『高電壓、大電流』？電磁兼容中EMI騷擾源特征分析

電磁兼容試驗中的重要內(nèi)容就是對外騷擾發(fā)射試驗。因此，控制騷擾發(fā)射是一項重要的設(shè)計內(nèi)容。為了控制騷擾發(fā)射，首先要找到騷擾源，然后采取措施消除它，或者截斷它發(fā)射騷擾能量的路徑。

產(chǎn)生干擾的重要條件是：變化的電壓或者電流，即du/dt≠0，或者di/dt≠0。

所以，那些包含電壓，電流劇烈變化的電路就是我們需要關(guān)注的騷擾源。

先看上圖，有兩個閉合的回路。當(dāng)回路1中有個變化的電流I1，其會產(chǎn)生一個變化的磁場，當(dāng)磁場穿過回路2的時候，回路2中就有了一個變化的磁場。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，回路2中會有一個感應(yīng)電動勢，即回路1對回路2產(chǎn)生了干擾。

如果回路1中的電流是不變化的，那么回路2中磁場也不會變化，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即回路1第回路2沒有干擾。

上圖是電路1和電路2之間通過雜散電容產(chǎn)生相互影響的情況。

電路1在工作的時候，它的導(dǎo)線上面會有一個電壓，這個電壓如果是交變的，它就會通過一個雜散電容Cs耦合到電路2上去，即電路1對對路2產(chǎn)生了干擾。如果電壓是不動的，那么便不會起到耦合的作用。

上圖是電磁波的輻射天線，它是在兩個導(dǎo)體之間有一個電壓，如果電壓是直流的，那么顯然，因為兩個導(dǎo)體之間是開路的，那么導(dǎo)體上面便不會有電流。

如果上面的電壓是交流的，那么因為這連個導(dǎo)體之間存在雜散電容，就會產(chǎn)生一個電流，這種電流叫位移電流，它是產(chǎn)生電磁波的重要條件。

上面是一個環(huán)路天線，顯然，如果加到上面的電壓是直流電壓，這個電流只能產(chǎn)生一個靜磁場，這個磁場是沒有輻射的。

而如果加到上面的電壓是交流電壓，那么會在上面產(chǎn)生交變的電流，由交變的電流產(chǎn)生交變的磁場，就會產(chǎn)生輻射。

上圖是一個電路導(dǎo)體，它可以是電源線，也可以是地線，也可以是信號線。當(dāng)上面有一個變化的電流的時候，由于導(dǎo)體本身有電感，因此會出現(xiàn)一個感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢就是導(dǎo)體上面的電磁噪聲。如果di/dt是0，那么u就是0，就沒有電磁干擾。

開關(guān)電源使幾乎所有電子設(shè)備都有的，開關(guān)電源在工作的時候，電路里面有劇烈的du/dt，di/dt，因此其是一種強(qiáng)的騷擾源。

數(shù)字電路的電壓和電流都是脈沖狀的，因此也有較多的du/dt，di/dt。實際上，就是由于數(shù)字電路的出現(xiàn)，我們才更加關(guān)心EMC的問題。

逆變電路也是一種典型的電磁騷擾源，逆變電路把直流變成交流，其在工作的時候，也是有劇烈的du/dt，di/dt。

一個云團(tuán)上面有電荷，它的周圍形成一個很強(qiáng)的電場。當(dāng)它和另外一個云團(tuán)之間的電場強(qiáng)度超過一定值的時候，就會擊穿空氣，產(chǎn)生劇烈的放電，這個時候伴隨著巨大的du/dt和di/dt。

右側(cè)是一個雷電發(fā)生的時候的一個電流波形，di/dt很大，因此，它是一個很強(qiáng)的電磁騷擾源。

以往我們在雷電進(jìn)行防護(hù)的時候，需要使用避雷針，實際上，避雷針使雷電定點(diǎn)放電，因此，有了避雷針以后，可以對其它的設(shè)備起到保護(hù)作用。但是，當(dāng)避雷針起作用的時候，避雷針的周圍會有很強(qiáng)的電磁場，這對于我們的電子設(shè)備是一個巨大的威脅。

識別潛在電磁騷擾源的關(guān)鍵是，看有沒有電壓，電流的突變，如果有電壓和電流的突變，就有騷擾源。

最后，通常騷擾的強(qiáng)度與電壓，電流的變化率有關(guān)。電壓和電流的變化率越高，產(chǎn)生的騷擾也越強(qiáng)。