系统电磁兼容性相关问题详解

系统电磁兼容性相关问题详解
系统电磁兼容性相关问题详解

系统电磁兼容性相关问题详解

1、电磁兼容性的原理?

1)电磁兼容性概念:

电磁骚扰是指任何可能引起设备性能降低或对有生命物质产生损害作用的电磁现象。

电磁干扰则是指由电磁骚扰引起的设备或传输通道性能的下降。

所以骚扰和干扰的含义是不同的。从概念上讲,骚扰是一种电磁能量,干扰是骚扰产生的结果或后果。

2)电磁兼容性主要解决什么问题:

3)电磁兼容性技术:

最常用也是最基本的电磁兼容控制技术是屏蔽、滤波、接地。此外平衡技术、低电平技术等也是电磁兼容的重要控制技术。随着新工艺、新材料、新产品的出现,电磁兼容控制技术也得到不断的发展。

相对于我们涉及用户侧的高低压配电系统,主要是通过对电路上的浪涌、尖峰、谐波等抑制吸收,使用户侧电源得到净化,有效地消除谐振波的诱导因素。从而避免了设备运行中隐含的阵发性电压和电流冲击危害,降低或消除额外的负荷与功耗而引起的设备磨损、过热,以及电力污染造成的附加电能损耗。提高了电能的使用效率。

2、电磁兼容性与传统谐波治理的区别?

答:1)概念与范围比较:

IEC关于引起电磁扰动的基本现象分类

从上表可以看出,谐波只是低频传导现象中的一部分. 我们处理高配压配电系统中引起

电磁扰动高低压传导与辐射等问题。是设备间的,不是设备上的,是系统的,不是局部的。

3) 方法及造价比较:

常用的谐波治理的方法无外乎有二种,无源滤波和有源滤波。

无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来,组成LC 串联回路,并联于系

统中,LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,例如5次、7次、11次谐振点上,达到滤除这3次谐波的目的。其成本低,但滤波效果不太好,如果谐振频率设定得不好,

会与系统产生谐振。

有源谐波滤除装臵是在无源滤波的基础上发展起来的,它的滤波效果好,它主要是

由电力电子元件组成电路,使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度,但相位相反的谐

波电流与系统中的谐波电流抵消。但由于受到电力电子元件耐压,额定电流的发展限制,

成本极高,其制作也较之无源滤波装臵复杂得多,成本也就高得多了。

5)结果比较:网络中的电磁扰动现象远远不止谐波一种,从上表可以看出,谐波只

是低频传导现象中的一部分,另外还有电压不平衡,工频变化,连续波,瞬变,振荡,及

辐射等等。无论是无源滤波还是有源滤波,一来需要处理更多或更高频率的谐波必须加装

更多的设备,这在成本上不现实,结果也不可能完全消除。二来更多的设备,意味着增加

了引发谐振的更多机会。我们的系统综合考虑系统的电磁兼容性问题(传导与辐射),效果好,成本低。

3、电磁兼容性改造的投入及经济效益分析?

答:一)直接经济效益

1)管理效率提升分析:

电效系统的改造可以对用电回路起到良好的保护作用,大大降低管理费用,其中:电机和电气配套系统的维修养护、灯具的更换、电子设备的故障等都会带来管理费用成本,电

效改造后这部分费用减少50%以上,动力、灯具及电子设备寿命大大延长,节约大量维护更换经费。

2)分配系统效率提升分析:

因为系统改造后各回路电能效率趋于合理,分配系统即每个分支回路的电力品质得到

保证,线路损耗降低,电力回路之间不发生干扰,基础电路系统效率得到提升,各种附加

电能消耗降到最小,此项最低可产生2%~3%的节电率,具有明显的经济收益。

3)主要负荷侧效率提升分析:

①、动力:动力系统在生产环节占用电能消耗的80%以上,因为生产设备系统产生的谐波加剧了整个系统的附加损耗(线损、变损、温升电阻加大等),系统电效提升改造后会产生整体效益,本期改造尽量采用综合系统方案,以最小的投入获取最佳收益,电效改造综合指标超过10%。

②、附属系统:目前所有电器设备都工作在干扰频生,电量不稳的环境,设备运行的稳定性以及使用寿命受到影响,附加功耗也比较大,电效改造后维修率和不正常故障现象会大大减少,节约大笔维护保养开支。

二)其它效益:

企业效益:综合制药行业用电特点,电能节约的工作相对不复杂,节能投入回报效果好,一般来讲投入节能措施的资金可以在两年以内全部收回,设备保证安全使用15年,在设备有效年限可以节约纯电费支出万元以上(以当前电价计算,不包含其他附带效益)。十分可观。

社会效益:我国是一个能源进口大国,能源十分紧张,我们从点滴作起,节约每一份能源,都会给我们带来有益的回报,如果我们电力消耗节约10%,一年可以节约经费

万元,在用电舒适度大大提高的情况下,不仅节约了电费开支,还大大减少了更换电器和维修养护费用,社会效益是十分可观的。

4、电磁兼容性如何保护设备?

