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欢迎各位同学继续回到电磁兼容的课堂

我们接着讲第十四讲

电磁干扰的隔离技术

电磁干扰是通过回路传输的

前面介绍了滤波

那如何消除电磁干扰的传输回路

达到控制电磁干扰的目的呢

电磁干扰的隔离

包括了

平衡变压器 中和变压器 和光电耦合

隔离变压器

它是一个1:1的变压器

除了自耦变压器外

变压器都能够提供初、次级隔离

隔离变压器能够隔离接地环路

地回路骚扰源Uɢ无法形成回路

来抑制地线中的低频干扰

因此对工作在直流的电路和频率很低

如低于50Hz的电路

它是不适用的

隔离器高频时

电压器的原边和副边存在杂散电容

这样导致它的高频性能下降

第二个是中和变压器

中和变压器是将

线路的导线如图绕在一个铁氧体环上

它对电流信号的阻抗很低

且不会切断直流通路

但对存在的共模噪声信号却具有很高的阻抗

它一般用作数据线的电磁干扰的滤波

也称为磁性滤波

这是它的差模电流和共模电流的通道

当频率ω大于5倍Rᴄ₂除以L₂时

信号电流Is会全部经过

Rᴄ₂ L₂路径返回到电源Vs

而不经过地线的环路

假设工作频率

ω大于5倍Rᴄ₂除以L₂

这时 Iᴄ=0

如果负载的电阻Rʟ远远大于Rᴄ₂

那插入的中和变压器

对信号的衰减可以忽略

这样的话

流过负载的电流Is是等于Vs除以Rʟ

加装了中和变压器以后

负载两端的共模噪声电压

在环路一和环路二的方程都可以列出来

我们假设

负载上的电压Vɴ是等于I₁乘以Rʟ

并且Rᴄ₂是远远小于Rʟ的

这样的话

我们就可以得到地回路的骚扰源Vɢ

在负载上产生的电压Vn

可以看出要减小共模干扰影响

应尽可能的减小Rᴄ₂

因此中和变压器的电感L

应该是远远大于Rᴄ₂除以ω

第三种措施是光电耦合器

光电耦合器是由发光二极管和光电三极管构成

发光耦合器的电流与发光强度的线性度差

传输模拟信号容易失真

一般在数字脉冲电路中得到了广泛的应用

光电二极管与光电三极管之间

存在寄生电容

总的寄生电容达到了2pF

因此在高频情况下

会导致它的隔离效果变差

第4种方法就是光电传输系统

光电传输系统由电光转换和光电转换

中间用光缆连接起来

一般用在信号经过

恶劣的电磁环境的地区

光电传输系统它不受环境电磁场的影响

本身也不辐射电磁场

可能存在的问题是

是像雷电等外界的强电磁干扰

会在光缆形成横向电位差

有可能破坏光缆

接着介绍一下

光电传输系统在电力系统中的应用

过去计算机技术不够发达的时候

我们采用就地保护来保护设备

随着计算机技术的发展

我们将设备的信号和控制信号

引入控制时来进行集中监控

但是大量的信号线的电磁干扰

导致了继电保护的失控

出现了很多的问题

然后我们又采用了保护小室下放

也就是说把保护小室靠近设备来进行布置

然后用光纤与上层相连

这样的话一个是实现了尽快的保护

同时也保证了电磁干扰的防控

在很多的情况下

还会采用一种瞬时干扰的时间回避防护方法

时间回避防护方法

就是当瞬时干扰出现时

暂时中止工作

干扰过后再恢复工作

该方法包括了电压的甄别

频率的甄别

以及状态的甄别

根据甄别结果来确定是否要退出工作

回避防护的方法有两类

一是主动的时间回避方法

信号和干扰出现的时间有确定的关系

这在核测试中常常采用

第二种是被动的时间回避方法

瞬时干扰出现的时间没有明确的规律

在瞬时干扰前期征兆出现时

高速电子开关将所有通道切除

暂停工作

将存储的信息迅速转移至存储器

是在卫星航天飞行器 导弹发射等

电子系统防护中经常采用

躲避的方法

主要包括了

高灵敏度的传感器及高速电子开关

高灵敏度传感器

包括传感器及信号甄别

传感器

用以识取干扰的信号

而甄别器用于识别早期干扰信号

高速开关则用于执行

对电路状态的甄别

它的时间达到了ns级

最后简单的总结一下

电磁干扰隔离器件

包括了抗干扰变压器

隔离变压器

中和变压器以及光电的器件

对一些特殊系统

可以采用瞬时干扰的时间的回避方法

来躲避电磁干扰的影响

本讲的内容就到这

谢谢各位同学