电磁干扰及电磁相容导论

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1、電磁干擾及電磁相容導論陳金德錢嘉宏0電磁波緒論1電磁波特性電磁波傳播速度(c)=頻率(f)波長()c=3108m/secf:1/sec:m(公尺)振幅:能量強度相位0~22輻射種類輻射是能量傳播的一種方式，例如：太陽光、燈光、熱等都是輻射。廣義的輻射依能量的不同，可分為非游離輻射與游離輻射.非游離輻射的能量較低，如太陽光、微波及無線電波游離輻射的能量較高（約大於12.4KeV）可將物質游離產生荷電的正負離子包括粒子輻射（如α、β、中子等)及電磁輻射(如X-射線、γ-射線）。其中α粒子是氦核帶正電、β電子帶負電；中子、X-射線及γ-射線則不帶電。3電磁波頻譜4電

2、場與磁場電場E磁場H1.由電壓造成檯燈插上電源但開關是off,此時由電壓產生電場。2.量測單位:伏特/米(V/m)或仟伏/米(kV/m)1kV=1000V3.很容易防護只要外接物體即可消除(如樹木或建築物)4.電場強度隨著離電源距離的增加而降低1.由電流流動所造成檯燈插上電源開關是on,此時流動的電流產生磁場。2.量測單位:高斯(G,gauss)或特斯拉(T,tesla)1milligauss(mG)=0.1microtesla(µT)milli(m):千分之一micro(µ):百萬分之一3.不易借由其它物體防護消除4.磁場強度隨著離電源距離的增加而降低5輻射近場與遠場

3、6輻射天線之空間輻射電磁場強度估算公式E=√30GP/rH=E/377B=μ0HP:為天線輸出功率，單位為Wr:為量測點與輻射天線間之距離，單位為mG:為輻射天線增益(Gain)；偶極性天線，其值約為1.5〜1.6B:為磁通密度，單位為特斯拉(Tesla),1Tesla=10,000高斯(Guass,G)μ0:為空氣磁化係數，其值為4π*10-7H/m7空間射頻輻射電磁場功率密度估算公式1.已知空間射頻輻射電場強度E(V/m)者功率密度Pd=E2/377W/m2，與電場強度平方成正比2.已知空間射頻輻射磁場強度H(A/m)或磁通密度B(Tesla)者功率密度Pd=3

4、77*H2=377*(B/μ0)2W/m2，與磁場強度或磁通密度平方成正比8導線電流產生周圍磁通密度之估算公式(1)帶有電流之單一長導線Ir距離導線r公尺之磁通密度(B)=μ0I/(2πr)Tesla，與距離成反比若導線電流為1安培則距離導線10公分之磁通密度為20毫高斯(mG)距離導線1公尺之磁通密度為2毫高斯(mG).9導線電流產生周圍磁通密度之估算公式(2)帶有電流之雙長導線，且各導線電流大小相同但方向相反，如一般設備之電源線IdIr兩導線距離d公尺，若r»d，每一導線所產生之磁場方向相反而抵消，則距離導線r公尺之磁通密度(B)=μ0Id/(2πr2)Tesl

5、a，與距離平方成反比若導線電流為1安培，兩導線相距2公分則距離導線10公分之磁通密度為4.0毫高斯(mG)距離導線1公尺之磁通密度為0.04毫高斯(mG)10電磁場屏蔽策略靜磁場屏蔽靜電場屏蔽---使用良好導體材料(即導電係數σ很大)，如銅、鋁等，即可達到幾乎完全屏蔽效果低頻磁場(或準靜磁場)屏蔽低頻電場(或準靜電場)屏蔽高頻遠場平面輻射電磁場(PlaneEMField)屏蔽11靜磁場屏蔽12.仍以磁性材料為主要屏蔽材料.使用非磁性導體作為屏蔽材料，會在導體表面感應電流而形成反向磁場，抵消原先磁場一部份；此反向磁場大小會隨頻率增加而增加，增強屏蔽效果。同時若此屏蔽材

6、料距離低頻磁場源愈遠，屏蔽效果愈大.基本上，低頻率之低波阻抗(LowWaveImpedance)磁場很難使用屏蔽材料來達到屏蔽效果低頻磁場(或準靜磁場)屏蔽13低頻電場(或準靜電場)屏蔽14高頻遠場平面輻射電磁場(PlaneEMField)屏蔽15電磁相容16電磁相容工作環境17電磁相容相關名詞釋義1.電磁相容(ElectroMagneticCompatibility,EMC)的定義某一設備或系統，或很多設備同時運作時，在電磁環境中滿足其操作性能而不致產生難以承受環境中電磁干擾的能力。2.電磁干擾((ElectroMagneticInterference,EMI)的定義

7、某一設備或系統在操作過程中，出現不利於其他電子設備或系統運作功能的訊號，而此訊號是不想要的且是無意義的。3.電磁感受性(ElectroMagneticSusceptibility,EMS)的定義裝置、設備或系統不會因周圍電磁干擾而產生性能劣化的能力。4.劣化的定義設備或系統之操作性能因電磁干擾而產生不期望的改變。劣化不表示故障或完全之毀壞。18EMI及EMS之定義從電源線跑出從散熱孔跑出從輸入/輸出信號線跑出從儀表板跑出從未作電磁防護的機殼跑出EMIEMS從電源線跑入從散熱孔跑入從輸入/輸出信號線跑入從儀表板跑入從未作電磁防護的機殼跑入1