Для количественной оценки излучаемых помех в литературе используется понятие «полное сопротивление поля». Трактуется оно следующим образом. Излучаемая помеха образована перпендикулярными электрическим и магнитным полями с напряженно-стями Е и Н соответственно. Эти напряженности являются векторными величинами, которые одновременно характеризуются амплитудой и направлением. Их отношение называют полным сопротивлением поля. Вблизи излучающего элемента наблюдаются следующие зависимости: напряженность электрического поля Е пропорциональна напряжению цепи U, напрялсенность магнитного поля Н пропорциональна току цепи /, полное сопротивление поля Е/Н пропорционально полному сопротивлению цепи. По мере удаления

от излучающего элемента и приближения расстояния к значению 1/2л (где Я - длина волны) отношение Е/Н стремится к 377 Ом (рис. 1.93). При расстоянии до излучающего элемента, меньшем Х/2л, используется термин ближнее поле, при большем расстоянии - термин удаленное поле.

Если излучающая цепь имеет полное сопротивление более 377 Ом, то превалировать будет электрическое поле. Если полное сопротивление излучающей цепи менее 377 Ом, то поле будет, в основном, магнитным.

Помехи, создаваемые выходными цепями ВИЭП, отличаются от помех низковольтных источников. Так, у низковольтных ИЭП диапазон частот излучаемых помех заключен между 160 кГц и 10 МГц. Поля, близкие к этому диапазону частот, имеют значения от нескольких десятков метров до нескольких десятков сантиметров. Таким образом, электромагнитные помехи в этом случае заключены в области ближнего поля и для их снижения эффективным является применение индуктивности в составе фильтра.

Для высоковольтных ИЭП малой мощности (например, индикаторных устройств) характерны малые выходные токи, поэтому создаваемые ими помехи определяются, в основном, значением напряжения и находятся в области удаленного поля. Снижение таких помех может быть эффективно осуществлено при помощи емкостного или резистивно-емкостного фильтра.

В высоковольтных устройствах большой мощности (на десятки и сотни киловатт), характеризующихся сравнительно большими токами, применяются индуктивно-емкостные фильтры.

Помехи в систему электроснабжения со стороны высоковольтного ИЭП создаются, в основном, входной (низковольтный) ча-

Рис. 1.93. Полное сопротивление поля в зависимости от расстояния до излучающего элемента

стью его схемы. Помехи в нагрузку создаются в большей степени высоковольтной частью схемы.

Рассмотрим помехи, передаваемые высоковольтными ИЭП в систему электроснабжения. Входная часть схемы может быть одинаковой у высоковольтных ИЭП различного назначения при близких значениях мощности и достаточно широком диапазоне выходных напряжений. Она может быть реализована по известным схемам, в том числе с бестрансформаторным входом. Если принять, что входная часть схемы ВИЭП с ППЧ заканчивается выводами первичной (низковольтной) обмотки трансформатора, то процессы в этой части схемы ВИЭП имеют много общего с процессами в схеме низковольтного ИЭП. Рекомендации по снижению таких помех могут быть общими для ИЭП с различным выходным потенциалом.

Оценим наиболее характерные схемы ИЭП, приведенные на рис. 1.14, 1.19... 1.21, с точки зрения электромагнитной совместимости. Однотактная схема на рис. 1.14 обычно применяется в устройствах малой мощности (до нескольких десятков ватт). Увеличение выходной мощности приводит к возрастанию помех и, следовательно, к необходимости увеличения размеров сглаживающего фильтра. Двухтактный преобразователь со средней точкой трансформатора (рис. 1.19) имеет меньший размер сглаживающего фильтра, но напряжение на переключающих транзисторах достигает значения 2[/вх, что приводит к усилению электрического поля. Полумостовой преобразователь с емкостным делителем на входе (рис. 1.20) является распространенным источником электропитания. Недостаток схемы может проявиться в том, чтто несимметрия сети электроснабжения приведет к различию напряжений на конденсаторах делителя. В результате возникнет пульсация напряжения на нагрузке, что в свою очередь приведет к необходимости увеличения фильтра для подавления пульсаций.

На рис. 1.94 показан спектральный состав радиопомех в систему электроснабжения со стороны источника электропитания, выполненного без помехоподавляющего фильтра и с ним. При отсутствии на входе источника электропитания помехоподавляющего фильтра уровни радиопомех в систему электроснабжения (линии 2...4) превышают нормы [4] (линия /) и составляют 100... ИОдБ в диапазоне 0,15 ... 0,5 МГц. При установке помехоподавляющего фильтра на входе источника электропитания максимальный уровень радиопомех (линия 5) снижается до 60 дБ.

По результатам эксперимента можно заключить, что уровень радиопомех в систему электроснабжения определяется, в основном, работой транзисторов преобразователей. Снижение их осуществляется установкой помехоподавляющего фильтра на входе Источника электропитания и ограничением скорости изменения тока в коллекторных цепях транзисторов. Последнее достигается введением в цепь коллектора индуктивности, применением схем с Токовым входом и схем со ступенчатым изменением напряжения.

Напряжение импульсной помехи в существенной мере опреде-4-90 <37

ляется конструктивным исполнением инвертора. При высокой ско рости изменения тока, протекающего через транзистор, на уровен помех оказывает влияние значение емкости, образованной кол /[ектором транзистора и охлаждающим его радиатором, которы

80 ВО W -20-

0.15 0,25 015 1 1,5 Ъ S 10 f,Mru,

Рис. 1.94. Уровни радиопомех, генерируемых в систему электроснабжения:

i - нормы радиопомех [4]; 2-4 - уровни радиопомех при отсутствии входного фильтра; 5 - уровни радиопомех прн наличии входного фильтра

обычно соединен с корпусом. Если транзистор электрически изо лирован от радиатора тонкой прокладкой (например, слюдой тол щиной 0,1... 0,15 мм), то емкость между коллектором транзисто ра и радиатором (соединенным с корпусом или «землей») може достигать 150 пФ. Снизить паразитную емкость можно увеличени ем толщины изоляционной прокладки, но при этом существенн!-ухудшается тепловой режим транзистора. Для устранения указан ного недостатка рекомендуется конструктивное решение, показан иое на рис. 1.95, где транзистор 1 крепится к радиатору 4 чере изолирующую шайбу 2. Пространство между транзистором и ра диатором заполняется теплопроводной пастой (например, марк; КПТ-8) или теплопроводным клеем 3. Применение изолирующе! шайбы из окиси бериллия или прокладки из теплопроводной ре ЗИНЫ при расстоянии между транзистором и радиатором 2 мм пс зволяет снизить паразитную емкость до 15 ... 20 пФ.

Помехи на выходе высоковольтного ИЭП определяются, в ос новном, конструкцией трансформатора (его полем рассеяния, пара зитной емкостью), схемой выпрямления и выходным фильтpo -Так же, как и в низковольтной части схемы, уровень помех за висит от взаимного расположения токоведущих частей схемы различными уровнями и качеством электроэнергии.

Для ослабления поля помех, создаваемых трансформаторок". применяют его экранирование. Для изготовления экрана с высс-