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浅析高压连接器电磁屏蔽测试(一)-电子发烧友网

发布时间:2022-04-25 15:53:50 阅读: 来源:异型管厂家
浅析高压连接器电磁屏蔽测试(一)-电子发烧友网

着迷于变化的电场和变化的磁场构成的那个不可分离的统一电磁场,本人苦研电磁场十数年,现着手整理各种学习心得,并以连载的形式刊出。望与业界同仁分享,交流学习、切磋技术。

2018年3月16日,慕尼黑电子展,我在罗森伯格展台拍下了这张有趣的照片。右侧的曲线飘忽不定,而左边则呈现出简单的线性关系。那时我还是BAUMANN Spring的员工,服务于新能源汽车高压连接器制造企业。当时罗森伯格技术专家奚斌宏先生驻台讲解,就这个现象我们畅聊了有个把小时。如今回想起来依然觉得是件很有意思的事情,对于这张照片中的奥妙,我早已了然。答案将在后面的连载中揭晓,各位看官还请耐心等待。

今天这期我先从电磁干扰谈起。本人自2014年正式由电力行业转战新能源汽车行业算起,国内大大小小的主机厂和连接器厂都有过接触,更深度参与了比亚迪的电磁屏蔽优化项目。随着碳化硅等新型半导体材料的逐渐商用,功率器件的工作频率不断攀升,整车电气平台的高压化,电磁干扰已越来越成为挑战。

国内对电磁屏蔽优化越来越重视,工程师们也亟待深入学习了解,但限于实际条件,可借鉴的经验其实不多,几个领军企业,更是作为独门绝技不示于众。因此,如何帮助罗森伯格客户,更准确地判断产品的电磁屏蔽层面的优劣,从而进一步优化目前的设计,已成为我及罗森伯格研发团队的工作与使命。

如何来评判电磁屏蔽的性能

上图截取自:

Anatoly Tsaliovich《Cable Shielding for Electromagnetic Compatibility》,描述的是电磁干扰源对被保护导体进行电磁干扰的物理过程示意图。大体分为以下几步:

电磁干扰源向外发散电磁波

电磁波在媒介中传播,遇到导体屏蔽层

在导体屏蔽层的外表面,电磁波会进行入射及反射,相关分量根据边界条件,解麦克斯韦方程组可得

电场分量和磁场分量,由屏蔽层外表面耦合到内表面,这个过程取决于屏蔽层的相关参数

电磁场由屏蔽层内表面穿出,与被保护导体进行耦合,产生感应电势,从而对其他相关电路形成干扰。

从上面我们可以看出,这是一个非常复杂的物理过程。如果我们从源头开始一步步计算,验证时也从源头开始一步步进行,从工程学角度,因为下述缺点而不适合企业。

复杂,对工程人员素质要求异常高

整个验证耗时,成本高

试验可重复性不高,受外界因素影响大

可喜的是,前人在多年的摸索与实践之后,业界提出了一个全新的理念,也就是我们现在经常提到的测量转移阻抗,基本电路图如下:

上图截自IEC标准,相关物理量的含义请见上图,具体不再赘述。

推论思路是:既然电磁干扰的最后一步是屏蔽层内表面的电磁波对被保护导体进行干扰,那么归根结底,内表面的电磁波怎么产生的?实际上它决定于屏蔽层内表面的感应电流I2,内表面的感应电流从何而来,来自于外表面的感应电流 I1,从而我们将电磁干扰,转化为感应电流 I1与被保护导体的场耦合,那么场耦合的严重程度由哪个指标来体现出来呢?那就是被保护导体的感应电压U2n 。同样的I1,如果U2n 越大,说明干扰越严重,说明屏蔽效果越差。

因此我们得出了一个关键的物理量----转移阻抗ZT

自此,我们后面的所有推演与研究,都是围绕着这个参数来展开。

持续连载,月度更新, 未完待续…

编辑:jq