Обзор современных устройств фильтрации и защиты от кондуктивных электромагнитных помех в радиоэлектронных системах

DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-4-31-46

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Выполнен обзор и сравнительный анализ актуальных устройств фильтрации и подавления электромагнитных кондуктивных помех, предназначенных для защиты современных радиоэлектронных систем (РЭС). Кратко изложены преимущества и недостатки рассмотренных устройств и прототипов. Указаны основные элементы и особенности применения, а также приведены примеры экспериментальной и практической реализации.

Ключевые слова: устройства защиты, дифференциальный режим, синфазный режим, электромагнитные помехи, кондуктивные помехи, электромагнитная совместимость

Сведения о финансировании: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-01216, https://rscf.ru/project/23-79-01216/ в ТУСУРе.

Библиография статьи:
Лакоза А. М. Обзор современных устройств фильтрации и защиты от кондуктивных электромагнитных помех в радиоэлектронных системах / А. М. Лакоза // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2024. – Т. 27, № 4. – С. 31–46. DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-4-31-46

Авторы и правообладатели:

  • Лакоза А. М. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

  • 1. Заболоцкий А.М. Электромагнитная совместимость: модальные технологии: учеб. пособие / А.М. Заболоцкий, Т.Р. Газизов. – Томск: ТУСУР, 2018. – 132 с.
  • 2. Гурина Л.А. Электромагнитные помехи и методы защиты от них: учеб. пособие / Л.А. Гурина. – Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2006. – 105 с.
  • 3. Кечиев Л.Н. Зарубежные военные стандарты в области ЭМС / Л.Н. Кечиев, Н.В. Балюк. – М.: Грифон, 2014. – 448 с.
  • 4. Кечиев Л.Н. Экранирование радиоэлектронной аппаратуры: инженерное пособие. – М.: Грифон, 2019. – 720 с.
  • 5. Ott H.W. Electromagnetic compatibility engineering. – New York: Wiley, 2009. – 843 p.
  • 6. Куликова Л.В. Основы электромагнитной совместимости: учеб. / Л.В. Куликова, О.К. Никольский, А.А. Сошников. – 4-е изд., стер. – М.: Директ-Медиа, 2020. – 405 с.
  • 7. Абдулвелеев И.Р. Электромагнитная совместимость электротехнических систем: учеб. пособие. – Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2023. – 84 с.
  • 8. Стукалов С.Б. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных систем: учеб. пособие. – Воронеж: ООО «МИР», 2019. – 64 с.
  • 9. Fuchs E. Power Quality in Power Systems, Electrical Machines, and Power-Electronic Drives / E. Fuchs, M. Masoum. – San Diego: Academic Press/Elsevier, 2023. – 1282 p.
  • 10. ГОСТ Р 32132.3–2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Низковольтные источники питания постоянного тока. Требования и методы испытаний. – М.: Стандартинформ, 2014. – 34 с.
  • 11. Rohde & Schwarz; Кондуктивные помехи в преобразователях постоянного тока – моделирование и измерение [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rohde-schwarz.com/cac/applications/-applicationcard_56279-1125376.html, свободный (дата обращения: 15.08.2024).
  • 12. ГОСТ CISPR 24–2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование информационных технологий. Устойчивость к электромагнитным помехам. Требования и методы испытаний. – М.: Стандартинформ, 2013. – 40 с.
  • 13. ГОСТ CISPR 14-1–2015. Электромагнитная совместимость. Требования для бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных аппаратов. – Ч. 1: Электромагнитная эмиссия. – М.: Стандартинформ, 2016. – 65 с.
  • 14. Газизов Т.Р. Основы электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТУСУР, 2022. – 138 с.
  • 15. Mainali K. Conducted EMI mitigation techniques for switch-mode power converters: A survey / K. Mainali, R. Oruganti // IEEE Trans. Power Electron. – 2010. – Vol. 25, No. 9. – P. 2344–2356.
  • 16. Narayanasamy B. A survey of active EMI filters for conducted EMI noise reduction in power electronic converters / B. Narayanasamy, F. Luo // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2019. – Vol. 61, No. 6. – P. 2040–2049.
