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1、,3.2 传导耦合,传导耦合是用电系统中的重要电磁骚扰耦合方式。根据其具体耦合机理的不同又可以进一步做细分处理，如：电阻性耦合、电容性耦合、电感性耦合等。下面将对具体的几种基本传导耦合方式进行讨论。,1.电阻性耦合,电阻性耦合又称电路性耦合，这是一种最常见的传导耦合方式。在实际结构中，这种耦合方式往往以单个或多个集总电阻的组合形式形成耦合网络。,电阻性耦合,当电路1有电压U1作用时，该电压经Z1加到公共阻抗Z12上。当电路2开路时，电路1耦合到电路2的电压为：,若公共阻抗Z12中不包含电抗元件，则该电路为共电阻耦合，简称电阻性耦合。,基本模型：,直接传导连接,若，则由前面基本模型关系有，进而形
2、成直接传导耦合。,显然，该模型是一个非常基本的模型，由于公共阻抗的改变，系统模型的特性也会发生相应的改变。而由此所表现的特点对于其它复杂系统模型的分析、调整和控制都是有帮助的。,对于两个电路，电路间公共接地的存在会在一定程度上为干扰影响的产生创造可能。因此，在系统的电磁兼容设计中，往往需要对接地进行具体而有效的处理。例如：消除的方法可以是将地线尽量缩短并加粗，以降低公共地线阻抗。,公共接地连接,公共电源连接,两电路间的公共电源线将二者所受的作用联系了起来。在实际工程中往往也需要具体处理。例如：将电路1的电源引线靠近电源输出端可以降低电源引线的 公共阻抗耦合。另外，采用稳压电源可以降低电源内阻，
3、从而降低电源内阻的耦合。,电阻性干扰的抑制方法,让两个电流回路或系统彼此无关。信号相互独立，避免电路的连接。,限制耦合阻抗，越低越好。导线的电阻和电感越低越好。,电路去耦。各个不同回路之间仅在惟一的一点作电连接，达到电流回路间电路去耦的目的。,变压器 光电耦合,电气隔离。,强弱电隔离 继电器,2.电容性耦合,电容性耦合,电容性耦合也称为电耦合，它是由两电路间的电场相互作用所引起。,两导线间容性耦合基本模型,前面模型可以简化为如下形式：,其中：,当耦合电容很小时，上面结果可以化简为：,Note：电容性耦合的作用相当于在2电路与地之间连接了一个幅度为 的电流源。,当考虑电路与地面间的容性关系时，则
4、相应模型为：,分类讨论,低频,高频,表明电容性耦合的骚扰作用相当于在导体2与地之间连接了一电压变换。,电容性耦合的频率特性,电容性干扰的抑制方法,针对干扰源和敏感设备,针对传输耦合途径,干扰源系统的电气参数应使电压变化幅度和变化率尽可能地小；被干扰系统应尽可能地设计成低阻及高信噪比系统；系统的结构应尽可能紧凑，且彼此空间上相互隔离。,系统间的耦合部分的布置应使耦合电容尽量小（例如：尽量增大间距、减少导线长度、避免平行走线等）；采用平衡措施；实施电容屏蔽。,电容性骚扰中，容性耦合是其中电磁作用的主要特征。导线间的的容性耦合在工程中普遍存在。工程中电磁兼容性技术有多种。在一些特殊情况下，导线会被特
5、定的金属包裹。对于这类代表性问题需要具体进行分析。,屏蔽对电容性骚扰的影响,这里考虑两根导线所构成的基本模型。在导体2周围有一以管状表示的屏蔽体，这时问题模型将变得更加复杂一些。,导体2完全被屏蔽,故,若接地，拾取的骚扰为,有,导体2被完全屏蔽。,若不接地，屏蔽体所拾取的骚扰为,导体2非完全被屏蔽,有,导体2非完全屏蔽。,若接地电阻为无限大，则拾取的骚扰电压为：,若接地电阻为有限大，则拾取的骚扰电压为：,若,Note：等效源，其结论与电容无屏蔽情况类似。,3.电感性耦合,电感性耦合,电容性耦合也称为磁耦合，它是由两电路间的磁场相互作用所引起的。,当电流I在闭合电路中流动时，该电流就会产生与其大
