靜態電器中電磁兼容技術與實現方法研究

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，電器的發展也非常迅速。靜態電器是電器通電時的一種狀態，這種狀態下電器所消耗的功率是相對穩定的，因此，被稱為靜態電器。而靜態電器中的影響控制因素也是多方面的，電器的電磁兼容是影響其可靠性的一個重要方面。文章將針對電磁兼容的干擾源、傳播途徑和敏感設備三要素，分析靜態電器中電磁兼容的基本技術和具體實現方法。

關鍵詞：靜態電器；電磁兼容技術；實現方法

中圖分類號：TM772 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0112-02

電子線路一般被用于簡單的靜態電器中作為電器的感測部分，其執行機構通常為傳統的電磁原件。在感測部分中，電路已經從傳統的模擬電路，發展到新型的數字化電路。在復雜的靜態電路中，單片機作為電路控制的重要元件正得到廣泛的應用。單片機本身可以對于電路具有控制作用，并且還可以利用編程語言，改變單片機對于電路的控制方式。這樣只要切換單片機的控制程序，就可以改變電路的運行方式，這也是電路智能化的一種。但一般電器對于單片機這類電子元件的電磁兼容性能要求較高，成為其應用的主要障礙。

1 靜態電器中電磁兼容技術的分析和具體實現方

法

電磁干擾對靜態電器的影響是無形的，人們無法了解某個電子元件在工作時受到哪些電磁干擾或者是電磁干擾發出的源頭是什么，因此，基于電磁干擾具有這種特殊性，人們在使用靜態電器中就要格外注意電磁干擾，抑制電磁干擾的能力是關系靜態電器可靠性的重要研究內容。而解決電磁干擾一直是人們所致力于的問題，其不僅種類多，例如噪聲干擾就可以分成很多類，而他們形成的原因和各自的來源更是多種多樣，因此，要真正做到抑制電磁干擾，科學家們還是有一段道路要走的。

電磁技術的應用具有一定局限性，一些條件會對其形成干擾，首先就是傳統的干擾源——噪聲源。一些向外發送電磁干擾的源頭對其造成了影響；其次，現代社會到處都是現代化產品，各種電器設備、計算機以及一切具有電磁輻射的設備，都會對靜態電器中電磁干擾技術產生影響；最后是承受電磁干擾的客體，既靜態電器，在靜態電器中一些設備抗干擾能力較弱，易受外界電磁影響。根據產生電磁干擾的條件，解決電磁干擾的問題就要按照其產生的條件，逐個解決。

1.1 降低噪聲源噪聲強度的方法和途徑

隨著技術的不斷發展和進步，電器中的脈沖數字電路也開始逐漸增多，同時也是由于這些數學電路的存在，在靜態電器中產生了眾多的噪聲源。因此，可以說噪聲源就是靜態電器內部的脈沖信號。而脈沖信號中，以矩形波最多，圖1是幾種脈沖波形的頻譜比較，從圖1中可以看出：矩形波的頻率與其它波形的頻率相比明顯偏高，這就說明當信號以矩形波的形式進行信號傳播時，其相對較高的頻率就是引起噪聲干擾的主要原因。因此，針對由于頻率過高而引起干擾的解決措施就是降低其高頻輻射。對于降低高頻輻射的方法主要有兩種，一是通過屏蔽裝置，屏蔽掉過高頻率的信號。二是在保證邏輯關系不變的前提下，通過改變信號傳播波形來降低其頻率。如圖1可知，梯形波或三角波的頻率要明顯低于矩形波的頻率。因此利用梯形波代替矩形波，不但可以降低信號的高頻幅度，也使噪聲輻射進一步減小了。將預熱電阻R加裝在個信號繼電器的指示燈電路上后，圖3的形狀就取代了圖2的形狀，成為電流波形在流經指示燈后的呈像，使噪聲輻射被極大地抑制住了。

