某探測系統(tǒng)的電磁兼容性分析
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2.2.3 空間的電磁場輻射耦合檢測
在探測元件無輸入信號時,測量空間的電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號。圖5為放大器的輸出信號示波圖。
圖5 空間電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號示波圖
2.3 檢測結(jié)果
2.3.1 采用脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源驅(qū)動輔助部分工作
在探測元件無輸入信號時,放大器的輸出信號中干擾的特點為:
1)噪聲電壓具有隨機(jī)性質(zhì),其峰—峰值3.0mV;
2)干擾電壓峰—峰值為8.4mV;
3)干擾電壓出現(xiàn)間隔不等,為ms級;
4)每次干擾電壓為幾個振蕩波形,振蕩周期為40ns。
2.3.2 采用直流斬波式方波交流電源驅(qū)動輔助部分工作
在探測元件無輸入信號時,放大器的輸出信號中干擾的特點為:
1)噪聲電壓具有隨機(jī)性質(zhì),其峰—峰值3.0mV;
2)干擾電壓峰峰值為29.6mV;
3)干擾電壓具有一定規(guī)律,出現(xiàn)的間隔為10ms;
4)每次干擾電壓為幾個振蕩波形,振蕩周期為10μs。
2.3.3 空間的電磁場輻射
在探測元件無輸入信號時,空間的電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號中干擾的特點為:
1)噪聲電壓具有隨機(jī)性質(zhì),其峰—峰值3.0mV;
2)干擾電壓峰—峰值為7.2mV。
3 結(jié)果分析及改進(jìn)措施
從檢測結(jié)果可知,在探測元件無輸入信號時,三種情況下放大器的輸出信號中,干擾電壓峰—峰值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該探測系統(tǒng)在放大器輸出端要求的最小探測信號電壓,因此,導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常工作。
3.1 結(jié)果分析
3.1.1 脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源產(chǎn)生的干擾分析
1)由于脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源的前級采用整流濾波,只有當(dāng)輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時,整流器件才可能導(dǎo)通,由此造成工頻電流波形的畸變,而產(chǎn)生大量的諧波在電源線上傳導(dǎo)發(fā)射。
2)由于采用20kHz以上的脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變正弦交流電源,其運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的高次諧波在電源線和地線上傳導(dǎo)發(fā)射。
當(dāng)開關(guān)器件關(guān)斷時,由于集電極的高電位通過集電極與地之間的分布電容,地,電源進(jìn)線,整流管返回集電極而產(chǎn)生共模干擾電流傳導(dǎo)發(fā)射。
當(dāng)開關(guān)器件開通時,通過等效負(fù)載形成的高頻脈沖串電流包含豐富的高次諧波在電源線上產(chǎn)生差模干擾電流傳導(dǎo)發(fā)射。
3.1.2 直流斬波式方波交流電源產(chǎn)生的干擾分析
1)由于直流斬波式方波交流電源的前級采用整流濾波,只有當(dāng)輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時,整流器件才可能導(dǎo)通,由此造成工頻電流波形的畸變,而產(chǎn)生大量的諧波在電源線上傳導(dǎo)發(fā)射。
2)該探測系統(tǒng)的輔助部分由驅(qū)動電源和負(fù)載組成,驅(qū)動電源采用直流斬波式方波交流電源,驅(qū)動負(fù)載為感性的電磁線圈。
對感性的電磁線圈采用直流斬波式方波交流電源供電,在斬波時將產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。因為,感性的電磁線圈中的電流變化必然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,電流變化越快,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。這種感應(yīng)電動勢將會通過各種路徑傳導(dǎo)耦合到放大器的輸出級,而成為嚴(yán)重的電磁干擾。
該探測系統(tǒng)輔助部分的驅(qū)動電源采用直流斬波式方波交流電源,其頻率為50Hz,即每隔10ms斬波一次。從圖3放大器的輸出信號示波圖中可以明顯看出:電磁干擾信號正是每隔10ms出現(xiàn)一次。
3.1.3 輻射耦合產(chǎn)生的干擾分析
3.1.3.1 電源的電磁場輻射發(fā)射
由于該探測系統(tǒng)的輔助部分驅(qū)動電源,采用了脈寬調(diào)制式開關(guān)逆變交流電源或直流斬波式方波交流電源。這兩種電源波形的前后沿均含有一定的高次諧波,形成電磁場輻射發(fā)射。
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