Virtalähteen sähkömagneettisen yhteensopivuuden tekninen termi
Sähkömagneettinen yhteensopivuus on nousemassa monitieteinen kattava soveltava tieteenala. Reunateknologiana se perustuu sähkö- ja radiotekniikan perusteoriaan ja sisältää monia uusia teknisiä aloja, kuten mikroaaltotekniikkaa, mikroelektroniikkatekniikkaa, tietotekniikkaa, viestintä- ja verkkotekniikkaa sekä uusia materiaaleja. Sähkömagneettisen yhteensopivuuden teknologialla on laaja valikoima sovelluksia, ja lähes kaikilla nykyaikaisilla teollisuuden aloilla, kuten sähkövoima, viestintä, kuljetus, ilmailu, sotilasteollisuus, tietokone ja sairaanhoito, on ratkaistava sähkömagneettisen yhteensopivuuden ongelmat. Sen tutkimuksen kuumia aiheita ovat pääasiassa: sähkömagneettisten häiriölähteiden ominaisuudet ja niiden siirtoominaisuudet, sähkömagneettisten häiriöiden haitalliset vaikutukset, sähkömagneettisten häiriöiden vaimennustekniikka, sähkömagneettisen spektrin käyttö ja hallinta, sähkömagneettisen yhteensopivuuden standardit ja spesifikaatiot, mittaus- ja testaustekniikka, sähkömagneettinen vuoto ja sähköstaattinen purkaus jne.
Sähkömagneettisen yhteensopivuuden englanninkielinen nimi on Electromagnetic Compatibility tai lyhennettynä EMC. Ns. sähkömagneettinen yhteensopivuus viittaa rinnakkaiselon tilaan, jossa laitteet (alijärjestelmät, järjestelmät) voivat suorittaa vastaavat tehtävänsä yhdessä yhteisessä sähkömagneettisessa ympäristössä. Tässä on kaksi merkitystä, eli sen työskentelyn aikana syntyvä sähkömagneettinen säteily on rajoitettava tietylle tasolle ja sillä on oltava tietty häiriönestokyky. Tämä on yhteensopivuusongelma, joka on ratkaistava laitteita kehitettäessä. Sähkömagneettisen yhteensopivuuden teknologian taajuusalue on jopa 0 GHz - 400 GHz. Perinteisten laitteiden lisäksi tutkimuskohteita ovat myös sirutaso eri alusten, avaruussukkuloiden, mannertenvälisten ohjusten ja jopa koko maan sähkömagneettiseen ympäristöön asti.
Sähkömagneettisen yhteensopivuuden kolme elementtiä ovat häiriölähde (häiriölähde), kytkentäpolku ja herkkä runko. Minkä tahansa yllä mainitun kohdan katkaiseminen voi ratkaista sähkömagneettisen yhteensopivuuden ongelman. Yleisesti käytettyjä menetelmiä sähkömagneettisen yhteensopivuuden ratkaisemiseksi ovat pääasiassa suojaus, maadoitus ja suodatus.
2 Sähkömagneettisen yhteensopivuuden tekniset ehdot
(1) Sähkömagneettinen yhteensopivuus
Sähkömagneettinen yhteensopivuus viittaa laitteen tai järjestelmän kykyyn toimia normaalisti sähkömagneettisessa ympäristössään aiheuttamatta ei-hyväksyttävää sähkömagneettista häiriötä mihinkään ympäristössä.
(2) Sähkömagneettinen häiriö
Sähkömagneettisella häiriöllä tarkoitetaan mitä tahansa sähkömagneettista ilmiötä, joka voi heikentää laitteiden, laitteiden tai järjestelmien suorituskykyä tai aiheuttaa vahinkoa eläville tai elottomille aineille. Sähkömagneettiset häiriöt voivat heikentää laitteiden, lähetyskanavan tai järjestelmän suorituskykyä. Sen pääelementtejä ovat luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat häiriölähteet, kytkentä julkisen maaimpedanssin/sisäisen vastuksen kautta, sähkömagneettiset häiriöt ja voimalinjaa pitkin kulkevat säteilyhäiriöt jne. Häiriön polku elektroniikkajärjestelmään on: virtalähteen kautta, signaalilinjan tai ohjauskaapelin, kentän läpitunkeutumisen ja suoraan antennin läpi; kaapelikytkennän kautta, muiden laitteiden johtavuushäiriöt; elektronisen järjestelmän sisäisen kentän kytkentä; muiden laitteiden aiheuttamat säteilyhäiriöt; Elektronisten laitteiden ulkoinen kytkentä sisäisiin kenttiin; laajakaistalähettimen antennijärjestelmät; ulkoiset ympäristökentät jne.
(3) Sähkömagneettinen ympäristö
Sähkömagneettinen ympäristö on ajassa muuttuva sähkömagneettinen ilmiö, joka ei ilmeisesti välitä tietoa ja joka voi esiintyä päällekkäin tai yhdistyä hyödyllisten signaalien kanssa.
(4) Sähkömagneettinen säteily
Sähkömagneettinen säteily on ilmiö, jossa sähkömagneettisia aaltoja lähtee lähteestä avaruuteen. Sanan "sähkömagneettinen säteily" merkitys voidaan joskus laajentaa koskemaan sähkömagneettisen induktion ilmiötä. RFI/EMI voi säteillä aukkojen, tuuletusaukkojen, sisään- ja uloskäyntien, kaapeleiden, mittausreikien, ovenkarmien, luukkujen, laatikoiden ja minkä tahansa laitekotelon paneelien sekä kotelon ei-ideaalisten liitospintojen läpi. RFI/EMI voi myös säteillä herkkien laitteiden sisään menevien johtojen ja kaapelien kautta, ja mikä tahansa hyvä sähkömagneettisen energian säteilijä voi toimia myös hyvänä vastaanottimena.
(5) Pulssi
Impulssi on fysikaalinen suure, joka muuttuu äkillisesti lyhyessä ajassa ja palaa sitten nopeasti alkuperäiseen arvoonsa.
(6) Yhteistilan häiriöt ja differentiaalitilan häiriöt
Sähköjohdossa on kahdentyyppisiä häiriöitä: yhteismuotoiset häiriöt ja differentiaalimuotoiset häiriöt. Yhteisen tilan häiriöitä esiintyy minkä tahansa virtalähteen suhteellisen maan välillä tai johtojen ja maan välillä. Yhteisen tilan häiriötä kutsutaan joskus myös pitkittäismoodihäiriöksi, epäsymmetriseksi häiriöksi tai maahäiriöksi. Tämä on häiriötä virtaa kuljettavan johtimen ja maan välillä. Teholähteen vaihejohdon ja nollajohdon sekä vaihejohdon ja vaihejohdon välillä on differentiaalimuotoisia häiriöitä. Differentiaalimuotoista häiriötä kutsutaan myös normaalimoodihäiriöksi, poikittaismoodihäiriöksi tai symmetriseksi häiriöksi. Tämä on häiriötä virtaa kuljettavien johtimien välillä. Yhteismoodihäiriö ilmaisee, että häiriö on kytketty piiriin säteilyn tai ylikuulumisen avulla, kun taas differentiaalimoodihäiriö osoittaa, että häiriö on peräisin samasta tehopiiristä. Yleensä nämä kaksi häiriötyyppiä esiintyvät samanaikaisesti. Linjaimpedanssin epätasapainon vuoksi nämä kaksi häiriötyyppiä muuttuvat lähetyksen aikana toisikseen, joten tilanne on erittäin monimutkainen. Kun häiriö on siirretty pitkän matkan, differentiaalimoodikomponentin vaimennus on suurempi kuin yhteismoodin, koska linja-linja-impedanssi on erilainen kuin linja-maa-impedanssi. Samasta syystä yhteismuotoiset häiriöt säteilevät myös vierekkäisiin tiloihin linjalähetyksen aikana, mutta differentiaalimoodi ei, joten yhteismuotoiset häiriöt aiheuttavat todennäköisemmin sähkömagneettisia häiriöitä kuin differentiaalimoodi. Erilaiset häiriömenetelmät vaativat erilaisia häiriönvaimennusmenetelmiä ollakseen tehokkaita. Helppo tapa määrittää häiriömenetelmä on käyttää virta-anturia. Virta-anturi kiertää jokaisen johdon erikseen saadakseen yhden johtimen induktanssin, ja sitten silmukka kahden johtimen ympäri (joista toinen on maadoitettu) havaitakseen induktanssin. Jos induktioarvo kasvaa, häiriövirta linjassa on yhteismuotoinen; muuten se on differentiaalitila.
(7) Immuniteettitaso ja herkkyystaso
Immuniteettitasolla tarkoitetaan maksimihäiriötasoa, kun tietty sähkömagneettinen häiriö kohdistuu tiettyyn laitteeseen, laitteistoon tai järjestelmään ja se voi silti toimia normaalisti ja ylläpitää vaadittua suorituskykytasoa. Toisin sanoen laitteen, laitteiston tai järjestelmän suorituskyky heikkenee, kun tämä taso ylittyy. Herkkyystaso on toisaalta taso, jolla suorituskyvyn heikkeneminen on vasta alkamassa. Siksi tietylle laitteelle, laitteistolle tai järjestelmälle immuniteettitaso ja herkkyystaso ovat samat.
(8) Immuniteettimarginaali
Häiriönsietomarginaalilla tarkoitetaan laitteiston, laitteiston tai järjestelmän häiriönsietotason raja-arvon ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden tason välistä interpolaatiota.
