随着电磁环境密度的不断增加,对电磁干扰产生源的影响的关注也在增加。技术的进步和生产的产品数量正在对维持我们社会中使用的产品和系统所需的操作和互操作性的努力产生重大影响。这些事件给那些负责在这些产品和系统中保持所需电磁兼容性(EMC)水平的人员增加了挑战。
来源
构成电磁环境的自然和人为的电磁干扰源可以分为几个主要类别。下面列出了其中一些来源分类。
(1)由众多源组成的环境电磁信号,其中最重要的有:
- 电视既有模拟信号也有数字信号
- 无线电AM, FM和卫星
- 太阳磁暴以11年为周期达到峰值
- 闪电以非常高的电压和电流事件发生
- 具有高电压、低电流、低频特性的公用电网输电线。在这一类别中还有宽带电力线(BPL)数字信号的新技术。
- 其他环境电磁源包括机场雷达、电信传输、静电放电(ESD)和白噪声。同样属于这一类的是地球磁场通量,其值约为500毫克。
- 其他一些主要产品和系统的排放源包括开关电源、弧焊机、电机衬套和电触点
(2)高功率电磁脉冲(HEMP)威胁,旨在使电气和电子设备瘫痪。这些来源是为恐怖主义和军事组织所利用的。目前现有的HEMP装置包括:
- 故意电磁干扰(IEMI)源-用于战斗、破坏和恐怖组织的高功率脉冲设备
- 高空核电磁脉冲(HNEMP) -由核装置在地球大气层上空爆炸产生
- 高能微波武器(HPM) -一种被军队用作战斗武器的设备
- 电子炸弹-一种HEMP武器,由军方使用,以破坏敌人的内部结构,由飞机交付。
- 电磁脉冲大炮-一种军事战术武器
(3)电能质量退化因素会影响由市电供电的设备的运行。这些市电退化因素包括:
- 电压浪涌,峰值,下降,尖峰,高电压和低电压
- 灯火管制和停电
- 电源线故障
- 电快速转换(EFT)
- 电力噪声叠加在主力线上
这些电能质量退化因素可以在任何时间间隔内同时或独立发生。
(4)铁路和公共交通系统有一些独特类型的电磁干扰源问题。这些包括:
- 推进系统的高压、大电流运行模式的排放
- 列车信号系统及其相关计算机操作代码
- 第三轨鞋电弧宽带排放
- 高压触点开关电弧宽带发射
- 列车控制系统的排放
- 轨道列车控制电路
- 排放源
(5)医疗设施中使用的医疗设备有大量的电磁干扰源。下面列出了其中一些比较突出的因素:
- 生命维持设备,如呼吸机、心脏除颤器、输液泵等。
- 病人遥测和辅助设备,包括心电图仪和电动轮椅
- 电外科设备及其相关的支持设备
- 磁共振成像(mri)系统
- x光设备,包括治疗和诊断
- 伽马束电子加速器和治疗设备
来源及其最重要的影响
(1)环境(EME) -能影响EMI源附近的敏感电子设备。敏感电子设备离EMI源越近,源的辐射功率水平越高,其带内频率越高,EMI引起干扰问题的概率就越大。
在ESD对敏感电子系统的影响的情况下,它可以在这些单元中引起扰动、烧坏和闭锁。
(2)高功率电磁脉冲效应-高功率电磁源可以完全破坏电气和电子设备的功能。
例如,一个HNEMP装置在美国大气层上空爆炸可以完全使整个美国大陆的基础设施瘫痪。IEMI、HPM、e -炸弹和EMP大炮可用于使特定地点的电子系统瘫痪。
(3)电力主系统上存在的电能质量失真和传输会影响供电设备的正常运行。像电涌这样的传输能够破坏接口电子电路。EFTs会引起电子电路紊乱。
(4)铁路和公共交通系统有一个主要的电磁干扰来源,那就是运输和铁路发动机的推进系统,它在高电压、电流和磁场水平下运行。众所周知,它们会立即影响位于铁路或公共交通系统附近的其他包含敏感电气设备的设施。这些推进系统已经有电磁干扰相关的问题与他们的系统的其他元素。列车控制电子设备可能会受到电磁干扰源的影响,如第三轨和其他宽带频率电弧源,如果他们没有足够的电磁兼容设计。
(5)医疗设备设施来源包括患者监护系统
它们很容易受到电磁干扰的影响。他们监测到的人体信号非常微弱。它们以微伏和微安为单位进行测量。其他易受EMI影响的设备包括助听器、无线患者监护系统、磁共振成像系统、植入式心血管设备、药物泵和便携式诊断仪表。随着新技术的发展和快速进入市场,这个名单将会越来越长。
结论
随着新设备和新技术进入市场,许多设备在较低的功率水平和较高的频率下运行,这将使这些设备更容易受到EMI影响。这也将增加电磁环境中电磁干扰源的数量。产品的功能安全(由电磁干扰引起的产品操作故障造成的危险)越来越受到关注。在评估电气和电子产品和系统的可靠性和质量保证状态时,电磁干扰因素是必须考虑的重要因素。
幸运的是,随着电磁环境密度的增加,全球统一的电磁兼容法规认证遵从性要求的稳步发展,导致新一代安全隐患及其相关安全风险的增加最小化。EMC工程师的职责是确保市场上的电气和电子产品是安全的,并满足其EMC设计要求。
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