  • 17. EMI фильтры Murata [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kit-e.ru/emi-filtry-murata/, свободный (дата обращения: 15.11.2024).
  • 18. Подавление помех с помощью фильтров EMIFIL. Руководство по применению [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.platan.ru/docs/library/Murata_EMI_examples.pdf, свободный (дата обращения: 15.11.2024).
  • 19. ЭМС-фильтры TDK-EPCOS [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://old.ferrite.ru/products/emc_components/, свободный (дата обращения: 14.11.2024).
  • 20. Входные и выходные EMI фильтры POWTECH [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://olil.ru/product/vhodnye-i-vyhodnye-emi-filtry-powtech/, свободный (дата обращения: 15.11.2024).
  • 21. CW4L2 ЭМИ фильтры. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://darxton.ru/files/_misc/f1a/f1a3790d-cf5f-11eb-8e3d-000c29fafacd.pdf, свободный (дата обращения: 13.11.2024).
  • 22. Горин А. Способы уменьшения электромагнитных помех // Электромагнитная совместимость в электронике. – 2021. – С. 1–4 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://emc-e.ru/wp-content/uploads/04157.pdf, свободный (дата обращения: 13.11.2024).
  • 23. Костелецкий В.П. Обзор гибридных фильтров для защиты радиоэлектронных средств от кондуктивных помех // Доклады ТУСУР. – 2022. – № 1 (25). – С. 37–47.
  • 24. Гореев А. Защита от кондуктивных помех с помощью фильтров EPCOS // Силовая электроника. – 2016. – № 1. – С. 7–12.
  • 25. Собко А.А. Обзор пассивных устройств подавления кондуктивных электромагнитных помех // Электронные средства и системы управления: матер. докладов междунар. науч.-практ. конф. – Томск: ТУСУР, 2018. – № 1–1. – C. 304–308.
  • 26. Di Piazza M.C. EMI reduction in DC-fed electric drives by active common-mode compensator / M.C. Di Piazza, M. Luna, G. Vitale // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2014. – Vol. 56, No 5. – P. 1067–1076.
  • 27. Никитин М. Компактные EMI-фильтры SynQor для гражданских и военных применений // Электронные компоненты. – 2011. – № 2. – С. 12–17.
  • 28. Жданкин В. Модули фильтрации и защиты от перенапряжений для питающих сетей постоянного тока // Современная электроника. – 2014. – № 2. – С. 34–39.
  • 29. MIL-STD-461F–2007. Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rfimmunity.com/wp-content/uploads/2017/04/MIL-STD-461F.pdf, свободный (дата обращения: 14.11.2024).
  • 30. Патент № 2 746 260 РФ, МПК H02J 3/01. Конденсаторная батарея-фильтр: № 2020133096: заявл. 08.10.20: опубл. 12.04.21 / Джус И.Н. – 4 с.
  • 31. Патент № 193304 РФ, МПК H05B 37/02. Фильтр входной помехоподавляющий: № 2019108074: заявл. 21.03.19: опубл. 23.10.19 / Моргунов Д.Н., Машков С.В., Васильев С.И. – 1 с.
  • 32. ГОСТ 30805.22–2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование информационных технологий. Радиопомехи индустриальные. Нормы и методы измерений. – М.: Стандартинформ, 2014. – 64 с.
  • 33. Патент № 2 741 069 РФ, МПК H02H 9/04. Индуктивно-емкостный фильтр: № 2020113962: заявл. 03.04.20: опубл. 22.01.21 / Борисенко Д.Н., Жохов А.А., Редькин Б.С. – 7 с.
  • 34. Патент № 2 658 905 РФ, МПК H02M 1/12. Синфазный фильтр импульсного преобразователя: № 2017 119918: заявл. 07.06.17: опубл. 26.06.18 / Джус И.Н. – 5 с.
  • 35. Патент № 202413 РФ, МПК H03H 7/00. Помехоподавляющий фильтр переменного тока в модульном исполнении: № 2020138741: заявл. 26.11.20: опубл. 17.02.21 / Лепеха Ю.П. – 6 с.
  • 36. Патент № 202390 РФ, МПК H03H 7/00. Помехоподавляющий фильтр постоянного тока в модульном исполнении: № 2020138739: заявл. 26.11.20: опубл. 16.02.21 / Лепеха Ю.П. – 6 с.
  • 37. Костелецкий В.П. Двухкаскадный экранированный модальный фильтр для работы в дифференциальном и синфазном режимах / В.П. Костелецкий, А.М. Заболоцкий, А.М. Лакоза // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). – 2021. – № 4. – С. 127–133.
  • 38. Gazizov T.R. New approach to EMC protection / T.R. Gazizov, A.M. Zabolotsky // The 18th International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility. – Munich, Germany, 2007. – P. 273–276.