1.2 提高受擾器件的抗干擾能力

靜態電器內部的電子元件之間都是具有一定干擾性的，干擾主要是經過輻射、傳導等途徑到達器件，電子元件的抗干擾能力和干擾程度是電子元件產生有害的干擾的主要因素。如果發生干擾或者輻射的程度小于電子元件的抗干擾程度，就不會對其造成影響或損害，只有超過其可承受的范圍內，才能對其產生影響，甚至造成損害。因此，提高電子元件的抗干擾能力是尤為重要的。

交流噪聲容限、直流噪聲容限和噪聲能量容限是描述電子元件的抗干擾能力的主要標準和參照。通常狀況下輸出端的狀態是由數字邏輯電路或者單片機的輸入端的狀態決定的。如果電子元件受到電磁波的干擾就會對靜態電器產生損害，直接導致其功能受到影響。比如，將低電平狀態加在單片機的一個輸入端，此端在CPU讀取時讀入值為“0”。一般條件下對低電平的規定數值是有一定上限的，規定數值高于輸出的低電平的結果只有當邏輯電路正確輸入時才會出現。一旦輸入端電平受到的干擾比較嚴重時，就會使規定的上限數值低于電平，此時CPU將誤讀為“1”。CPU輸入端的實際電平受到外圍邏輯電路的施加后，與CPU判斷高（低）電平閾值之差，即為直流噪聲容限。

電磁波對靜態電器也造成一定程度的影響。較弱的電磁波不會對電器產生影響，而如果電磁波的干擾幅度即便很大，但只要保證很多的持續時間，通常也就很少會對靜態電器造成比較大的后果和影響。比如，當干擾到數字電路的輸入端時，且電平的最高限度直流噪聲已被超出，會造成電路翻轉錯誤，不過由于只有經過一定的時間數字電路才能進行翻轉，如果只有短暫的持續干擾時間，就能在數字電路翻轉前避免發生錯誤。具體情況中，數字電路沒有收到如上干擾。若考慮因素包含電路受擾延遲時間，對受擾器件的抗干擾能力的描述可以通過交流噪聲容限進行。器件的交流噪聲容限要高于其直流噪聲容限，此種差別隨著長短變化的數字電路傳輸與告饒噪聲脈沖頻率而發生大小變化。圖5定性地描述了這一性質。

2 靜態電器避免電磁干擾的其他因素

影響靜態電器中電磁兼容技術的因素不僅存在于外部環境，也存在于靜態繼電器內部，干擾的傳輸通常分為兩種，即空間輻射的方式和沿著導線的傳輸方式。如果單片機沒有被設在內部，也可以利用低頻信號進行工作，這樣的工作方式有效減少對外輻射。但單片機如果是設置在內部，為了降低單片機工作對于內部空間的輻射干擾，即便軟件的運行變得更為復雜，也要充分利用單片機的儲存器等功能性單元來減少電磁干擾。只要確保信號的頻率不是很高，也就不會產生有害的耦合傳導、輻射干擾。

除此之外，對于來自外部的電磁干擾以及電網傳播的干擾，主要采用對電磁信號屏蔽和隔離的功能進行完善和改進。

印刷線路板同樣對于靜態電器有著電磁干擾，并且由于靜態電器直接安裝在印刷線路板上，無法安裝任何屏蔽裝置，只能通過設計印刷電路來解決電磁干擾的問題，還要對原理電路進行重新的設計，也只有這樣才能達到較高的抑制電磁干擾能力。

3 結 語

和傳統的繼電器相比，靜態電氣存在比較嚴重的電磁兼容問題，這對于靜態電器正常功能的使用和性能都是不利的，因此，解決電磁干擾問題也是非常必要的。隨著科學技術的不斷進步，針對此問題已經具備了較好的解決方法，雖然靜態電器受電磁的干擾很大，但只要采用正確的方法，就能規避這種風險，保證靜態電器的正常使用。本文分析了靜態電器使用中電磁干擾的主要來源和一些解決此問題的措施，希望可以通過本文的分析，為我國這方面事業提供合理化建議，促進這種技術的發展和不斷完善。

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