EMC設(shè)計(jì)之電纜技術(shù)

1、楊繼深 2002年4月第六部分電纜的EMC設(shè)計(jì) 場(chǎng)在導(dǎo)線中感應(yīng)的噪聲場(chǎng)在導(dǎo)線中感應(yīng)的噪聲 電纜之間的串?dāng)_電纜之間的串?dāng)_楊繼深 2002年4月處于電磁場(chǎng)中的電纜Sh楊繼深 2002年4月 電磁場(chǎng)在電纜上的感應(yīng)電壓10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz 0-10-20-30-40-50123ABCDEh = 0.5mS: A = 100m B = 30m C = 10m D = 3m E = 1m與與 S、h 無無關(guān)關(guān)dBV1V/m場(chǎng)強(qiáng)產(chǎn)生的電壓場(chǎng)強(qiáng)產(chǎn)生的電壓楊繼深 2002年4月平衡電路的抗干擾特性電磁場(chǎng)V1V2I1I2VD平衡性好壞用共模抑制比表示：

2、 CMRR = 20lg ( VC / VD )VC 高頻時(shí)，由于寄生參數(shù)的影響，平衡性會(huì)降低高頻時(shí)，由于寄生參數(shù)的影響，平衡性會(huì)降低楊繼深 2002年4月提高共模干擾抑制的方法平衡電路屏蔽電纜共模扼流圈平衡電路CMRRCMRRff楊繼深 2002年4月非平衡轉(zhuǎn)換為平衡楊繼深 2002年4月 屏蔽電場(chǎng)0V電纜長(zhǎng)度電纜長(zhǎng)度 /20，多點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地楊繼深 2002年4月磁場(chǎng)對(duì)電纜的干擾VNVN ( d / dt ) = A ( dB / dt )磁通磁通 回路面積回路面積A感應(yīng)電壓感應(yīng)電壓當(dāng)面積一定時(shí)當(dāng)面積一定時(shí)楊繼深 2002年4月減小感應(yīng)回路的面積理想同軸線的信號(hào)電流與回流等效為在幾何上重

3、合，因此電纜上的回路面積為0，整個(gè)回路面積僅有兩端的部分楊繼深 2002年4月屏蔽電纜減小磁場(chǎng)影響VSVSVS只有兩端接地的屏蔽層才能 屏蔽磁場(chǎng)楊繼深 2002年4月抑制磁場(chǎng)干擾的試驗(yàn)數(shù)據(jù)1001M1M1M100100每米18節(jié)(A)(B)(D)(E)(C)0271313281M1M100100楊繼深 2002年4月抑制磁場(chǎng)干擾的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1001M1M1M100100每米18節(jié)(F)(G)(I)(J)(H)80557063771M1M100100楊繼深 2002年4月導(dǎo)線之間兩種串?dāng)_機(jī)理MCICICILILR0RLR2GR2L楊繼深 2002年4月耦合方式的粗略判斷ZSZL 10002： 電

4、場(chǎng)耦合為主電場(chǎng)耦合為主3002 ZSZL 10002：取決于幾何結(jié)構(gòu)和頻率：取決于幾何結(jié)構(gòu)和頻率楊繼深 2002年4月電容耦合模型C12C1GC2GRC1GC2GC12RVN V1V1j C12 / ( C12 + C2G)j + 1 / R ( C12 + C2G)V1VN楊繼深 2002年4月耦合公式化簡(jiǎn) R 1 / j ( C12 + C2G ) VN = V1 C12 / ( C12 + C2G ) 楊繼深 2002年4月電容耦合與頻率的關(guān)系耦合電壓耦合電壓VN = j RC12V1C12V1 (C12 + C2G)VN =1 / R (C12 + C2G)頻率頻率 楊繼深 2002年

5、4月屏蔽對(duì)電容耦合的影響全屏蔽屏蔽層不接地：屏蔽層不接地：VN = VS =V1 C1S / ( C1S + CSG ) ，與無屏蔽相同，與無屏蔽相同屏蔽層接地時(shí)：屏蔽層接地時(shí)：VN = VS = 0， 具有理想的屏蔽效果具有理想的屏蔽效果C1sC1GCsGC1GCSGC1sVsV1V1VsC2S楊繼深 2002年4月部分屏蔽對(duì)電容耦合的效果R 很大時(shí)：很大時(shí)：VN = V1 C12 / ( C12 + C2G + C2S ) C1sC1GCsGCSGC1sVNV1V1VNC2SC12C12C2GR 很小時(shí)：很小時(shí)：VN = j RC12 楊繼深 2002年4月互電感定義與計(jì)算定義：定義： 自

6、感自感L 1 / I1 ， 互感互感 M 12 / I1 1 是電流是電流I1在回路在回路1中產(chǎn)生的磁通，中產(chǎn)生的磁通， 12 是電流是電流I1在回路在回路2中產(chǎn)生的磁通中產(chǎn)生的磁通回路回路1回路回路2aba M = （ / 2 ）lnb2/（b2- a2） 楊繼深 2002年4月電感耦合MR2RR1RR2VN d 12 / dt = d(MI1)/dt = M dI1 / dtR1I1VNI1VNV1V1楊繼深 2002年4月電感耦合與電容耦合的判別IN = j C12V1R2R1VVVN = j M12 I1R2R1電容耦合電感耦合楊繼深 2002年4月非磁性屏蔽對(duì)電感耦合的影響I1M1S

7、M12關(guān)鍵看互感是否由于屏蔽措施而發(fā)生了改變關(guān)鍵看互感是否由于屏蔽措施而發(fā)生了改變楊繼深 2002年4月雙端接地屏蔽層的分析M1SM12MS2+ - - +V12VS2導(dǎo)體1導(dǎo)體2屏蔽體V12 = j M12 I1 VS2 = j MS2 IS VN = V12 + VS2 I1IS求解這項(xiàng)求解這項(xiàng)楊繼深 2002年4月VS2項(xiàng)求解+ LS = / IS MS2 = / IS 因此：因此：LS = MS2 導(dǎo)體導(dǎo)體2屏蔽層屏蔽層VS2 = j MS2 I S = j MS2 ( V S / ZS) = j LS V S / ( j LS+RS ) = VS j / ( j +RS/LS)楊繼深 2002年4月屏蔽后的耦合電壓VN = V12 + VS2 V12 = j M12I1 VS = j M1SI1因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篗12 = M1S所以：所以：VS = j M12I1所以：所以：VS2 = j M12I1 j / ( j +RS / LS)VN = V12 - V12 j / ( j +RS / LS) = V12 (RS / LS) / ( j +RS / LS) V12 楊繼深 2002年4月屏蔽層的磁場(chǎng)耦合屏蔽效果VN M12 I1（Rs / L