電磁兼容中的隔離技術(shù)分析

3.4 紅外遙控

紅外遙控在本質(zhì)上屬于光電耦合，只不過(guò)其發(fā)光器件和光接收器件不封裝在一起，因此紅外遙控的隔離效果更好。

3.5 光纜

光纜在本質(zhì)上也屬于光電耦合，其發(fā)光器件和光接收器件是通過(guò)光纜連接的，由于外界干擾很難進(jìn)入光纜，因此光纜的隔離效果最好。

4 機電隔離技術(shù)

4.1 有觸點(diǎn)電磁繼電器

機電隔離一般采用有觸點(diǎn)電磁繼電器來(lái)實(shí)現，即電磁繼電器的線(xiàn)圈接收信號，機械觸點(diǎn)發(fā)送信號。由于機械觸點(diǎn)分斷時(shí)，阻抗很大，電容很小，從而阻止了電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾的傳輸。但是繼電器的線(xiàn)圈工作頻率較低，不適用于工作頻率較高的場(chǎng)合，另外還存在觸點(diǎn)通斷時(shí)的彈跳和火花干擾以及接觸電阻等缺點(diǎn)。

4.2 應用有觸點(diǎn)電磁繼電器的注意事項

4.2.1 機械觸點(diǎn)的電磁干擾

在機械觸點(diǎn)分斷信號電流的過(guò)程中，由于電路電感的存在將會(huì )在觸點(diǎn)間感生過(guò)電壓，這個(gè)過(guò)電壓可能會(huì )導致觸點(diǎn)間隙擊穿而產(chǎn)生電??；當觸點(diǎn)間隙加大時(shí)，電弧熄滅，觸點(diǎn)間電壓又升高，電弧又重燃；如此重復，直到觸點(diǎn)間距足夠大電流中斷時(shí)為止。

上述過(guò)程中，產(chǎn)生的電弧和峰值大、頻率高的電壓脈沖串將通過(guò)輻射和傳導對其它電路和器件形成強烈的干擾。

4.2.2 機械觸點(diǎn)的熄火花電路

機械觸點(diǎn)的熄火花電路由電阻R和電容C串聯(lián)組成。其原理是用電容轉換觸點(diǎn)分斷時(shí)負載電感L上的能量，從而避免在觸點(diǎn)上產(chǎn)生過(guò)電壓和電弧造成的電磁干擾，最終由電阻吸收這部分能量。

電路參數計算如下：

R>2（L/C）1/2 （7）

C1=4L/R2（8）

C2=（Im/300）2L（9）

式中：R——電阻（Ω）；

L——負載電感（μH）；

Im——負載電感中的最大電流（A）；

C取C1、C2中大者。

4.2.3 電感負載的續流電路

直流電路電感負載的續流電路是用二極管反并聯(lián)在電感負載上。當切斷電感負載時(shí)，其上的電流經(jīng)二極管續流，不會(huì )產(chǎn)生過(guò)電壓而危及電路上的其它器件。

參數選擇如下：

IF>2IN （10）

URRM>2UN （11）

式中：IF——二極管正向平均電流；

URRM——二極管反向重復峰值電壓；

IN——電感負載的額定電流；

UN——電感負載的額定電壓。

如果用壓敏電阻代替二極管，其效果會(huì )更好。因為壓敏電阻吸收能量更快，從而減小了動(dòng)作響應時(shí)間。

5 聲電隔離技術(shù)

5.1 聲表面波濾波器

聲表面波器件采用具有壓電效應的固體材料作基片，在基片上的兩端分別設有指叉交錯的金屬換能器。把交變電信號加到發(fā)射換能器上，由于逆壓電效應，壓電體表面產(chǎn)生變化的應變，就能激發(fā)出聲表面波。當聲表面波在固體表面傳播到接收換能器上時(shí)，由于正壓電效應，而在接收換能器上就會(huì )得到電信號。由于兩個(gè)指叉交錯的金屬換能器在電氣上是無(wú)聯(lián)系的，因而實(shí)現了電路的隔離。

由于指叉換能器具有一個(gè)固有的中心頻率，當電信號與該中心頻率一致時(shí)，產(chǎn)生共振，而發(fā)出最強的聲表面波。其它頻率的聲表面波很弱，而被抑制掉。所以聲表面波濾波器的隔離效果是很好的。

5.2 聲表面波濾波器的應用

聲表面波濾波器目前主要應用在電視和通訊中，作為帶通、帶阻濾波器、鑒頻器和振蕩器等等。

6 浮地技術(shù)

6.1 浮地

浮地，即該電路的地與大地無(wú)導體連接。其優(yōu)點(diǎn)是該電路不受大地電性能的影響。其缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的影響，而使該電路的地電位變動(dòng)和增加了對模擬電路的感應干擾。

浮地可使功率地（強電地）和信號地（弱電地）之間的隔離電阻很大，所以能阻止共地阻抗電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。

6.2 浮地技術(shù)的應用

6.6.2 交流電源地與直流電源地分開(kāi)

一般交流電源的零線(xiàn)是接地的。但由于存在接地電阻和其上流過(guò)的電流，導致電源的零線(xiàn)電位并非為大地的零電位。另外，交流電源的零線(xiàn)上往往存在很多干擾，如果交流電源地與直流電源地不分開(kāi)，將對直流電源和后續的直流電路正常工作產(chǎn)生影響。因此，采用把交流電源地與直流電源地分開(kāi)的浮地技術(shù)，可以隔離來(lái)自交流電源地線(xiàn)的干擾。

6.6.2 放大器的浮地技術(shù)

對于放大器而言，特別是微小輸入信號和高增益的放大器，在輸入端的任何微小的干擾信號都可能導致工作異常。因此，采用放大器的浮地技術(shù)，可以阻斷干擾信號的進(jìn)入，提高放大器的電磁兼容能力。

6.3 浮地技術(shù)的注意事項

1）盡量提高浮地系統的對地絕緣電阻，從而有利于降低進(jìn)入浮地系統之中的共模干擾電流。

2）注意浮地系統對地存在的寄生電容，高頻干擾信號通過(guò)寄生電容仍然可能耦合到浮地系統之中。

3）浮地技術(shù)必須與屏蔽、隔離等電磁兼容性技術(shù)相互結合應用，才能收到更好的預期效果。

4）采用浮地技術(shù)時(shí)，應當注意靜電和電壓反擊對設備和人身的危害。

7 結語(yǔ)

采用電磁兼容中的隔離技術(shù)的主要目的是：為了電力電子設備的可靠運行而將干擾源部分和敏感部分隔離開(kāi)。電磁兼容中的隔離技術(shù)主要可分為機電、磁電、光電、聲電和浮地等幾種隔離方式。其中，磁電、光電、聲電等幾種隔離方式均為利用各種物理量與電量之間可以相互轉換來(lái)完成的。不管那種隔離方式，在電磁兼容性方面的實(shí)質(zhì)是人為地造成電的隔離，以阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。