变频器中电路的EMC方案设计
emc方案
EMC方案引言EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）是指电子设备在同一电磁环境下能够正常工作，而不对其它设备和所在环境产生不可接受的电磁干扰。
为了满足EMC要求，需要采取一系列措施来减少电磁辐射和提高设备的抗干扰能力。
本文将介绍一种常见的EMC方案，包括电磁辐射和抗干扰两个方面。
电磁辐射方案PCB设计PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子设备中最主要的电路载体，其布线结构和引线布局往往对电磁辐射产生重要影响。
以下是几个减少电磁辐射的PCB设计技巧：1.地线设计：确保地线足够宽，尽可能覆盖整个PCB，以降低回流电流产生的辐射。
2.电源线设计：在设计中避免使用长而细的电源线，尽量使用短而粗的电源线以减少辐射。
3.信号线走线：要避免信号线和高频信号线共走，避免平行布线，以减少信号线间的耦合和辐射。
屏蔽设计屏蔽设计是一种通过屏蔽结构来隔离电子器件，降低电磁辐射的方法。
以下是几种常见的屏蔽设计方法：1.金属盖层：在PCB上的敏感电路区域加装金属盖层，具有良好的屏蔽效果。
2.金属屏蔽罩：在敏感器件或模块外部设置金属屏蔽罩，可以有效阻挡电磁波的辐射。
3.金属屏蔽网：对于一些需要通风的设备，可以使用金属屏蔽网来保护敏感电路，减少电磁辐射。
抗干扰方案滤波器设计滤波器是一种用于抑制电磁干扰的电路元件。
常见的滤波器包括：1.EMI滤波器：用于抑制电磁干扰，减少电磁辐射和接收外界电磁波的干扰。
2.防雷击滤波器：用于抑制雷击等大电流冲击对设备的干扰。
接地设计良好的接地设计是抗干扰的重要环节。
以下是一些接地设计技巧：1.单点接地：所有电路板和设备都应该通过一个单点接地线连接到地线，确保接地的稳定性。
2.划分地域：将设备分成不同的地域，每个地域内的设备共享一个接地点，减少地线回流电流的干扰。
等效电路分析通过建立等效电路模型，可以分析电磁干扰的传输路径和影响因素。
emc设计方案
emc设计方案EMC（Electromagnetic Compatibility），即电磁兼容性，是指电子设备在同一环境中能够正常工作，而不会对周围其他设备产生干扰或被其他设备干扰的能力。
EMC设计方案是为了确保电子产品在电磁环境中的性能和稳定性而进行的设计。
首先，EMC设计方案需要充分了解产品的工作环境以及与其它设备的电磁相互作用。
通过对电磁场的测试和分析，可以确定产品所处的电磁环境特点，找出可能存在的问题和风险。
基于这些信息，可以制定合理的EMC设计方案。
其次，EMC设计方案需要采取适当的电磁屏蔽措施。
在设计产品时，应考虑到电子元件的布局、线路的走向以及适当的接地和屏蔽措施。
例如，可以通过合理设计线路布局，减小电磁辐射的可能性；采用屏蔽材料和屏蔽技术，减少电磁泄露和外部电磁干扰；增加滤波器和抑制器，阻止干扰信号的入侵。
同时，EMC设计方案还需要进行严格的电磁兼容性测试。
通过对产品进行各种电磁兼容性测试，可以评估产品的电磁兼容性，发现潜在的问题和故障，并及时采取改进措施。
常见的测试项目包括辐射测试、传导测试、抗扰度测试等。
只有通过了这些测试，产品才能够获得相应的认证和合格证书。
最后，EMC设计方案还需要考虑到产品的可维护性和可升级性。
在设计产品时，应考虑到后期维护和升级时可能对EMC 性能带来的影响。
例如，在设计产品外壳时，应预留适当的空间和接口，方便后期更换或升级EMC相关部件，提高产品的可维护性和可升级性。
综上所述，EMC设计方案是确保产品在电磁环境中正常工作的关键。
通过充分了解产品工作环境、采取电磁屏蔽措施、进行严格的测试以及考虑产品的可维护性和可升级性，可以有效保证产品的电磁兼容性，提高产品的稳定性和可靠性，减少产品在电磁环境中产生的干扰和受到的干扰。
这样不仅有助于提升产品竞争力，还有助于维护整个电子设备的正常运行和电磁环境的安全。
变频器的EMC设计
上海匹易电子科技有限公司EMC Considerations during Developmentof Inverters上海匹易电子科技有限公司•EMC Standards•Main EMI Sources in Power Electronics Circuits •Considerations of Choosing Right Components •Importance of Proper Grounding and Shielding •Computer Aided Design •Useful Technical Books上海匹易电子科技有限公司Previous no.Present no.Explanations and RemarksEN 50081-1EN 50081-1Generic emission standard –Residential, commercial and light industryEN 50081-2EN 50081-2Generic emission standard –Industrial environmentEN 50082-1IEC/EN 61000-6-1Generic immunity standard -Residential, commercial and light industryEN 50082-2IEC/EN 61000-6-2Generic immunity standard –Industrial environment -CISPR/IEC 61000-6-3Generic standards –Emission standard for residential, commercial and light industrial environments -IEC 61000-6-4Generic standards –Emission standard for industrial environmentsEMC Standards -Generic上海匹易电子科技有限公司Previous no.Present no.Explanations and remarksIEC 801-2IEC/EN 61000-4-2Electrostatic discharge immunity testIEC 801-3ENV 50140IEC/EN 61000-4-3Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test ENV 50204IEC/EN 61000-4-3Radiated electromagnetic field from digital radio telephones –Immunity testIEC 801-4 (1988)IEC/EN 61000-4-4Electrical fast transient/burst immunity test IEC 801-5 (draft) ENV 50142IEC/EN 61000-4-5Surge immunity testIEC 801-6 (draft)ENV 50141IEC/EN 61000-4-6Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fieldsIEC/EN 61000-4-8IEC/EN 61000-4-8Power frequency magnetic field immunity test IEC/EN 61000-4-9IEC/EN 61000-4-9Pulse magnetic field immunity testIEC/EN 61000-4-10IEC/EN 61000-4-10Damped oscillatory magnetic field immunity testIEC/EN 61000-4-11IEC/EN 61000-4-11Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests IEC/EN 61000-4-12IEC/EN 61000-4-12Oscillatory waves immunity test-CISPR 24Information technology equipment –Immunity characteristics –Limits and methods of measurementEMC Standards -Immunity Tests上海匹易电子科技有限公司Previous no.Present no.Explanations and remarksIEC 555-2EN 60555-2IEC/EN 61000-3-2Limits for harmonic current emissions(equipment input current ≤16 A per phase)IEC 555-3EN 60555-3IEC/EN 61000-3-3Limitation of voltage fluctuations and flicker in low-voltage supply systems for equipment with rated current ≤16ACISPR 11/EN 55011CISPR 11/EN 55011Industrial, scientific and medical (ISM) radio-frequency equipment –Electromagnetic disturbance characteristics –Limits and methods of measurementCISPR 14/EN 55014CISPR 14/EN 55014Limits and methods of measurement of radio disturbancecharacteristics of electrical motor-operated and thermal appliances for household and similar purposes, electric tools and similar electrical apparatusCISPR 22/EN 55022CISPR 22/EN 55022Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics of information technology (IT) equipmentEMC Standards -Emission Measurements上海匹易电子科Main EMI Sources in Power Electronics Circuits技有限公司上海匹易电子科技有限公司Main EMI Sources in Power Electronics Circuits•IGBTs; MOSFETs; SCRs;•DiodesPath of differential mode current/path of common mode current上海匹易电子科技有限公司Flow of noise current Is上海匹易电子科技有限公司Use shield cable to increase noise immunity上海匹易电子Importance of Proper Grounding and Shielding科技Array有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司Use a big area for the connection上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司Connecting the motor cable shield where the cables上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司Never put input and output togetherInput on top of the inverterOutput on bottom of the inverterDon’t use painted housings –bad connection Connect the isolation of transformers to ground Heat sink must be connected to the input terminals directly (PE)上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司Use snubber capacitors to avoid voltage drop in the DC-Bus voltage. Voltage drop will generate a very high dv/dt Use only freewheeling diodes with a soft recovery behavior like Semikron CAL -technology Multi layer technology is avoiding stray inductance上海匹易电子科技有限公司IGBTs generates a very high dv/dtLong motor cablez Isolation problems of the motor wirez Over voltage on the motor terminal through reflections z Installation of special motor filterCapacitors generate leakage currentz Sensitive short circuit monitoring z Higher switching losses z Installation of output reactorGround connectionz Bad ground connection generates higher noise level byfrequencies up to 2 MHz上海匹易电子科技有限公司In high frequency range –Noise is higher上海匹易电子科技有限公司In high frequency range –Noise is lower上海匹易电子Computer Aided Design科技Array有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司Did you connect all heatsinks with ground (PE)?use a big surface for the connection (HF-current) star connectionNo painted surface -cleanDid you install cores in the flatcables between controller-board and power stageDid you design a filter board between power stage and controller board?Did you use snubber capacitors on the +/-terminals? Did you use shielded cable between motor and inverter?connect the shield on the heatsink and on the housing of the motoravoid arcingcheck all screwscheck the surface of the DC-bus-barsUse input filter for the controller board (you don‘t know what the customer is connecting)上海匹易电子科技有限公司How to design the output filter?Some ideas上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子Useful Technical Books科技Array有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司上海匹易电子科技有限公司。
emc电路设计要点总结
emc电路设计要点总结
EMC（电磁兼容）电路设计是确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰的重要部分。
以下是EMC电路设计的要点总结：
1. 地线设计，良好的地线设计是EMC电路设计的关键。
地线应该被视为电路中的一个重要元素，而不仅仅是一个连接点。
合理的地线布局可以减少回流路径的电流，减小回流路径的环路面积，从而减小电磁辐射。
2. 电源线滤波，在电路设计中使用电源线滤波器可以有效地抑制电磁干扰，使设备在电源线上受到的电磁干扰降到最低。
常见的滤波器包括LC滤波器和PI滤波器。
3. 屏蔽设计，在高频电路中，使用屏蔽罩或屏蔽壳可以有效地隔离电磁辐射，减小电磁波的传播范围，从而降低对周围设备的干扰。
4. 地线隔离，对于一些特殊的电路，需要进行地线隔离设计，以避免不同地点之间的电流环路，减小电磁辐射。
5. 电磁辐射测试，在设计完成后，需要进行电磁辐射测试，以验证设计的电路是否符合EMC标准，确保设备在实际使用中不会对周围环境产生电磁干扰。
6. 防护元件选择，在电路设计中，选择合适的防护元件如TVS 二极管、瞬态抑制器等，可以有效地保护电路不受外部电磁干扰的影响。
7. 地线回流路径设计，合理设计地线回流路径可以减小电磁辐射，降低电磁干扰。
综上所述，EMC电路设计的要点包括地线设计、电源线滤波、屏蔽设计、地线隔离、电磁辐射测试、防护元件选择和地线回流路径设计。
通过合理的设计和测试，可以确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰。
变频器的EMC设计
变频器的EMC设计变频器是指能够通过调整输出电压和频率来控制电机转速的电气设备。
随着工业自动化的发展，变频器的应用越来越广泛。
然而，在变频器的电磁兼容性（EMC）设计方面，还存在着一些问题。
在本文中，我们将探讨变频器的EMC设计的重要性，以及实现这种设计的一些方法。
1. EMC设计的重要性在工业自动化领域中，电子设备的不断增加和互联互通要求在不同系统之间进行数据交换。
这种高密集度的设备和系统极易产生电磁干扰和抗扰能力，被称为电磁兼容性（EMC）问题。
如果变频器的EMC设计不符合标准，它可能会对其他设备产生噪声干扰，导致设备的错误运行和故障，对人身安全产生潜在威胁。
因此，EMC设计对确保设备正常、稳定、长期运行是至关重要的。
2. 实现EMC设计的原则和方法（1）正确的线路铺设变频器的线路铺设要合理，尽可能降低线路的电感和电容。
此外，在线路的设计和铺设中，应注意线路的射频干扰和电源噪声的抑制，降低变频器的电磁波干扰。
（2）滤波器的应用变频器中的交流滤波器和直流滤波器，可以有效地限制电磁噪声。
而且随着滤波器的逐步升级，其滤波效果也得到了进一步提高。
（3）信号的等电位处理在基于PWM技术的变频器中，伴随着开关器件的工作，闪烁的电流和电压信号会导致噪声干扰。
如果不加处理，这些噪声干扰会加剧并扩散到整个系统中。
因此，对于这种情况，需要使用等电位处理技术，将现场同电位点之间的电势差降到最低。
（4）地线处理地线是减少干扰的重要途径之一。
在处理地线时，应注意接地方式的选择、接地电阻的计算和地线的排布。
