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EMC耦合機制之--容性耦合

嘉峪檢測網        2022-03-19 22:32

EMC設計和整改期間,系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的外圍連接線纜需要著重考慮,因為大部分情況連接線纜都是系統(tǒng)中最長的噪聲耦合路徑,因此連接線纜可以等效為噪聲的接收和輻射天線。下文內容主要涵蓋了,噪聲在連接線纜之間的耦合機制(串擾機制)。

 

EMC耦合機制之--容性耦合

 

連接線纜之間存在兩種耦合機制,第一種是容性耦合,它是電路之間電場相互作用的結果。另一種是感性耦合,它是由兩個電路的磁場相互作用產生的結果。其實這兩種耦合機制一般會同時存在,為了方便分析,我們通常將容性耦合和感性耦合分開考慮和分析。本期主要講解容性耦合機制,和如何減少容性耦合產生的噪聲串擾問題。

 

容性耦合:

 

兩導體間容性耦合的等效電路如圖1所示:

 

EMC耦合機制之--容性耦合

 

圖1.1 物理連接圖       

 

EMC耦合機制之--容性耦合

 

 圖1.2等效電路圖      

 

電容C12---導體1和導體2之間的分布電容。

 

C1G/C2G----分別是導體1和2對地的總分布電容。

 

R是導體2對地的負載阻抗(由后端負載決定)。

 

V1---干擾源電壓。

 

VN---導體2對地的噪聲電壓。

 

通過圖1.2等效電路圖,再通過換算和簡化,我么可得導體2上通過容性耦合到的噪聲電壓VN為:

 

VN=J*ω*R*C12*V1

 

從上訴公式我們可以直觀的得出,在噪聲源頻率和幅值無法改變的情況下,減少串擾電壓VN最有效的辦法是減少導體1與導體2之間的分布電容C12。那我們如何降低C12呢?

 

從電容公式c=εs/d,能看出當增加導體1和導體2之間的距離d時,C12能有效減少。但大部分情況,由于結構限制無法將兩導體距離拉開,這種情況可以采用屏蔽的手段進行處理。

 

下面我們分析當將導體2屏蔽后的情況,圖2為對應的等效電路:

 

EMC耦合機制之--容性耦合

 

圖2.1 物理連接圖    

 

  EMC耦合機制之--容性耦合

 

圖2.2 等效電路圖

 

那么兩線間的耦合抑制效果取決耦合電容C12’和屏蔽層對地搭接阻抗RG的分壓,當屏蔽層接地良好的時候,RG的阻抗很小,RG<<C12’可近似表達為: 

 

                VN=RG/(X12’+RG)*V1 

 

因此,屏蔽層接地阻抗RG越小,導體之間的容性耦合越小。 因此我們在做線束屏蔽的時候除了要保證屏蔽層的完整性外,更重要的是做好屏蔽層與地的搭接,將接地阻抗做得盡量小。

 

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來源:韜略科技EMC

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