6电缆的EMC设计

中国电子科技学术网www.EMCage.com第六部分电缆的EMC设计•场在导线中感应的噪声•电缆之间的串扰中国电子科技学术网www.EMCage.com处于电磁场中的电缆Sh中国电子科技学术网www.EMCage.com电磁场在电缆上的感应电压10kHz100kHz1MHz10MHz100MHz1GHz10GHz0-10-20-30-40-50123ABCDEh=0.5mS:A=100mB=30mC=10mD=3mE=1mdBV1V/m场强产生的电压中国电子科技学术网www.EMCage.com平衡电路的抗干扰特性电磁场V1V2I1I2VD平衡性好坏用共模抑制比表示：CMRR=20lg(VC/VD)VC高频时，由于寄生参数的影响，平衡性会降低中国电子科技学术网www.EMCage.com提高共模干扰抑制的方法平衡电路屏蔽电缆共模扼流圈平衡电路CMRRCMRRff中国电子科技学术网www.EMCage.com非平衡转换为平衡~中国电子科技学术网www.EMCage.com屏蔽电场0V电缆长度/20，单点接地电缆长度/20，多点接地中国电子科技学术网www.EMCage.com磁场对电缆的干扰VNVN＝(d/dt)=A(dB/dt)磁通回路面积A感应电压当面积一定时中国电子科技学术网www.EMCage.com减小感应回路的面积～理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分～中国电子科技学术网www.EMCage.com屏蔽电缆减小磁场影响VSVSVS只有两端接地的屏蔽层才能屏蔽磁场中国电子科技学术网www.EMCage.com抑制磁场干扰的试验数据1001M1M1M100100每米18节(A)(B)(D)(E)(C)0271313281M1M100100中国电子科技学术网www.EMCage.com抑制磁场干扰的实验数据1001M1M1M100100每米18节(F)(G)(I)(J)(H)80557063771M1M100100中国电子科技学术网www.EMCage.com导线之间两种串扰机理MCICICILILR0RLR2GR2L中国电子科技学术网www.EMCage.com耦合方式的粗略判断ZSZL3002：磁场耦合为主ZSZL10002：电场耦合为主3002ZSZL10002：取决于几何结构和频率中国电子科技学术网www.EMCage.com电容耦合模型C12C1GC2GRC1GC2GC12RVN＝V1V1j[C12/(C12+C2G)]j+1/R(C12+C2G)]V1VN中国电子科技学术网www.EMCage.com耦合公式化简R1/[j(C12+C2G)]j[C12/(C12+C2G)]j+1/R(C12+C2G)]V1VN＝VN=jRC12V1R1/[j(C12+C2G)]VN=V1[C12/(C12+C2G)]中国电子科技学术网www.EMCage.com电容耦合与频率的关系耦合电压VN=jRC12V1C12V1(C12+C2G)VN=1/R(C12+C2G)频率中国电子科技学术网www.EMCage.com屏蔽对电容耦合的影响－全屏蔽屏蔽层不接地：VN=VS=V1[C1S/(C1S+CSG)]，与无屏蔽相同屏蔽层接地时：VN=VS=0，具有理想的屏蔽效果C1sC1GCsGC1GCSGC1sVsV1V1VsC2S中国电子科技学术网www.EMCage.com部分屏蔽对电容耦合的效果R很大时：VN=V1[C12/(C12+C2G+C2S)]C1sC1GCsGCSGC1sVNV1V1VNC2SC12C12C2GR很小时：VN=jRC12中国电子科技学术网www.EMCage.com互电感定义与计算定义：自感L＝1/I1，互感M＝12/I11是电流I1在回路1中产生的磁通，12是电流I1在回路2中产生的磁通回路1回路2abaM=（/2）ln[b2/（b2-a2）]中国电子科技学术网www.EMCage.com电感耦合MR2RR1RR2VN＝d12/dt=d(MI1)/dt=MdI1/dtR1I1VNI1VNV1V1中国电子科技学术网www.EMCage.com电感耦合与电容耦合的判别IN=jC12V1R2R1VVVN=jM12I1R2R1～电容耦合电感耦合中国电子科技学术网www.EMCage.com非磁性屏蔽对电感耦合的影响I1M1SM12关键看互感是否由于屏蔽措施而发生了改变中国电子科技学术网www.EMCage.com双端接地屏蔽层的分析M1SM12MS2+--+~V12VS2导体1导体2屏蔽体V12=jM12I1VS2=jMS2ISVN=V12+VS2I1IS求解这项中国电子科技学术网www.EMCage.comVS2项求解+++++++++LS=/ISMS2=/IS因此：LS=MS2导体2屏蔽层VS2=jMS2IS=jMS2(VS/ZS)=jLS[VS/(jLS+RS)]=VS[j/(j+RS/LS)]中国电子科技学术网www.EMCage.com屏蔽后的耦合电压VN=V12+VS2V12=jM12I1VS=jM1SI1因为：M12=M1S所以：VS=jM12I1所以：VS2=jM12I1[j/(j+RS/LS)]VN=V12-V12[j/(j+RS/LS)]=V12[(RS/LS)/(j+RS/LS)]V12中国电子科技学术网www.EMCage.com屏蔽层的磁场耦合屏蔽效果VN＝M12I1（Rs/Ls)VNRs/Ls无屏蔽电缆屏蔽效能屏蔽电缆lg中国电子科技学术网www.EMCage.com长线上的耦合电压/10/4/23/4lgf短线近似线低频区域驻波区域耦合电压