图

该波形图是在电磁阀两端并联标称电压360V的压敏电阻后测得的。图中显示电磁阀开断时阀两端电压上升前沿很陡,第一个正向峰值1440V的干扰信号未被吸收掉,这与压敏电阻响应时间不够快有关;第二个正向峰值720V为压敏电阻所限压,但残压比较大。总之,压敏电阻对快速变化的电感性干扰信号的吸收作用有限。

3.2.1.2 采用瞬态电压抑制二极管

采用瞬态电压抑制二极管时应考虑的主要技术参数:

1)击穿电压;

2)箝位系数;

3)峰值脉冲功率;

4)响应时间。

同样,瞬态电压抑制二极管应尽量紧靠电感连接。

采用瞬态电压抑制二极管时电磁阀两端电压测试波形图见图10。

图10 采用瞬态电压抑制二极管电磁阀开断时两端电压测试波形图

该波形图是在电磁阀两端并联击穿电压400V的瞬态电压抑制二极管后测得的。该瞬态电压抑制二极管是某国营厂生产的,型号为5KP340C。图中显示电磁阀开断时,阀两端电压上升沿57.7ns,下降沿5.55ns。尽管上升沿及下降沿很陡,瞬态电压抑制二极管还是将干扰电压限制在了872V以下,这与瞬态电压抑制二极管响应时间快有关。但是,其箝位系数仍偏高。

总之,瞬态电压抑制二极管对快速变化的电感性干扰信号的吸收作用较好。

3.2.2 对干扰信号的滤波措施

该台探测设备没有设置电源滤波器。为此,在供电进线处加装电源滤波器,作为抑制电源线传导干扰的主要措施。

电源线中的干扰分为两种:一种是共模干扰,即在相线与地线间,中线与地线间存在的干扰,共模干扰电流在相线与中线中同时存在,大小相等,流向相同;另一种是差模干扰,即在相线与中线间存在的干扰,差模干扰电流在相线与中线中同时存在,大小相等,流向相反。

由于电源线中往往同时存在上述两种干扰,因此,电源滤波器由共模滤波电路和差模滤波电路综合构成。市场上的电源滤波器一般主要是为抑制共模干扰设计的,如果要对差模干扰也起作用,应该另外增加两个独立的差模抑制电感和一个抑制电容。共模电感的磁性材料以金属磁性材料(1J8510.02mm)或非晶、超微晶磁性材料效果较好。差模电感的磁性材料以金属软磁粉末经绝缘包裹压制退火的磁性材料(国产ZW-1)效果较好,而不用开口铁氧体材料。

电源滤波器与信号滤波器的不同之处在于阻抗搭配。应用信号滤波器时,为使传输的信号损耗小,应尽量使电源阻抗,滤波器阻抗和负载阻抗匹配。相反,应用电源滤波器时,为抑制传输的干扰信号,应尽量使电源阻抗,滤波器阻抗和负载阻抗不匹配。

设计和选用电源滤波器一定要根据电路的实际情况而定。首先测量传导干扰的电平和频带,再与电磁兼容的标准或实际应用的需要信号电平进行比较,选择对超标信号或超过实际应用的需要信号的幅值和频带有抑制作用的电源滤波器。

采用电源滤波器开断电磁阀时电源滤波器两端电压测试波形图见图11。

图11 采用电源滤波器开断电磁阀时电源滤波器两端电压测试波形图

该波形图是在接入电源滤波器后测得的。该电源滤波器是中石公司生产的,型号为FLCB74。图11中显示开断时电源滤波器两端电压几乎无任何干扰信号。

3.3 对干扰敏感的电路采用的措施

3.3.1 采用独立电源供电

由于该探测设备与电磁阀采用同一电源供电,当电磁阀关断时所产生的电磁干扰很容易通过公用电源传导给探测设备。为此,该探测设备应当采用独立电源供电,以防止电磁阀关断时所产生的电磁干扰的传入。

3.3.2 采用隔离措施

当无法采用独立电源供电时,应当在探测设备的供电线路上加装隔离变压器措施。

3.3.3 对干扰敏感的电路应当加强屏蔽

对干扰敏感的电路,例如探测元件和放大器等,应当加强屏蔽措施,以防止电磁干扰信号从空间传入。

4 结语

由于该探测设备对工作重视不够,试验中发现:当探测元件无输入信号时,关断电磁阀时,探测设备有较大概率产生较强的输出信号,致使整个设备无法正常工作。为此,对电磁阀的电磁干扰信号进行了测量,分析了产生电磁干扰的原因,并对以下有针对性的电磁兼容性措施进行了试验和分析:

1)采用固态继电器关断电磁阀;

2)采用全桥整流后的直流给电磁阀供电;

3)采用两种尖峰电压吸收器件,比较吸收效果;

4)在探测设备供电进线处加装电源滤波器,作为采取抑制电源线传导干扰的主要措施。

另外,还要注意以下两点:

1)为防止系统设备的强电部分对弱电探测部分通过共一个电源产生的干扰,对这两部分应当分别供电或增加隔离措施;

2)加强该探测设备的电磁屏蔽,并注意屏蔽的完整性和良好的接地措施。


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