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标题抗电磁干扰器

提供者：厦门超力电子有限公司发布时间：2011/9/6 阅读次数：2153次 >>进入该公司展台

工业干扰防护知识

一、工业干扰源

在工业生产过程中，通常都要使用各种电器、开关，例如接触器、继电器、电动机、变压器、互感器等。它们通电/断电时，产生电磁干扰。

打雷时，雷电会在电力线上感应电磁干扰。

电业局切断某条电力线路供电或者开始对另一条线路供电，调节电压，调整功率因素，也会产生电磁干扰。

工业环境中都有这些电磁干扰，我们称为“工业干扰”。它瞬态电压可达几千伏，频率在10K～1MHz，可能干扰计算机、微电脑的正常运行而发生故障。

二、工业干扰故障

计算机电脑、单片机微电脑、可编程序控制器PLC工控机等构成的智能化、数字化、自动化产品在工业环境中运行，时不时地受到工业干扰而发生故障：误复位、误停机、误操作、显示错乱、图像变形、程序篡改、0/1颠倒、数据丢失、通讯失败等。这是CPU受到电磁干扰而“发疯”所致。

此外，设计寿命10年的电子设备，实际只用1年多，元器件就开始一个个地老化击穿。这是半导体器件受电磁骚扰冲击一次，可造成几十道伤痕，日积月累而伤痕累累，最终导致“快速电老化”击穿。

工业干扰频率高，足以激活漏电感和分布电容，构成无形通路，从而穿过隔离变压器，穿过开关电源、UPS电源中的半导体PN结，像“幽灵”那样“穿墙走壁”，在密集的元器件间四处乱窜，防不胜防。它偶尔来一次，持续时间不足1毫秒，来去无定期，看不见摸不着，必须使用“电磁干扰测试仪”来捕捉。

工业干扰主要是传导干扰，即电磁干扰沿着导线传导。由于导线电阻很小，所以它可以传到很远且能量损耗很少，危害性最大。

三、抗干扰技术

3.1电源滤波器

它主要用来抑制无线电干扰的，适合于防护3V以下低电压，10MHz高频率的电磁干扰。滤波器由电容C和电感L组成，自身不吸收电磁骚扰，靠其他元件和大地吸收。抗干扰效果主要决定于接地和其他元件而不是自身性能。因此，试验达到的等级与实际使用时的等级常常不同，难以标定“抗扰等级”。

滤波器不适合防护工业干扰。如果用它保护单台设备，实践证明：效果差。如果用它保护生产流水线等多台设备组成的系统，几乎没有作用，因为它没有能力阻止各台设备电磁干扰互相传染。

3.2抗

它串联在电路中阻止电磁干扰沿导线传导过去。典型应用电路见图1。输入端11、21，输出端12、22。11和12一条支路，21、22一条支路；二条支路对称，不分正负。外接电容C1、C2在一定条件下可省，见产品使用说明书。抗的文字符号为“IM”，是英文“抗扰度immunity”的缩写。

图1 抗典型应用电路

        电路正常时，本产品内各个器件都“睡眠”，电能畅通，只有漏电流（µA）和漏压降（约1%），长期工作无需专门通风。突然电磁骚扰来了，它会自动捕捉，将之转化成热量消耗掉。其本质特点是，自身吸收电磁骚扰而不依靠大地和其他元件。抗干扰效果主要决定于自身性能。同一个抗用在不同电路中，“抗扰等级”一般相同。所以抗扰等级可以单独考核。常规产品3、4级，承受骚扰电压2、4KV以上。它用于军工、出口、电力、化工、煤矿等要求可靠性高的场合。
        本产品有“接地式”和“不接地式”二种，供选择。“不接地抗”适合仪器仪表等小产品使用。记住：在任何情况下，都必须采用漏电保护器，防止触电事故。“接地式抗”适用于：①屏蔽电磁波发射，例如“低泄射保密计算机”等；②设备要接地等特殊需要。
        4.3产品特点和功能：
       采用法国器件，与“西门子”产品用料相同，自有专利工艺制成，免维修。它可衰减各种传导骚扰：脉冲群、浪涌、射频场感应的传导骚扰等，一器三用，保护计算机正常运行。主要功能有：
1、防止雷电感应干扰、电器对地短路故障干扰、工业环境“传染性”电磁干扰等。
2、防止电力系统开关操作干扰、附近电机电器通电/断电干扰。
3、防止空间电磁波（无线电）感应电压干扰，取代抗干扰屏蔽。
4、保护半导体芯片、器件，避免“瞬态高压冲击”而快速电老化，成倍延长使用寿命，经济效益大。

五、检测认证：

福建省中心检验所2003、2006年二次对“本产品保护的单片计算机控制系统”进行检测，“脉冲群”和“浪涌”抗扰度均达到国家标准GB/T17626-1999即国际标准IEC61000：1995规定的最高等级，4级。该检验所遇到客户产品的电磁兼容不合格时，加上本产品后就合格了，屡试屡灵、不曾失手。用户在当地检测，也均达到产品标称等级。