3. 其他注意事项（1）EMC设计应该是整个变频器设计的重要组成部分，不能忽视或者被人为地降级。
（2）EMC设计应该始终从整体的角度出发，减少电磁干扰和对其他设备的干扰。
（3）EMC设计应该遵循国家和国际电磁兼容性标准，确保变频器具有良好的抗干扰能力和抗干扰能力。
（4）EMC设计应该根据变频器所要承受的环境噪声进行特殊设计，确保变频器的正常和可靠运行。
变频器EMC设计及典型试验方法研究
变频器EMC设计及典型试验方法研究摘要：变频器因其自身的工作特性而产生高频噪声，是电磁干扰的重要来源。
随着输出功率的增加产生的扰动明显增大，造成电网谐波污染，对其他电子设备的稳定运行构成潜在威胁。
本文对变频器EMC设计及典型试验方法进行了分析。
关键词：变频器；EMC设计；试验方法变频器是一种电能转换器，它传递能量并改变频率，是一种高性能电子设备。
由于其非线性成分，电源的50hz波形会发生畸变，逆变器输出的频率波形也不是正弦波。
因此，变频器在输入输出时具有较高的外部谐波和辐射水平，且随着变频器功率的增加，辐射和传导能量也随之增加。
变频器的频率和能量转换由单片机和各种数字集成电路控制，这些控制和保护电路反过来又害怕外部电磁场的辐射和传导造成的干扰。
因此，为了保证变频器正常运行，研究变频器电磁兼容设计和典型的测试方法具有重要意义。
一、EMC概述电磁兼容(EMC)是指设备或系统在电磁环境中按要求运行而不对其环境中的设备造成不可接受的电磁干扰。
因此，电磁兼容有两个要求：①设备正常运行时，环境中产生的电磁干扰不应超过一定的阈值；②设备对环境中的电磁干扰具有一定的抗扰度，即电磁敏感性。
二、变频器中电路的EMC方案设计1、主回路吸收电路和抑制电路。
整流电路输入侧必须连接到防雷电过电压或操作过电压吸收电路，该电路由星型连接的高频、高压电容器和压敏电阻组成。
2、控制驱动电路板电磁兼容设计。
现代通用变频器控制电路是由微处理器构成的数字电路。
性能优良、功能丰富、集成度高、运算速度快、体积紧凑。
由于控制电路需体积小、高密度、高速信号布线，在干扰设计中需要解决这些问题。
1)PCB的电磁干扰及其原因。
电磁干扰可分为内、外部干扰。
PCB上的EMC存储器：公共阻抗耦合、线路交叉、高频载流导体的电磁辐射、PCB上的高频辐射感应、远距离传输时的波形畸变等。
变频器回路电磁干扰的原因有：①金属、塑料包装措施使用不当；②完工质量差，电缆及连接器接地不良；③时钟和周期性信号接线设置不当；④PCB分层排列和信号接线设置不当；⑤共模和差模滤波设计不当；⑥接地回路处理不当；⑦旁路和去耦不足。
变频器中电路的EMC方案设计
变频器中电路的EMC方案设计
1 主回路吸收电路与di/dt 抑制电路整流电路在输入侧要接抗雷击过电压或操作过电压吸收电路，这种吸收电路由星形连接的高频、高压电容器（如
470p/2Kv）和压敏电阻(如20k/1Kv)组成，具体电路见图1 中R1、R2、R3 和C1、C2、C3。
逆变器部分在高频开关状态时，产生电压尖脉冲，如果不加以
处理将损坏IGBT 模块、干扰驱动电路。
采用吸收电路可以抑制电压尖脉冲，当前变频器中常用的吸收电路有三种形式，如图2 所示，根据所用开关器件和功率等级来选择使用。
图2 IGBT 常用吸收电路
2 控制及驱动电路的电路板EMC 设计现代
a)缩短高频走线布局图b)数字与模拟电路分开线布局图图3 两种参考布局图在整个PCB 中，布线过程限定最高、技巧最细、工作量最大，布线不当会产生严重的电磁干扰。
以变频器控制电路为例，布线中应遵循如下基本原则：电路板尽量采用四层板；印制导线的布设应尽可能短，拐弯成圆角；印制导线宽度最小不宜小于0.2mm,间距一般可取0.3mm,公共地线应尽可能的粗；布线顺序应遵循先布高频线（如PWM 信号线）、干扰线（如晶振走线）, 后布普通线；数字区与模拟区尽可能隔离，并且数字地与模拟地要分离；多层线路板的电源和地线是由不蚀刻的铜箔板形成,这种大的接地平面形成了极低的电源阻抗。
因此多层板的优点在于对公共耦合阻抗不太敏感，且提供了屏蔽。
下图4 给出四层板布线示意图。
图 4 四层板布线实例tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
变频器EMC探讨共27页文档
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变频器C探讨
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28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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变频器中电路的EMC方案设计
1 主回路吸收电路与di/dt抑制电路整流电路在输入侧要接抗雷击过电压或操作过电压吸收电路，这种吸收电路由星形连接的高频、高压电容器（如470p/2Kv）和压敏电阻(如20k/1Kv)组成，具体电路见图1中R1、R2、R3 和C1、C2、C3。
逆变器部分在高频开关状态时，产生电压尖脉冲，如果不加以处理将损坏IGBT模块、干扰驱动电路。
采用吸收电路可以抑制电压尖脉冲，当前变频器中常用的吸收电路有三种形式，，根据所用开关器件和功率等级来选择使用。
图2 IGBT常用吸收电路
2 控制及驱动电路的电路板EMC设计现代
a)缩短高频走线布局图 b)数字与模拟电路分开线布局图图 3 两种参考布局图在整个PCB中，布线过程限定最高、技巧最细、工作量最大，布线不当会产生严重的电磁干扰。
以变频器控制电路为例，布线中应遵循如下基本原则：电路板尽量采用四层板；印制导线的布设应尽可能短，拐弯成圆角；印制导线宽度最小不宜小于0.2mm,间距一般可取0.3mm,公共地线应尽可能的粗；布线顺序应遵循先布高频线（如PWM 信号线）、干扰线（如晶振走线）, 后布普通线；数字区与模拟区尽可能隔离，并且数字地与模拟地要分离；多层线路板的电源和地线是由不蚀刻的铜箔板形成,这种大的接地平面形成了极低的电源阻抗。
因此多层板的优点在于对公共耦合阻抗不太敏感，且提供了屏蔽。
下图4给出四层板布线示意图。
图 4 四层板布线实例
3)旁路和去耦旁路和去耦可防止能量从一个电路传到另一个电路，近而提高配电系统的质量。
通过合理布置去耦电容可以为器件提供局部化的DC电源，减少跨板浪涌电流以及进入到电路板的高频能量。
通过增加旁路电容产生AC通路来消除无意义能量进入敏感部分，另外还可以提供带宽受限滤波。
图5 去耦电容模型及安装图
上图5 a)给出了去耦电容的实际等效电路，b)给出了正确安装方法（右图）和错误安装方法（左图）的对照。
可以得知，去耦电容引线尽可能短才能减小寄生参数、达到很好的去耦效果。
4)PCB接地接地是使不希望的噪声干扰极小化并对电路进行划分的一个重要方法。
适当应用PCB的接地方法及电缆屏蔽将避免许多噪声问题。
设计变频器时，在设计期间考虑接地是最经济的，不仅从PCB，而且能从系统的角度防止辐射和进行敏感度防护，具体考虑如下几方面：●对PCB系统分区时，使高带宽的噪声电路与低频电路分开；●设计PCB时，使干扰电流不通过公共的接地回路影响其它电路；●仔细选择接地点以使环路电流、接地阻抗及电路的转移阻抗最小；●把非常敏感（低噪声容限）的电路连接到稳定的接地参考源上；变频器系统设计中，按照安全地、数字信号地、模拟信号地来考虑。
安全地采用黄绿相间标识的铜线或铜排将变频器内的导电部分连接到接地端子，主要防止故障情况下系统带电威胁人体安全。
信号地是一个低阻抗的路径，信号电流经此路径返回其源。
对于变频器系统中所应用的高速数字信号电路，优先采用多点接地（即多个低阻抗路径并联），目的在于建立一个统一电位共模参考系统。
图6 单点接地对照图
C点电位：V=I3R3+(I2+I3)R2+(I1+I2+I3)R1可见串联接地容易引起干扰。
对于模拟电路，具有工作与低频状态、灵敏度高的特点，采用单点接地（即接地路线与单独一个参考点相连，图6给出了正确与错误单点接地方式对照）可防止来自其它噪声元件（如数字逻辑器件、电源、继电器、电动机）的大接地电流争用敏感的模拟地线。
同时系统采用光耦将数字地与模
拟地隔离，抑制地点平摆动带来的影响；采用铁氧体垫片来防止寄生电容形成接地环路。
在实际设计中应注意采用多点接地时的谐振问题，在每个电源与接地之间的地连接中应使用高质量的去耦电容。
5)抗串扰串扰是指走线、导线、电缆束、元件及任意其它易受电磁场干扰的电子元件之间的不希望有的电磁耦合，是由网络中的电压和电流产生的。
对于控制板上的数据线、地址线、控制线、和I/O都会受到串扰的影响，大多数问题来自时钟和周期信号。
通过增加走线间距离（必须是单一走线宽度的三倍），可使走线间的耦合最小，这一原则主要针对产生影响的高干扰信号。
.3 电源电路设计中抗干扰措施当前变频器电源大多采用开关电源来实现，具有体积小、工作电压范围宽、功率密度大、损耗小、带载能力强的特点。
但是采用高频开关管、二极管、变压器等带来的大di/dt干扰问题值得慎重考虑。
变频器系统开关电源输入侧取电的方法目前有两种：一种是直接从直流母线上取；另一种是采用独立的220v整流电源提供，两种方法各有其优点及应用范围。
图7 直接从直流母线取电开关电源抗干扰设计示意图
第一种方法的抗干扰设计考虑，图中的高频电容C1用来吸收高频脉冲，二极管D2用来抑制线路寄生电感与电容C1振荡。
图8 220V独立供电开关电源抗干扰设计示
第二种方法的抗干扰设计考虑，图中在交流输入通道上设计线路滤波器对系统抗干扰具有很好的作用。
其中CX为差模滤波电容（又称X电容）跨接在输入端之间，对差模电流起旁路作用,容值一般为0.1—1uF. LY为共模电感，用来抑制共模干扰电流。
CY为共模电容（又称Y电容），跨接在线路与机壳之间，对共模电流起旁路作用，但电容值不能过大，否则会超过安全标准中对漏电流的限制要求，一般在10000PF以下。