數字電容隔離器的磁場(chǎng)抗擾度

數字電容隔離器的應用環(huán)境通常包括一些大型電動(dòng)馬達、發(fā)電機以及其他產(chǎn)生強電磁場(chǎng)的設備。暴露在這些磁場(chǎng)中，可引起潛在的數據損壞問(wèn)題，因為電勢（EMF， 即這些磁場(chǎng)形成的電壓）會(huì )干擾數據信號傳輸。由于存在這種潛在威脅，因此許多數字隔離器用戶(hù)都要求隔離器具備高磁場(chǎng)抗擾度 (MFI)。許多數字隔離器技術(shù)都聲稱(chēng)具有高 MFI，但電容隔離器卻因其設計和內部結構擁有幾乎無(wú)窮大的　MFI。本文將對其設計進(jìn)行詳細的介紹。

基本物理定則

諸如電動(dòng)機的電源線(xiàn)等帶電導體，其周?chē)闶且粋€(gè)由流經(jīng)它的電流形成的磁場(chǎng)。應用右手定則（請參見(jiàn)圖 1），我們很容易便可以確定該磁場(chǎng)的方向。該定則的內容如下：用右手握住導體，然后拇指指向電流的方向，這時(shí)環(huán)繞導體的手指便指向磁場(chǎng)的方向。因此，磁通線(xiàn)的平面始終與電流垂直。

圖 1 顯示了 DC 電流的磁通密度 B。就 AC 電流而言，將右手定則用于兩個(gè)方向，磁場(chǎng)和 AC 電流都隨同一個(gè)頻率 f 而變化：B(f) ~ I(f)。磁場(chǎng)（或者更加精確的說(shuō)法是磁通密度及其相應磁場(chǎng)強度）隨導體中心軸距離的增加而減弱。這些關(guān)系可以表示為：

以及

其中，B 為以第平方米伏秒 (V•s/m2) 表示的磁通密度，μ0 為自由空間中的磁導率（計算方法為 4π × 10–7 V•s/A•m），I 為以安培為單位的電流，r 為以米為單位的導體距離，而 H 為以安培每米 (A/m) 為單位的磁場(chǎng)強度。

圖 1 右手定則

磁場(chǎng)線(xiàn)穿過(guò)附近導體環(huán)路時(shí)，它們會(huì )產(chǎn)生一個(gè) EMF，其強度大小取決于環(huán)路面積和通量密度及磁場(chǎng)頻率：

EMF 為以伏特為單位的電勢，f 為磁場(chǎng)頻率，而 A 為以平方米 (m2) 為單位的環(huán)路面積。

所有隔離器都有一定形狀或者形式的導電環(huán)路，以讓磁場(chǎng)線(xiàn)穿過(guò)并產(chǎn)生 EMF。如果強度足夠大，則這種疊加到信號電壓上的 EMF 就會(huì )導致錯誤數據傳輸。實(shí)際上，一些隔離技術(shù)對電磁干擾非常敏感。為了理解電容隔離器為什么不受磁場(chǎng)的影響，我們需要對其內部結構進(jìn)行研究。