本产品质量管理体系符合ISO 9001：2000标准，通过英国皇家认可委员UKAS认证，证书号№3310。

六、应用单位: 空军装备部某厂、厦门漳州青岛驻军、海军某基地、北京华箭英泰电子科技公司（二炮）、中国科学院空间科学与应用研究中心、上海纺织科学研究院、上海船舶研究院、冶金科学设计研究院、煤炭科学设计研究院、广州电器科学研究所、清华大学、上海交通大学、厦门大学、上海太平洋克罗斯罗尔机械公司、上海佚龙软件应用开发公司（煤矿）、北京安控自动化股份公司（出口美国）等138家。

七、主要业务

1、智能自动化设备电磁兼容改造：对智能设备、自动生产线进行抗干扰改造，以适应我国严酷的工业环境，抗扰度达到4级，能承受骚扰电压4KV，并且成倍延长电子设备的工作寿命，一台顶几台用。

电磁兼容EMC设计：为传统产品改造、新产品进行电磁兼容EMC设计。

电磁干扰测试：在现场安置电磁干扰检测仪，捕捉电磁干扰：发生的时间、瞬态电压和频率的极值。

2、电磁干扰防护产品系列

产品名称

计算机电子设备防雷抗EMC

防雷抗JIM

单片机抗EMC

车船飞机抗EMC5

信号口抗EMCH

电器干扰抑制器IAL

电机干扰抑制器IAM

电火花干扰抑制器IMK

八、选型要点

1、抗的额定电压：必须与电路额定电压一致；实际工作电压不得超过额定电压的1.1倍。
2、额定功率：大于各个负载额定功率之和。

3、抗干扰等级：民用选2级，普通工业用3级，严酷环境、要害部门或贵重设备4级。

4、产品种类选择：

防止电网传导来的“不明原因”的电磁干扰，选用“IM型电源口抗”。防止电磁干扰由信号口（I/O口）闯入，选用“IMH型信号口抗”。

防止同一个“配电柜内的电机、电器”干扰，采用“IAM、IAL型干扰抑制器”。

九、 抗电磁干扰设计要点
工业电磁干扰防护是新课题。目前常用接地法，将电磁干扰沿着地线排泄到大地去，“接地”具有消除电磁干扰的作用。现场电磁干扰故障绝大多数是“接地”引起的共模干扰。“接地”又是引起共模干扰的根本原因。共模干扰电压高，例如雷电感应干扰可达到上万伏；频率高，可达到1GHz，足以激发分布电容和漏电感从而构成通路。因此共模干扰像幽灵，穿墙走壁，无孔不入，防不胜防。还有，“接地”使电线、电缆成为灵敏的无线电波吸收器，所感生的电动势干扰交合进来，使电磁干扰难题更加说不清、道不明，纠缠其中，难以脱身。

在此介绍一种快刀断乱麻的方法，采用“电磁抗”。它自身能独立吸收“差模干扰”，并转化成热量散发掉，从而消除“差模干扰”而无需接地。众所周知，不接地，自然而然地消除“共模干扰”，不费吹灰之力，不花一分钱。

一、技术要点

1、要求用户按常规安装避雷针、防雷器、漏电保护器及抗静电感应措施。

2、控制柜的铁皮外壳或者控制柜外部的智能产品的金属外壳都按常规接地，塑料外壳不接地。但是，所有电路都不接地，也不接金属外壳，自然地彻底地消除“共模干扰”。

3、（交/直）电源口安装电磁抗，消除电源线来的“差模干扰”。如果必要，信号口安装信号抗，消除信号线上的“差模干扰”。

二、说明

1、智能设备不接地仍然可以正常运行、通讯。

PC电脑有摸拟信号和数字信号，主频率可以超过1GHz。众所周知，在商住楼、写字楼里的电脑，若不接地线PE，只接火线L和中线N，仍然可以正常上网运行。而工控机、PLC、单片机、微电脑等，主频率低于PC电脑，所以运行、通讯更无虞。

2、安装避雷针防雷器使雷电感应残余电压低于1500伏。安装漏电保护器保证人身安全；淘汰旧的，金属外壳“接零”保护方案。
3、消除静电感应干扰

控制柜或大型设备的金属外壳接地，可以消除静电感应火花和干扰。而安装在控制柜内的智能产品的金属外壳即使不接地，也不会发生静电感应火花和干扰。

塑料外壳，外壳的外表面与内部电路之间的绝缘电压应大于1.5万伏，或者二者间距大于1cm，即可防止静电感应火花和干扰。一般工业环境中，交变电磁场小，不接地的智能设备接收电磁波的能力低，电磁干扰源与智能设备之间的距离可以拉大，大大衰弱二者之间的电磁耦合。因此，一般工业环境可以不考虑空间电磁辐射干扰。

4、电路都不接地，就不存在“共模干扰”，自然消除雷电感应干扰、射频场感应的传导干扰（电磁波感应干扰）等。

5、采用电磁抗消除“差模干扰”

电源口安装电磁抗，能独立吸收电源线传导来的“差模干扰”：通电/断电干扰、电子点火干扰等。

信号口安装信号抗，消除信号线上的“差模干扰”：通电/断电干扰、电子点火干扰等。

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