飛機(jī)電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS） EMC是一個復(fù)雜的問題。從飛機(jī)EMC的研究范疇而言，EMC的研究對象包括電磁干擾（EMI），靜電防護(hù)（ESD），雷擊防護(hù)（lightningprotection），高強(qiáng)度輻射場（HIRF），每個研究對象都被認(rèn)為與EWIS有關(guān)，且EWIS專業(yè)作為飛機(jī)設(shè)計(jì)單位的公共專業(yè)，其需求相關(guān)方幾乎涉及全部飛機(jī)專業(yè)，EWIS EMC問題需要EWIS專業(yè)、E3專業(yè)、系統(tǒng)專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、總體專業(yè)的充分協(xié)調(diào)，專業(yè)界面劃分、設(shè)計(jì)源一致性顯得尤為重要。

僅從EWIS 電磁干擾（EMI）角度分析，就需要從EWIS電源（信號）類型（電壓、電流、頻率、工作時(shí)間等）、耦合方式、耦合機(jī)理、電（磁）屏蔽體設(shè)計(jì)、接地與搭接設(shè)計(jì)、濾波技術(shù)等方面加以考慮。

 EWIS電磁干擾根據(jù)傳播途徑的不同，可以分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合，本文只進(jìn)行EWIS EMI中的傳導(dǎo)耦合分析。

傳導(dǎo)耦合可分為電阻性耦合、電容性耦合、電感性耦合。

1 電阻性耦合

電阻性耦合干擾的產(chǎn)生，至少存在兩個相互耦合的電流回路，其電流全部或部分在公共阻抗中流過。

簡化的電阻性耦合模型電路

顯然，當(dāng)公共阻抗Zk無窮大時(shí)，信號源U01與干擾源U02直接耦合，當(dāng)Zk接近于0時(shí)，及時(shí)信號電路與干擾電路相接觸，但可以認(rèn)為互相產(chǎn)生的耦合干擾為0.很容易理解，這種情況的典型實(shí)例是飛機(jī)公共接地阻抗耦合與公共電源阻抗耦合。

公共接地阻抗耦合等效電路

公共電源阻抗耦合

兩種情況下，電路2中電流的任何變化，都會在公共阻抗中產(chǎn)生壓降，導(dǎo)致電路1中負(fù)載端電壓產(chǎn)生變化。盡量減少公共阻抗和避免公用電源，是有效解決EWIS EMI電阻耦合的有效方法。

因此不難理解，在FAR（CAAR）25.1707 系統(tǒng)分離章節(jié)中，有如下規(guī)定：

與獨(dú)立飛機(jī)電源或幾個電源組合連接相關(guān)的每個EWIS設(shè)計(jì)和安裝必須確保足夠的物理分離和電氣隔離，使得任何一個飛機(jī)電源EWIS的故障不會對任何其他獨(dú)立電源產(chǎn)生負(fù)面影響。此外：

（1） 飛機(jī)獨(dú)立電源之間不得公用接地端；

（2） 飛機(jī)系統(tǒng)的靜電接地不得與任何飛機(jī)獨(dú)立電源公用接地端。

此外，盡量避免不同類型的接地（模擬地、數(shù)字地、電源地、屏蔽地）公用接地端子。

2 電容性耦合

電容性耦合又稱電場耦合，是由兩點(diǎn)路之間電場相互作用而產(chǎn)生的。對EWIS信號傳遞的影響因素為電路間的雜散電容。

電容性耦合等效模型

設(shè)定電路1為干擾電路，電路2為被干擾電路，U1視為干擾電壓，U_N視為耦合電壓，C均為分布電容。不難畫出等效電路如圖：

經(jīng)過計(jì)算可得：U_N≈jwRC₁₂U_1。（適用于大多數(shù)情況，R較小時(shí)），可以很清楚的看出，兩個導(dǎo)體間產(chǎn)生的干擾電壓直接正比于干擾源頻率，線纜間分布電容，負(fù)載電阻R以及干擾源電源U1。

那么不難理解，為了減少EWIS 電容性耦合干擾，應(yīng)該做的工作是：

1）增加隔離距離，合理選擇EWIS布線位置；

2）采用線纜屏蔽的方式，盡可能減小C₁₂

關(guān)于屏蔽有效性、屏蔽長度、與屏蔽接地形式的分析比較復(fù)雜，后續(xù)文章會介紹。

3 電感性耦合

電感性耦合又稱磁耦合，它是由兩電路之間磁場相互作用而引起的。一個電路電流變化，其周圍磁場也發(fā)生變化，磁場中另一電路中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢，這樣一個電路中的信號就耦合到另一個電路中了。

因此不難理解，電流電壓劇變即di/dt或du/dt大的線纜或設(shè)備就是干擾源，例如繼電器開合、電容充電、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、集成電路開關(guān)工作等。

EWIS電感耦合等效模型與等效電路

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在面積為S的閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為：

若電流I₁為正弦電流，則UN=jwBS cos?，為矢量B與S的夾角，BS cos?為穿過敏感電路的磁通量。

因此，不難看出，為了減少EWIS電感耦合電壓，可以減小干擾場強(qiáng)B，或者敏感電路所包圍的面積或者cos?。實(shí)際工程應(yīng)用中，B值往往不受控，因此，可解釋為何要求線束盡量靠近結(jié)構(gòu)敷設(shè)安裝，但考慮結(jié)構(gòu)的摩擦、震動等因素，一般要求線束距離結(jié)構(gòu)10mm作為安全隔離距離。

 

 王哲

北京航空航天大學(xué)雙學(xué)士

EWIS工程師