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EMC案例丨滤波器的布局对设备的电磁兼容影响

来源: 时间:2022-03-24 10:25:02 浏览次数:

1、某控制箱电磁兼容存在的问题

 控制箱的主要单元布局如下图所示(某系统的主要单元布局),主要由控制箱、步进电机及前板遥控/手柄组成,控制箱为受试设备。控制箱由220V/50Hz供电。电源端口的滤波器选型不当与安装部位不当是CE102、RE102超标的原因之一、另外功率驱动线端口与信号控制端口的传导干扰大是RE102超标的另外一个原因。


图1 某系统的主要单元布局

 控制箱各个搭接面之间螺接间距较大,因此其屏蔽效能相对较差,这是系统RE102超标的一个原因,而这个原因很有可能导致系统的敏感度测试出现不合格。

2、电磁兼容分析

(1) 电路分析

 受试设备为控制箱,控制箱的供电为交流220V/50Hz。主要的干扰源有:

 AC/DC模块的开关脉冲及高次谐波;

 驱动器的功率驱动单元;

 驱动器及控制器中的数字信号及其高次谐波。

 控制器相对于功率驱动器而言属于主要的敏感设备,控制箱中主要的干扰源产生的干扰:一通过机箱内部的线-线耦合及场-线耦合产生的干扰沿线缆传导及辐射;二通过箱体的孔、缝产生电磁泄漏。

(2)结构分析

 控制箱的各个搭接面之间的缝隙较大,螺钉间距大,金属的翘曲效应大大降低了箱体的屏蔽效果,是结构缝隙存在严重的电磁泄漏。

3、电磁兼容整改方案

 主要通过端口滤波,箱体及线缆的屏蔽,减小干扰通过线缆的传导及辐射,同时增强箱体的屏蔽效能,减小箱体的电磁泄漏。

(1) 电连接端口的滤波器选用要求

    220V/50Hz电源端口处加装高性能单相军用交流滤波器;

    后板电机口加装功率驱动滤波器;

    手柄接口加装军用信号滤波器;

    遥控接口加装军用信号滤波器。


图2 电路的传导干扰抑制


图3 优化后某系统的主要单元布局

优化后的系统的主要单元布局上图所示,电源滤波器靠近电源安装,避免电源滤波器由于线-线耦合而失效,同时加装电机驱动滤波器、手柄、遥控信号滤波器解决信号线上的传导干扰。

滤波器选型、安装详细信息


(2)结构的屏蔽设计要求

   箱体、盖板、连接器之间的搭接面均应连续导电;

   连接器采用屏蔽组件;

   箱体为连续焊接的五面体,箱体与盖板的搭接面加装金属衬垫,减小搭接面处的阻抗,搭接面宽度需大于6mm;

   各个面板采用螺钉紧固,建议螺钉间距≤50mm,否则箱体与盖板搭接面很难导电连续连接;

   连接器与箱体搭接面加装导电连接器衬垫(型号:KSGE-P23075-200k)。

(3) 外接线缆的电磁加固要求

   机箱外部的外接线缆采用双层屏蔽,屏蔽层与连接器尾部实现360°搭接。



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