[发明专利]高频电路空间电磁辐射特性分析与预估方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是对电子电路测定电路参数分析和预估电路近场辐射特性的方法，具体说是基于电流测量的高频电路空间电磁辐射特性分析与预估方法，为辐射性电磁干扰(EMI)噪声的机理判断以及抑制提供前提，属于电磁兼容技术领域。

背景技术

现代电力电子产品正面向微型化、智能化，系统的设计也越来越复杂，加上电力电子设备中开关元件的高速开关产生的系统寄生参数，致使设备遭受传导性干扰和辐射型干扰愈加严重，而且对系统抗电磁干扰能力的要求越来越高。因而，为了节省开发时间，节约开发费用，对产品电路空间电磁辐射特性研究是必不可少的。

目前电磁兼容标准是产品市场准入的强制性标准，电气与电子产品无论在国内还是国际市场销售，都必须达到相应的EMC标准才可以在市场上销售。因此，电磁干扰(EMI)噪声发射的测量和抑制是电气与电子设备设计和制造过程中必需考虑的一个重要问题，目前对近场电磁辐射特性的测定通常使用近场电磁场测量的方法，其中，“EMSCAN”系统是市面上比较流行的近场电磁辐射测量系统，它主要是利用探头或者探头阵列对整个电路板进行扫描，并记录下探测由于高频电流发生变化而引起的电磁场的变化，而提供出电磁场在PCB上空间分布的视觉图像。然而此类仪器均较为昂贵，中小企业难以承受，而且此类系统只能给出场强大小的结果，而不能对电路的辐射特性(即共模辐射或差模辐射)给出推断，即不能对电路辐射干扰原因提出指导性建议，即不能由测量结果推断出电路空间电磁辐射是由共模或差模辐射引起的。另外，现有的辐射EMI测量装置都是基于电磁场测量的，可操作性不强，往往给测量的操作带来很大困扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种高频电路空间电磁辐射特性分析与预估方法。该方法直接测量电路的电流参数，通过电流参数分析电路中的共模或差模辐射干扰的相对强弱以及电路空间电磁场变化规律。

基于电路电流参数的高频电路电磁辐射诊断原理

如图1所示为高频电路中的辐射发射图，其中电路环路会引起类似于环状天线的辐射发射，而传输线缆会引起短直天线的辐射发射。图2是电路的共模辐射模型，共模辐射的场强公式为：

ECM=1.256×10-6Ifdlrsinθ---(1)]]>

图3所示为电路的差模辐射模型，差模辐射的场强公式为：

EDM=2.632×10-14f2IdSr---(2)]]>

从式(1)(2)可以看出差模辐射的最大值与频率的平方、环路面积和差模电流的大小成正比；共模辐射的最大值与频率、导线的长度和共模电流的大小成正比。因为电路中的辐射EMI噪声是由共模电流引起的，而且电路设计方案确定后频率f和环路(包括环路面积dS和导线长度dl)也随之确定，所以只要测量得到环路电流的大小就可以判断电路的电磁辐射中何种辐射比较强。

自由空间中电流导线的辐射电场计算公式为：