一般的電磁兼容設(shè)計都遵循一定的原則,。而根據(jù)電了式互感器二次側(cè)機箱的一些特點,比如只傳遞低頻弱電信號,,傳遞速度不快等,,也可以總結(jié)出它的電磁兼容設(shè)計原則。
1,、電路設(shè)計方面
1)采用懸浮地,使電路的信號線與機箱絕 緣,,以防止機箱上的干擾電流直接禍合 到信號電路,。
2)合理排布電源,,地和各種信號線,,降低 各種信號線之間產(chǎn)牛的禍合十?dāng)_,。
3)合理布置元器件,,盡可能降低元器件之 間連線民度,降低信號線產(chǎn)牛的電磁輻 射,。
4)在模塊電源輸入端設(shè)計濾波電容,,降低 或消除通過電源進(jìn)入電路模塊的各種十 擾信號,。
5)避免產(chǎn)牛和使用不必要的高邏輯電平,。 如能用3.3V電平的就不要用5V電平,。
6)選擇電路功能允許的最慢的上升時間和 下降時間,,以限制產(chǎn)牛不必要的高頻分 月已,。
2,、內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面
1)機箱外殼實行全封閉的屏蔽結(jié)構(gòu),要求 其各個面之問具有良好的接觸,,并保持其良好接地,。
2) ?L箱中各種裸露走線要盡可能短。
傳輸不同電子信號的導(dǎo)線分全附困扎,,數(shù)字信號線和模擬信號線也應(yīng)分組捆扎,,并保持適當(dāng)?shù)木嚯x,,以減小導(dǎo)線間的相勺_影響。
機箱外殼的各個接口處都要利用導(dǎo)電膠搭接,,
輸出端了采用隔離輸出方式,,各個輸出端了之問的接地采用獨立地線并聯(lián)一點接地的方式。
2,、電子式互感器的電磁兼容設(shè)計
為了提高電了式互感器二次設(shè)備的抗干擾能力,,就需要對它進(jìn)行一些預(yù)防干擾的設(shè)計。主要包括以下三個部分,。
2.1電源端口部分
電源是最關(guān)鍵的部分,,如果電源抗干擾能力不足,其他端口藕合的干擾都可以通過電源構(gòu)成回路,。安裝電源濾波器是一個基本的方法,。電源濾波器是一種低通濾波器,專用于去除電源中的共模和差模干擾,,允許直流或50Hz工頻電流通過,,通常由無源集中參數(shù)原件構(gòu)成。在使用電源濾波器時,,要注意以下兒點:
a)選擇濾波器的電流時,,要留有至少50% 的余量,以使濾波器始終工作在最佳狀態(tài),。
b)濾波器一定要安裝在設(shè)備離電源入口最 近的地方,,其外殼一定要良好接地。
c)濾波器的電源輸入線要盡可能短,,它的 輸入線和輸出線不能重疊捆綁,。
通過這樣設(shè)計和良好的電源屏蔽線,電源濾波器就能夠很好的發(fā)揮作用,,抑制浪涌,,電快速瞬變脈沖群等的干擾了。
2.2信號端口部分
對于信號端口,,最主要的是進(jìn)行預(yù)防靜電放電,。本文通過加裝瞬態(tài)騷擾吸收器件來進(jìn)行保護(hù)。
1)瞬態(tài)騷擾吸收器件的特點
a .TVS器件:瞬態(tài)(瞬變)電壓抑制二級管簡稱TVS器件,,在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下,,當(dāng)承受一個高能量的瞬時過壓脈沖時,其工作阻抗能立即降至很低的導(dǎo)通值,,允許大電流通過,,并將電壓精制到預(yù)定水平,從而有效地保護(hù)電了線路中的精密元器件免受一些,,壓敏電阻的結(jié)電容一般在兒白到兒千pF的數(shù)量級范圍,,很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護(hù)中,,應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時,因為其結(jié)電容較大會增加漏電流,,在設(shè)計防護(hù)電路時需要充分考慮,。壓敏電阻的通流容量較大。
2)保護(hù)器件的選用及搭配
TVS響應(yīng)速度快,,但容量有限,,壓敏電阻響應(yīng)速度慢,但容量大,。在兩者配合使用時,,就需要選擇合適的參數(shù)配合,才能發(fā)揮出它們各自的優(yōu)點,,有效地保護(hù)電路,。在交流回路中,壓敏電阻的壓敏電壓min(U1mA))(2. 2 ^-2. 5) Uac,,式中Uac為回路中的交流工作電壓的有效值,。壓敏電阻的最大限制電壓約為壓敏電壓的1. 7^-1. 8倍。而TVS的最大鉗位電壓大約是擊穿電壓的1. 4^-1. 5倍,。本文所加的二級保護(hù)電路是為了防止TVS動作后造成圖中的信號回
2.3機箱屏蔽部分
屏蔽是用導(dǎo)電或?qū)Т朋w制成的封閉面對其內(nèi)外兩側(cè)的空問進(jìn)行電磁隔離,,以抑制屏蔽體兩側(cè)電磁輻射能量的傳遞??梢允歉舭?,金屬盒,箱的形式,。
1)屏蔽機箱材料的選擇
屏蔽按其機理分為電屏蔽,,磁屏蔽以及電磁屏蔽。根據(jù)不同的屏蔽原理,,所使用的材料也不盡相同,。
電屏蔽主要指靜電場和交變電場屏蔽,其設(shè)計原理是用屏蔽體來盡量減少干擾源和設(shè)備之問的分布電容,,從而減小干擾源的影響,。因此,需要選取高電導(dǎo)率的材料進(jìn)行防護(hù),。各種金屬的電導(dǎo)率如表4. 1}5'所示,。銀和銅的導(dǎo)電效果非常好,但是價格較高,。鋁導(dǎo)電效果雖然也不錯,但首先鋁板表面容易形成氧化膜,,有很大的接觸電阻;其次,,鋁的機械強度不夠,,不適合做機箱。因此,,一般可采用鐵殼機箱,,再噴涂一層高導(dǎo)電率的材料。
2)屏蔽機箱的表面處理
表面處理直接影響到殼體表面的導(dǎo)電性,,影響接觸面問的接觸電阻,,影響整體殼體的電氣連續(xù)性,從而影響到儀器的電磁屏蔽效果,,尤其是電屏蔽的屏蔽效果,。首先,應(yīng)該使鐵板盡量平整,,光滑,,并采用電鍍技術(shù),在鐵板表面鍍一層鋅膜,,這樣主要可以增加反射衰減,。其次,機箱殼體還必須相互接觸良好,,并保證良好接地,,這點對于電屏蔽來說尤其重要,因為在電屏蔽中,,屏蔽體不接地時,,干擾源和感受器問的分布電容比沒有屏蔽體時還要大。因此儀器在涂漆時必須注意,,其安裝面上不能有漆,。
最后,機箱的連接處應(yīng)該用金屬效網(wǎng)套橡膠芯襯墊來連接,,防止出現(xiàn)沒有連接上的懸浮低,。從計算的數(shù)據(jù)可以看出,根據(jù)屏蔽衰減的要求來看,,一層很薄的鐵皮就能滿足要求,,所以互感器的機箱殼體采用1 mm左右的鐵板就完全能滿足屏蔽要求了。