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  • 發布時間:2020-07-06 10:29 原文鏈接: 醫療儀器設備中的EMC解決技巧(三)

    3 抑制干擾的技術

      3.1專用線路

      為了抑制儀器設備間的相互干擾,最簡單的方法是采用分相供電制。即:在三線供電線路中認定一相作為敏感設備的供電電源;一相作為外部設 備的供電電源;再一相作為常用測試儀器或其它輔助設備的供電電源。這種措施常應用在大型的醫療儀器設備供電系統。

      值得注意的是在現代醫用電子儀器設備系統中,由于配電線路中非線性負載的使用,造成線路中諧波電流的存在,而零序分量諧波在中線里不能相互抵消,反而疊 加,因此過于遷細的中線會造成線路阻抗的增加,干擾也將增加。

      3.2瞬變干擾抑制器

      氣體放電管:俗稱避雷管。優點是絕緣電阻高、寄生電容小、浪涌吸收能力強。缺點是對浪涌電壓的響應速度低。

      金屬氧化物壓敏電阻:壓敏電阻的主要參數是標稱電壓和通流容量。在使用時,壓敏電阻的電壓選擇要考慮被保護線路可能有的波動電壓,一般取1.2~1.4 倍。如果是交流電路,還要注意電壓的有效值與峰值間的關系。例如220V時其壓敏電阻的標稱電壓應是220×1.4×1.4=430V。前者因壓敏電阻對 瞬變干擾吸收時的高速性能級,引線越長感應電壓越大,后者因壓敏電阻的固有電容。

      硅瞬變電壓吸收二極管:TVS管又叫瞬態電壓抑制電路。當瞬態電壓保護二極管受到反向瞬態高能量沖擊時,以1×10-12s的速度,將其兩極間的高阻抗變 成低阻抗,吸收高達數千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個預定值,有效地保護了電子線路的敏感元件。具體又分為單向和雙向兩種。主要參數是擊穿電 壓、漏電流和電容。特點是響應時間快、浪涌吸收能力高、瞬態功率大、漏電流小、箝位電壓易控制、沒有損傷極限和體積小等。廣泛應用于醫療儀器設備的靜電, 電感性負載切換時產生的瞬變電壓,雷擊產生的過電壓保護。

      固體放電管:固體放電管的特點是響應速度快,吸收電流大、動作電壓穩定、使用壽命長。其工作原理是:當外界干擾低于觸發電壓時,放電管處于截止狀態;當干 擾電壓超出觸發電壓時,放電管工作在負阻區。此時電流極大,使干擾能量轉移。隨著干擾的減少,通過放電管的電流回落,當干擾電流低于維持電流時,放電管從 低阻區回到高阻區,完成~次放電過程。

      3.3電源線濾波器

      電源線濾波器安裝在電源與電子設備之間,主要起抑制電能傳輸中寄生的電磁干擾,提高設備工作可靠性的作用。常用的由無源集中參數構成的 單級線路。如圖1所示。圖中Cx為差模電容,起衰減差模干擾的作用。在220V交流電源中取為幾十~幾百nF,耐壓250VAC。Cy為共模電容,起衰減 共模干擾的作用。一般取1nf~4.7nf,耐壓3~6KVDC。L1、L2為共模電感,其電感量與通過電流的大小有關,對共模電流有很好的濾波效果。多 個電感串聯起來:對于要求較高的濾波器,可以將一個大電感分解成一個較大的電感和若干電感量不同的小電感,將這些電感串聯起來,可以使電感的帶寬擴展。但 這付出的代價是體積和成本。另外要注意與電容并聯同樣的問題,即引入了額外的串聯諧振點。諧振點上電感的阻抗很小。

      提高濾波器性能的措施:一是使用帶地線電感的濾波器。這樣可以抑制地線上的干擾。二是采用多級濾波器。三是濾波器與吸收器件組合使用。四是使用新型軟磁材 料。五是加接有耗元件。

      3.4隔離變壓器

      隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。都是利用電磁感應原理。隔離變壓器一般是指1:1的變壓器。由于次級不和地相連。次級任 一根線與地之間沒有電位差。使用安全。常用作維修電源。

      普通隔離變壓器:普通隔離變壓器在初級與次級間不設屏蔽層,它是通過輸入與輸出間的電隔離,從而解決公共地的問題。優點是對共模干擾有一定的抑制作用,其 大小可用初次級間的分布電容和設備對地分布電容的比值來估算。通常初次級間的分布電容為幾百Pf,設備對地分布電容為幾~幾十nF,因此共模干擾的衰減值 在 10~20倍左右。缺點是對共模干擾的抑制效果因繞組間的分布電容隨頻率升高而下降。

      帶屏蔽層的隔離變壓器:在變壓器初次級間增設屏蔽層,并將屏蔽層可靠接地,既可獲得較好的抑制共模干擾,也可利用屏蔽層抑制差模干擾。具體做法是將變壓器 屏蔽層接至初級的中線端。例如對50HZ工頻來說,由于初級與屏蔽層構成的容抗很高,仍可通過變壓器效應傳遞到次級,而未被衰減。對頻率較高的共模干擾, 由于初級與屏蔽層間容抗變小,使這部分干擾經由分布電容及屏蔽層與初級中線端的連線直接返回電網,而進入次級回路。

      超級隔離變壓器:隔離變壓器屬于安全電源,一般用來機器維修保養用起保護、防雷、濾波作用。 隔離變壓器是一種1/1的變壓器。初級單相220V,次級也是單相220V。或初級三相380V,次級也是三相380V。首先通常我們用的交流電源電壓一 根線和大地相連,另一根線與大地之間有220V的電位差。人接觸會產生觸電。而隔離變壓器的次級不與大地相連,它的任意兩線與大地之間沒有電位差。人接觸 任意一條線都不會發生觸電,這樣就比較安全。其次還有隔離變壓器的輸出端跟輸入端是完全“斷路”隔離的,這樣就有效的對變壓器的輸入端(電網供給的電源電 壓)起到了一個良好的過濾的作用。從而給用電設備提供了純凈的電源電壓

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