答:通过对电路上的浪涌、尖峰、谐波等抑制吸收,使用户侧电源得到净化,有效地消除谐振波的诱导因素。从而避免了设备运行中隐含的阵发性电压和电流冲击危害,降低或消除额外的负荷与功耗而引起的设备磨损、过热,以及电力污染造成的附加电能损耗。客观上就起到了保护设备,延长设备寿命的目的。提高了电能的使用效率。

5、在现有的变频器基础上,如何做到进一步挖潜?

答:一)变频器工作原理;

通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装臵称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。变频器同时改变输出频率与电压,也就是改变了电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。

变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术,价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机,而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展,成本的降低,变频器一定还会得到更广泛的应用。

二)变频器关键技术以及对电网的污染

变频器通过晶闸管调频. 1调频器件辐射的谐波,频带相当宽泛.2变频器设计的初衷是

基于用多少,取多少的需求.这就是意味着变频调频的过程,就是设备不停的断通的过程.整个电能系统的电磁波动现象就相当突出.这些谐波通过电路各个联通的节点在整个系统中扩散,不仅形成简单的电磁波动的叠加效应,还会造成无法避免的电磁谐振;动力系统负载变化

产生的动力波,形成低频段的电磁波动.构成了电网的主要污染.

三)如何在使用变频器的基础上,进一步挖潜?

主要处理由变频调频器件辐射到汇流排上的谐波及调频导致的设备断通造成对网络的冲击.然后对所有电路用电项目,自高压至低压传输节点、动力设备、辅助设备/设施用电环境进行完整系统电效提升改造,着重改善总体电力品质,改善动态功能参数,提升设备有

用功效,降低系统电力品质低下造成的附加电能损失,优化整个系统用电效率。这样就能

达到挖潜的目的.

6、供电部门是否干涉?

答:系统兼容性设备安装在供电系统前端,计量柜之后.所以供电部门不会干涉.如图

所示.

电磁兼容性分析

电磁兼容性(EMC,即Electromagnetic Compatibility)是指设备或系统在其电磁环境中符 合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance)不能超过一定的限值;另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility,即EMS)。 自从电子系统降噪技术在70年代中期出现以来,主要由于美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。 电磁兼容性electromagnetic compatibility(EMC) 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。(GB/T 4365-1995中1.7节) 干扰的形成 1、折叠干扰源与受干扰源 无论何种情况下电磁相容的问题出现总是存在两个互补的方面: 一个是干扰发射源和一个为此干扰敏感的受干扰设备。 如果一个干扰源与受干扰设备都处在同一设备中称为系统内部的EMC 情况。 不同设备间所产生的干扰状况称为系统间的EMC 情况。 大多数的设备中都有类似天线的特性的零件如电缆线、PCB 布线、内部配线、机械结构等这些零件透过电路相耦合的电场、磁场或电磁场而将能量转移。 实际情况下设备间和设备内部的耦合受到了屏蔽与绝缘材料的限制而绝缘材料的吸收与导体相比的影响是微不足道的。 电缆线对电缆线的耦合既可以是电容性也可以是电感性并且取决于方位、长度及接近程度的影响。 2、折叠公共阻抗的耦合 公共阻抗耦合线路是干扰源与受干扰设备共用电路阻抗所引起的。 公共导线也因两个电流环之间的互感而引起或因两个电压节点之间的互容耦合而引起。 对于传导性的公共阻抗耦合的解决是将连接线分离使系统各自独立避免形成公共阻抗。 折叠发射 来自PCB 的发射:在大多数设备中主要的电流源是流入PCB 板上的电路中这些能量借由PCB 板所模拟成的天线而将干扰辐射出去。 来自电缆线的辐射:干扰电流以共模形式产生于在PCB 和设备内部其他位置形成的对地噪声并沿着导体或者屏蔽电缆的屏蔽层流动。 传导发射:干扰也可能从其他电缆以感性或容性方式偶合到电缆线上。 产生的干扰可能以差模(在火线与中线或在信号线之间)或共模(在火线/中线/信号线与接地

