Помехи

Радиочастотные помехи (RFI)

Что такое радиочастотные помехи?

Радиочастотные помехи (RFI) — это передача или излучение электрического шума или радиочастотной энергии, производимых электрическим и электронным оборудованием. Это создаёт помехи в работе находящегося поблизости оборудования или тех, которые подключены к той же системе электропитания.

Радиочастотные помехи обычно возникают из-за образования электрической дуги либо от переключателей, SCR, реле, двигателей и незакреплённых соединений, либо от цепей с электрическим уровнем шума, таких как источники питания и ИБП. Другие источники RFI включают промышленные элементы управления, электронные принтеры, медицинские приборы и многое другое.

Два распространенных типа RFI

Излучаемые RFI, которые излучаются непосредственно оборудованием в окружающую среду.
Проводимые RFI – они попадают в системы электропитания переменного тока при проводимости изнутри оборудования. Радиочастотные помехи проходят через шнур питания, а затем попадают в систему электропроводки переменного тока и в большинстве случаев влияют на другое оборудование, подключенное к той же электросети.

Частота RFI варьируется от 30 МГц до 1 ГГц для излучаемого сигнала и от 10 кГц до 30 МГц для проводимого RFI.

Радиочастотные помехи в линиях электропередачи могут быть в любом из двух режимов:

Симметричный или дифференциальный режим, присутствующий между линиями связи
Асимметричный или синфазный шум, который присутствует между линией и землёй

Влияние RFI на электрические системы

Сигналы RFI нежелательны, поскольку они ухудшают производительность электронных схем и оборудования. В частности, они могут увеличивать частоту ошибок, приводить к потере данных в системах передачи данных или приводить к неправильным измерениям электрических сигналов.

Снижение RFI в электрических системах

Существуют нормативные требования, регулирующие максимальное количество помех, которые должно излучать электронное оборудование. Однако оборудование, не поддерживающее RFI, невозможно, и лучшее, что может сделать проектировщик, — это контролировать и ограничивать RFI, тем самым предотвращая его создание помех для другого находящегося поблизости оборудования или тех, кто использует одни и те же линии электропередачи.

Производителям следует защищать своё оборудование от помех, создаваемых другим оборудованием, подключенным к тому же источнику питания, или от тех, которые находятся в непосредственной близости. Кроме того, они должны предотвращать воздействие помех, исходящих от их оборудования, на близлежащее оборудование или на те, которые подключены к одной энергосистеме.

Экранирование является одним из распространённых и эффективных методов, минимизирующих воздействие излучаемых RFI. Проводимые RFI уменьшаются с помощью фильтров линии электропередачи, которые подавляют проводимые помехи, выходящие из оборудования. Линейные фильтры также предотвращают поступление RFI.

Такие методы проектирования, как использование фильтров RFI на входе электронного оборудования, помогают минимизировать поступающие помехи, а также предотвращают их возвращение в системы электроснабжения через код питания. Фильтр RFI состоит из сети пассивных компонентов в виде двойного фильтра нижних частот. Это ослабляет сигналы RFI, улавливая их и предотвращая попадание сигналов на оборудование или их выход из него.

Рис. 1. Синфазный линейный фильтр

Типичный фильтр состоит из бифилярного дросселя, похожего на трансформатор, и двух параллельно соединённых конденсаторов. Дроссель фильтрует высокочастотные компоненты и предотвращает попадание высоких частот либо в источник питания, либо из источника питания в линии электропередачи переменного тока. Конденсаторы переводят радиочастоты в общий режим, в то время как дроссель обеспечивает последовательное сопротивление, которое блокирует прохождение высокочастотных сигналов.

Радиочастотная энергия в каждой из двух обмоток дросселя должна быть равной и противоположной, чтобы они компенсировались. Два конденсатора, один на входе, а другой на выходе, уравнивают две радиочастотные энергии, тем самым предотвращая состояние дисбаланса, которое в противном случае привело бы к усилению помех.

Существуют различные типы RFI-фильтров; некоторые из них встроены в блок питания, а другие являются внешними. Некоторые производители устанавливают фильтр внутри розетки переменного тока, как показано ниже.

Рис. 2. Фильтр RFI на входе переменного тока

Встроенный фильтр имеет стандартные размеры и обычно устанавливается на входе питания блока питания. Это гарантирует, что RFI не сможет попасть в блок питания или покинуть его.

Для источников питания, в которых не используется такой разъем с фильтром, производители часто включают компоненты фильтра на стороне первичной обмотки блока питания.

Вверх