6、小成正比的磁通量。比例常数称为电感L：,当一个电路中的电流在另一个电路中产生磁通时，这两个电路之间就存在互感M12：,由电磁感应规律可知，磁通密度为B的磁场在面积为S的闭合回路中感应的电压为：,如果闭合回路是静止的，磁通密度随时间作正弦变化，但在闭合回路面积上是常数：,于是用两电路之间的互感表示感应电压：,耦合到敏感电路的总磁通,从基本模型可以得到，为了减少骚扰电压可以采取一些措施来减少B，S和cos。,采用两电路的物理分隔或者双绞线，以减少B。,将导体靠近地面放置或将两个导体捻在一起，以减少S。,调整骚扰电路与敏感电路的去向，以减少cos。,两导线间感性耦合基本模型,若忽略I2对电路1的影响
7、，则有,例 两根导线，长度l1=l2=1m，半径r=0.5mm，相距d=30mm，距接地金属平面高度h1=h2=10mm。干扰源负载Z11=100，受干扰回路负载Z21=Z22=100，设干扰频率f=1MHz，干扰源电压U1=10V，求负载受到的干扰电压为多少？,解：,耦合系数：,与电容性骚扰类似，感性耦合也存在屏蔽对其影响的问题。对这类问题的分析在工程电磁兼容技术同样具有代表性。,屏蔽对电感性骚扰的影响,没有有效接地,这种情况下（包括没有接地和单端接地等），没有形成有效电流。如前所示，电路分析可处理为简单等效源的情况。,存在有效接地,这种情况（包括两端及多点接地等）则需要具体进行分析。,考虑
8、均匀轴向电流导线的理想同轴屏蔽。在近似条件下，屏蔽体的电感与屏蔽体-导线间的互感相等，可以建立其基本模型。,设屏蔽体上的电流为IS，于是在中心导线上产生的电压为Un，,在前面讨论的基础上，可以得到感应进入导体2的骚扰电压包含两部分：导体1的直接感应骚扰电压和感应的屏蔽体电流产生的骚扰电压，且二者极性相反。,于是可以进一步讨论如下模型,电感性干扰的抑制方法,针对传输耦合途径,干扰源系统的电气参数应使电压变化幅度和变化率尽可能地小；被干扰系统应尽可能地设计成低阻及高信噪比系统；系统的结构应尽可能紧凑，且彼此空间上相互隔离。,系统间的耦合部分的布置应使耦合电容尽量小（例如：尽量增大间距、减少导线长度
9、、避免平行走线等）；采用平衡措施；实施电感屏蔽。,针对干扰源和敏感设备,电容性耦合和电感性耦合存在一定的电气差异性。在工程中可以采用特定的方法对其加以区别。,在工程中可以采用特定的方法对其加以区别。,容性：并联、分流,感性：串联、分压,弱耦合,减少导体一端阻抗，测量跨接另一端的电压。若骚扰电压减小，则为容性耦合；若骚扰电压增加，则为感性耦合。,红色直线（一阶近似）,随着角频率的增加曲线逼近这一极限值,频率关系：,一般性函数关系：,（略去虚数单位）,对于工程中存在屏蔽的情况：,在低频屏蔽电缆中的骚扰电压与非屏蔽电缆中的骚扰电压相近，当大于5倍屏蔽体截止频率时，屏蔽电缆中的骚扰电压基本保持不变。,前面对于典型的电磁骚扰传导耦合的基本原理进行了分析，在实际工程中，需要以此为基础，根据工程实际对选择合适的原理为依据进行分析、设计和控制相应的电磁骚扰。,
