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解決高頻諧波干擾對(duì)智能電器控制板的EMC問題

為了盡早地在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段解決電磁兼容問題，設(shè)計(jì)師需要進(jìn)行基于理論分析和協(xié)作設(shè)計(jì)的EMC仿真。本文采用AnsoftSIwave軟件，仿真分析了PCB中高頻諧波干擾對(duì)智能電器控制板電磁兼容性產(chǎn)生的影響。最后，基于仿真結(jié)果對(duì)PCB的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，控制板的EMC問題得到了有效的解決。

DDC779BE02? ?3BHE006805R0002電磁兼容性反映了電子或電氣設(shè)備/系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求地運(yùn)行且不對(duì)其環(huán)境中其它任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。智能電器是傳統(tǒng)電器與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，目前，以智能電器為基礎(chǔ)的大型電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行更是起著至關(guān)重要的作用。

由于智能電器經(jīng)常運(yùn)行于高電壓、大電流的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，與被保護(hù)和監(jiān)控的設(shè)備、系統(tǒng)處于同一個(gè)電磁空間，以微型計(jì)算機(jī)為核心的監(jiān)控單元必然會(huì)受到來自于電力系統(tǒng)的不同能量、不同頻率的電磁干擾，因此，智能電器的電磁兼容問題集中在智能電器的控制單元上。

智能電器的電磁兼容性能直接關(guān)系到智能電器的可靠工作，進(jìn)而對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。與智能電器功能與原理的研究相比較，EMC問題的研究顯得嚴(yán)重不足：在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，不能針對(duì)EMC問題系統(tǒng)地考慮元件性能的選配和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整合；某個(gè)EMC問題的解決經(jīng)常要經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)和修改，并且往往不能對(duì)出現(xiàn)EMC問題的范圍進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，對(duì)該設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的EMC風(fēng)險(xiǎn)不能給出科學(xué)的預(yù)測(cè)。在設(shè)計(jì)時(shí)有一定的盲目性，往往存在過度設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)不足的問題，由此提高了成本、延長(zhǎng)了開發(fā)周期。

最經(jīng)濟(jì)有效的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是在設(shè)計(jì)的早期階段充分考慮電磁兼容的技術(shù)要求，從國(guó)際上來看，電磁兼容仿真己經(jīng)成為電子設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)必須的一個(gè)步驟，通過仿真可以在設(shè)備投入生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)問題、解決電磁兼容問題，從而節(jié)省由于電磁兼容不達(dá)標(biāo)造成反復(fù)修改設(shè)計(jì)的成本。

本文采用SIwave仿真軟件，在智能電器控制板設(shè)計(jì)階段，通過設(shè)計(jì)——仿真——優(yōu)化——仿真的方法，在產(chǎn)品成型之前很好地解決了EMC問題。

電磁兼容仿真的基本方法DDC779BE02? ?3BHE006805R0002

大體而言，電磁問題的計(jì)算方法可分為三類：理論分析法、專家系統(tǒng)及數(shù)值分析法。理論分析法對(duì)問題的幾何模型做簡(jiǎn)化和假設(shè)，從而得到近似解。專家系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)不進(jìn)行精確分析，它根據(jù)自身數(shù)據(jù)庫，來估算相應(yīng)的參數(shù)值。而數(shù)值方法設(shè)法求解帶有相應(yīng)邊界約束條件基礎(chǔ)的場(chǎng)方程（麥克斯韋方程組），對(duì)場(chǎng)進(jìn)行精確的分析。由于數(shù)值方法的精確性，因而此方法在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。