  • 39. Патент № 2 749 558 РФ, МПК H02G 5/02. Способ изготовления линии электропередачи со спиральным поперечным сечением и устройство на его основе: № 2020 131977: заявл. 29.09.20: опубл. 15.06.21 / Комнатнов М.Е., Газизов Т.Р., Николаев И.И., Демаков А.В., Дроздова А.А. – 17 с.
  • 40. Патент № 194412 РФ, МПК H01B 11/10. Помехоподавляющий кабель: № 2019135718: заявл. 07.11.19: опубл. 11.12.19 / Баранов И.А., Петров С.Н. – 1 с.
  • 41. Патент № 2822924 РФ, МПК H02G 5/06, H01R 4/58, H02B 1/20. Помехозащищенная силовая шина электропитания: № 2024103349: заявл. 12.02.2024: опубл. 16.07.2024 / Комнатнов М.Е., Дроздова А.А., Николаев И.И., Газизов Т.Р. – 14 с.
  • 42. Krzikalla R. Interdigital microstrip filters as protection devices against ultrawideband pulses / R. Krzikalla, T. Weber, J.L. Ter Haseborg // IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. – Istanbul, Turkey. May 11–16. – 2003. – Vol. 2. – P. 1313–1316.
  • 43. Патент № 2817634 РФ, МПК H04B 15/02, H01P 1/04, H01P 11/00. Способ компоновки дифференциальной пары для цепей с модальным резервированием на основе зеркально-симметричной полосковой структуры: № 2023 125759: заявл. 09.10.2023: опубл. 17.04.2024 / Заболоцкий А.М., Власов С.В., Жечев Е.С. – 9 с.
  • 44. Патент № 2823269 РФ, МПК H01P 3/08, H04B 15/02. Полосковая структура с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов в синфазном и дифференциальном режимах: № 2024101988: заявл. 27.01.2024: опубл. 22.07.2024 / Костелецкий В.П., Лакоза А.М., Заболоцкий А.М., Нестеренко А.К. – 8 с.
  • 45. Источник и классификация фильтров электромагнитных помех [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.emcdorexs.com/ru/source-and-classification-of-emi-filters.html, свободный (дата обращения: 15.11.2024).
  • 46. Бутырина В.С. Актуальность применения пассивных фильтров в системе электроснабжения / В.С. Бутырина, П.А. Федосеева // Вестник науки. – 2022. – № 11 (56). – С. 288–292.
  • 47. Подавление помех с помощью фильтров EMIFIL. Цифровая аппаратура [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.platan.ru/docs/library/Murata_EMI.pdf, свободный (дата обращения: 12.11.2024).
  • 48. Харлов Н.Н. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 207 с.
  • 49. Недостатки простых EMI-фильтров [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://russianelectronics.ru/files/60475/ek2012-06_42-45.pdf, свободный (дата обращения: 12.11.2024).
  • 50. Дормидошина Д.А. Система управления надежностью на стадиях жизненного цикла электронной компонентной базы // Радиоэлектронная отрасль: проблемы и их решения. – 2024. – № 15. – С. 36–40.
  • 51. Маскираторы побочных электромагнитных излучений и наводок «Маис-М1», «Маис-М2» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rnt.ru/ru/production/detail.php?ID=21, свободный (дата обращения: 14.11.2024).
  • 52. Газизов Т.Р. Электромагнитная совместимость и безопасность радиоэлектронной аппаратуры: учеб. пособие. – Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. – 256 с.
  • 53. Стандарты электромагнитных помех [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://m.antpedia.com/standard/sp/ru/19999.html, свободный (дата обращения: 14.11.2024).
  • 54. Stripline vs Microstrip Differences in Design and Signal Integrity [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.pcbtok.com/stripline-vs-microstrip/, свободный (дата обращения: 4.11.2024).
  • 55. Защита от помех в линиях связи. Практика проектирования и монтажа ИСБ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://lib.secuteck.ru/articles2/inegr_sistemy/zashita-ot-pomeh-v-liniyah-svyazi, свободный (дата обращения: 4.11.2024).
  • 56. Ивко А. Экранирование радиоэлектронной аппаратуры как метод обеспечения электромагнитной совместимости // Силовая электроника. – 2015. – № 4. – С. 24–27.
  • 57. Экранирующие корпуса для электронных устройств [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.cta.ru/articles/cta/spravochnik/v-zapisnuyu-knizhku-inzhenera/125325/, свободный (дата обращения: 4.11.2024).
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru