電源噪聲

電源噪聲是電磁干擾的一種,其傳導噪聲的頻譜大致為10kHz~30MHz,最高可達150MHz。電源噪聲,特別是瞬態噪聲干擾,其上升速度快、持續時間短、電壓振幅度高、隨機性強,對微機和數字電路易產生嚴重干擾。

基本介紹

  • 中文名:電源噪聲
  • 簡介:電磁干擾的一種
  • 頻譜大致為:10kHz~30MHz
  • 最高可達:150MHz
  • 特點:上升速度快、持續時間短
分類,常見的電源噪聲及解決方案,

分類

根據傳播方向的不同,分為兩類:
1.從電源進線引入的外界干擾;
2.由電子設備產生並經電源線傳導出去的噪聲。
從形成特點看,噪聲干擾分為串模干擾和共模干擾兩種:
1.串模干擾是兩條電源線之間(簡稱線對線)的噪聲;
2.共模干擾則是兩條電源線對大地(簡稱線對地)的噪聲。

常見的電源噪聲及解決方案

1.電壓的變化範圍過大
電網供電不足,供電部門採取降壓供電,或地處偏遠地帶,損耗過多,導致 電壓偏低。電網用電太少,導致電壓偏高電壓低負載不能正常工作,電壓太高, 負載使用壽命縮短,或將負載燒毀。
2.波形失真(或稱諧波Waveform Distortion)
普遍的波形失真指標準電源波形的多種諧波。電網諧波產生的原因是整流 器、UPS 電源、電子調速裝備、螢光燈系統、計算機、微波爐、節能燈、調光器 等電力電子設備和電器設備中開關電源的使用或二次電源本身自身產生。 諧波對公用電網的危害主要包括:
1)使公用電網中的元件產生附加的諧波損耗,降低了發電、輸變電設備的 效率,大量的3 次諧波流過中性線時,會引起線路過熱甚至發生火災;
2)影響各種電氣設備的正常工作,除了引起附加損耗外,還可使電機產生 機械振動、噪聲和過電壓,使變壓器局部嚴重過熱,使電容器、電纜等設備過熱、 絕緣老化、壽命縮短,以致損壞;
3)會引起公用電網中局部並聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放大,使前述 的危害大大增加,甚至引起嚴重事故;
4)會導致繼電保護和自動裝置誤動作,並使電氣測量儀表計量不準確;
5)會對鄰近的通信系統產生干擾,輕者產生噪聲,降低通信質量,重者導 致信息丟失,使通信系統無法正常工作。
3.突波(或稱電涌Power Surges)
指在瞬間內(數毫秒間)輸出電壓有效值高於額定值110%,持續時間達一 個或數個周期。是破壞精密電子設備的主要元兇。除受到雷擊產生外另外主要是 由於在電網上連線的大型電氣設備關機開機時,電網因突然卸載而產生的高壓。 電涌的危害:計算機技術發展,多層、超規模的集層晶片,電路密集,趨向是集成度 更高、元器件間隙更小、導線更細。幾年前,一平方厘米的計算機晶片有2,000 個電晶體,而如今的奔騰機則超過10,000,000 個。從而增加了計算機受電涌損壞的 機率。由於計算機的設計和結構決定了它應在特定的電壓範圍內工作。當電涌超 出計算機能承受的水平時,計算機將出現數據亂碼,晶片被損壞,部件提前老化, 這些症狀包括:出乎預料的數據錯誤,接收/輸送數據的失敗,丟失文檔,工作 失常,經常需要維修,原因不明的故障和硬體問題等等。雷電電涌遠遠超出了計 算機和其它電氣設備所能承受的水平,絕大多數情況下,造成計算機和其它電器 設備的當即毀壞,或數據的永遠丟失。即使是一個20 馬力的小型感應式發動機 的啟動或關閉也會產生3,000-5,000 伏的電涌,使和它共用同一配電箱的計算機 在每一次電涌中都會受到損壞或干擾,這種電涌的次數非常頻繁。
4.尖波(或高壓尖脈衝Spikes)
指峰值達6000V,持續時間從萬分之一秒至二分之一周期(10ms)的電壓。 這主要是由於雷擊、電弧入電、靜態放電或大型電氣設備的開關操作而產生。 危害:
在煉鋼廠、軋鋼廠或者大量使用晶閘管設備、電火花設備、電力機車等地方, 這種尖峰干擾為害尤厲。其幅度大的可達數百伏甚至上千伏,而脈寬一般為μS 數量級。雷電也常以尖峰脈衝方式入侵。尖峰脈衝幅度很大時,會破壞工控機開 關電源輸入濾波器、整流器甚至主振管。再加之其頻譜很寬,也會竄入計算機造 成干擾。

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