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電磁兼容與電磁防護(hù)相關(guān)研究進(jìn)展

1606 40(6) 高電壓技術(shù) 2014,

電磁兼容是指設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能同時(shí)執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。它主要包括2個(gè)方面的內(nèi)容：一是設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預(yù)定的電磁環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，可按規(guī)定的安全裕度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的工作性能、且不因電磁干擾而受損或產(chǎn)生不可接受的降級(jí)；二是設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預(yù)定的電磁環(huán)境中正常工作且不會(huì)給環(huán)境(或其他設(shè)備)帶來不可接受的電磁干擾。

電磁防護(hù)是指為在設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)過程中使設(shè)備具有抗電磁干擾或電磁毀傷能力而采取的技術(shù)措施，也包括為消除電磁環(huán)境對(duì)電爆裝置、燃油及人員影響而采取的技術(shù)措施和對(duì)策。

綜上所述，電磁兼容與電磁防護(hù)在內(nèi)涵和外延上是一個(gè)有機(jī)的整體，它們研究的重點(diǎn)都是電磁環(huán)境對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)的作用機(jī)理、能量耦合途徑等，即電磁環(huán)境效應(yīng)；目的都是為了保障設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)定電磁環(huán)境中的生存能力和運(yùn)行能力。

電磁兼容研究經(jīng)歷了“問題解決法”、“標(biāo)準(zhǔn)控3個(gè)階段。制法”和“分析預(yù)測(cè)法(或稱系統(tǒng)設(shè)計(jì)法)”系統(tǒng)級(jí)和系統(tǒng)間的電磁兼容預(yù)測(cè)是目前電磁兼容技術(shù)研究的最高階段，其涵蓋的范圍非常廣泛，但限于篇幅，無法一一涉及，本文將重點(diǎn)圍繞形成電磁干擾或電磁危害的3個(gè)基本要素：電磁干擾源、電磁能量耦合途徑和電磁敏感對(duì)象，對(duì)國(guó)內(nèi)外開展的相關(guān)研究工作進(jìn)行歸納概述。

精度也得以不斷提高。文獻(xiàn)[2]還提出了在工作狀態(tài)下利用雙電流探頭對(duì)共模和差模噪聲源阻抗進(jìn)行精確提取的方法。

電磁干擾的輻射發(fā)射測(cè)試主要利用開闊場(chǎng)、電波暗室等開展，此類測(cè)試方法得到的往往是多個(gè)輻射電磁干擾在測(cè)試點(diǎn)處的矢量疊加，即輻射總干擾。那么在對(duì)大型復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行輻射電磁干擾測(cè)試時(shí)，多個(gè)子系統(tǒng)輻射產(chǎn)生的電磁干擾就會(huì)混疊在一起，無法準(zhǔn)確獲得某子系統(tǒng)單獨(dú)輻射產(chǎn)生的電磁干擾頻譜特征。針對(duì)該問題，文獻(xiàn)[3]介紹了一種基于自適應(yīng)對(duì)消原理的輻射電磁干擾測(cè)量方法，通過對(duì)周圍電磁干擾的自適應(yīng)濾除可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任一子系統(tǒng)的電磁干擾測(cè)試。此外，為準(zhǔn)確描述電磁干擾源特征及其輻射干擾機(jī)理，具有高測(cè)量精度和可靠性的近場(chǎng)掃描技術(shù)也被廣泛應(yīng)用，比如文獻(xiàn)[4]基于盲源分離算法和近場(chǎng)波阻抗測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輻射電磁干擾源個(gè)數(shù)和特性的分析；文獻(xiàn)[5]則利用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁干擾源的分類識(shí)別。

通過電磁干擾測(cè)試還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁干擾源的實(shí)時(shí)定位，從而有利于對(duì)干擾源的快速排查。文獻(xiàn)[6]利用電磁干擾檢測(cè)器和無線網(wǎng)絡(luò)組建了2種類型的ESD事件定位系統(tǒng)(ESD event locator system，EELS)，如圖1所示，用于對(duì)硬盤制造車間內(nèi)存在的ESD事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)試結(jié)果顯示：基于電磁干擾強(qiáng)度的EELS可用于小范圍內(nèi)ESD事件的監(jiān)測(cè)，其在1.5 m ×1.5 m范圍內(nèi)的定位誤差約為10.3 cm；基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示的EELS可用于較大范圍內(nèi)ESD事件的監(jiān)測(cè)，其在10 m×10 m范圍內(nèi)的定位誤差約為24 cm。

1.2 電磁干擾源仿真建模

仿真建模是進(jìn)行電磁兼容分析預(yù)測(cè)的重要技術(shù)途徑。針對(duì)電磁干擾源的仿真建模，從器件級(jí)到設(shè)備級(jí)、系統(tǒng)級(jí)國(guó)內(nèi)外均開展了相關(guān)研究。

目前對(duì)印制電路板(printed circuit board, PCB)板的等效建模已成為集成電路電磁兼容預(yù)測(cè)的重要手段。結(jié)合近場(chǎng)掃描技術(shù)，文獻(xiàn)[7]通過推導(dǎo)等效偶極子模型，建立了一系列可以產(chǎn)生相同輻射場(chǎng)的無窮小偶極子來代替PCB 板，以實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB板電磁輻射的仿真預(yù)測(cè)；在考慮PCB 板和外殼之間的相互作用時(shí)，該等效方法還可以被推廣應(yīng)用到偶極子平面導(dǎo)電介質(zhì)模型(dipole-dielectric conducting plane，DDC)。

隨著混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車等新能源交通

1 電磁干擾源的研究

1.1 電磁干擾源測(cè)試分析

從電磁環(huán)境的構(gòu)成要素可見，電磁干擾源具有多種表現(xiàn)形式，為分析電磁干擾(electromagnetic inference, EMI)的形成機(jī)理及其抑制措施，一般要對(duì)電磁干擾信號(hào)的時(shí)域、頻域、能量、信號(hào)形式等特性進(jìn)行測(cè)試分析。根據(jù)電磁干擾的傳播途徑，通�？梢岳脗鲗�(dǎo)發(fā)射測(cè)試或輻射發(fā)射測(cè)試的方式來提取電磁干擾的特征參數(shù)。

依據(jù)現(xiàn)行的電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電磁干擾的傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試主要采用的是線阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(line impedance stabilization network, LISN)，但LISN測(cè)試得到的是共模和差模干擾信號(hào)的混合，而無法直接檢測(cè)共模和差模干擾信號(hào)的具體分量。為此，，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在傳導(dǎo)電磁干擾分離網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行了大量SEE 網(wǎng)絡(luò)、Paul 研究，先后提出了Mardiguian網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)、Lo 網(wǎng)絡(luò)等分離網(wǎng)絡(luò)，傳導(dǎo)電磁干擾的分離

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  本文關(guān)鍵詞：電磁兼容與電磁防護(hù)相關(guān)研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。