电磁兼容(EMC)整改步骤

电磁干扰的观念与防制﹐在国内已逐渐受到重视。虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰(EMI)﹐但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求﹐加上数字产品的普遍使用﹐对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。笔者由于啊作的关系﹐经常遇到许多产品已完成成品设计﹐因无法通过EMI测试﹐而使设计工程师花费许多时间和精力投入EMI的修改﹐由于属于事后的补救﹐往往投入许多时间与金钱﹐甚而影响了产品上市的时机 2.正确的诊断 要解决产品上的EMI问题﹐若能在产品设计之初便加以考虑﹐则可以节省事后再投入许多时间与金钱。由于目前EMI Design-in的观念并不是十分普遍﹐而且由于事先的规划并不能保证其成品可以完全符合电磁干扰的测试在﹐所以如何正确的诊断EMI问题﹐对于设计工程师及EMI工程师是非常重要的。 事实上﹐我们如果把EMI当做一种疾病﹐当然平时的预防保养是很重要的﹐而一旦有疾病则正确的诊断﹐才能得到快速的痊愈﹐没有正确的诊断﹐找不到病症的源头﹐往往事倍功半而拖延费时。故在EMI的问题上﹐常常看到一个EMI有问题的产品﹐由于未能找到造成EMI问题的关键﹐花了许多时间﹐下了许多对策﹐却始终无法解决﹐其中亦不乏专业的EMI工程师。以往谈到EMI往往强调对策方法﹐甚而视许多对策秘决或绝招﹐然而没有正确的诊断﹐而在产品上加了一大堆EMI抑制组件﹐其结果往往只会使EMI 情况更糟。 笔者起初接触产品EMI对策修改时﹐会听到资深EMI工程师说把所有EMI对策拿掉﹐就可以通过测试。初听以为是句玩笑话﹐如今回想这是很宝贵的经验谈。而后亦听到许多EMI工程师谈到类似的经验。本文中将举出实际的例子﹐让读者更加了解EMI的对策观念。 一般提到如何解决EMI问题﹐大多说是case by case,当然从对策上而言﹐每一个产品的特性及电路板布线(layout)情况不同﹐故无法用几套方法而解决所有EMI的问题﹐但是长久以来﹐我们一直想要把处理EMI问题并做适当的对策﹐另外也提供专业的EMI工程师一种参考方法。在此我们把电磁干扰与对策的一些心得经验整理﹐希望能对读者有些帮助。 3.EMI初步诊断步骤 我们提出一套EMI诊断上的参考骤﹐希望用有系统的方式﹐快速的找出EMI的问题。我们并不准备探讨一些理论计算或公式推演﹐将从实务上说明。 当一个产品无法通过EMI测试﹐首先就要有一个观念﹐找出无法通过的问题点﹐此时千万不能有主观的念头﹐要在那些地方下对策。常常有许多有经验的EMI工程师﹐由于修改过许多相关产品﹐对于产品可能造成EMI问题的地方也非常了解﹐而习惯直接就下药方﹐当然一般皆可能非常有效﹐但是偶而也会遇到很难修改下来﹐最后发现问题的关键都是起行认为不可能的地方﹐之所以会种疏失﹐就是由于太主观了。因此﹐不论产品特性熟不熟﹐我们都要逐一再确认一次﹐甚而多次确认。这是因为造成EMI的问题往往是错综复杂﹐并非单一点所造成。故反复的做确认及诊断是非常重要的。 我们将初步的诊断步骤详列于下﹐并加以说明其关键点﹐这些步骤看来似乎非常平凡简单﹐不像介绍对策方法各种理论秘籍绝招层出不穷﹐变化奥妙。其实﹐许多资深EMI工程师在其对策处理时﹐大部份的时间都在重复这些步骤与判断。笔者要再次强调﹐只有真正找到造成EMI问题的关键﹐才是解决EMI的最佳途径﹐若仅凭理论推测或经验判断﹐有时反而会花费更多的时间和精力。 ■步骤一 将桌子转到待测(EUT)最大发射的位置﹐初步诊断可能的原因﹐并关掉EUT电源加以确认。 (说明) 由于EMI测试上﹐EUT必须转360度而天线由1m到4m变化﹐其目的是要记录辐射最大的情况。同样地﹐当我们发现无法通过测试时﹐首先我们先将天线位置移到噪声接收最大高度﹐然后将桌子转到最差角度﹐此时我们知道在EUT面对天线的这一面辐射最强﹐故可以初步推测可能的原因﹐如此处屏蔽不佳或靠近辐射源或有电线电缆经过等。 另外须注意的是要关掉EUT的电源﹐看噪声是否存在﹐以确定噪声确实是由EUT所产生。曾见测试Monitor一直无法解决某一点的干扰﹐结果其噪声是由PC所造成而非Monitor的问题﹐亦有在OPEN

电磁兼容性实现途径及方法

电磁兼容性实现途径及方法 这要从分析形成电磁干扰后果的基本要素出发。由电磁骚扰源发射的电磁能量,经过耦合途径传输到敏感设备,这个过程称为电磁干扰效应。因此,形成电磁干扰后果必须具备三个基本要素:1、电磁骚扰 任何形式的自然现象或电能装置所发射的电磁能量,能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害,或使其他设备分系统或系统发生电磁危害,导致性能降级或失效,这种自然现象或电能装置即称为电磁骚扰源。 2、耦合途径 耦合途径即传输电磁骚扰的通路或媒介。 3、敏感设备(Victim) 敏感设备是指当受到电磁骚扰源所发射的电磁能量的作用时,会受到伤害的人或其它生物,以及会发生电磁危害,导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统可以既是电磁骚扰源又是敏感设备。 为了实现电磁兼容,必须从上面三个基本要素出发,运用技术和组织两方面措施。所谓技术措施,就是从分析电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备着手,采取有效的技术手段,抑制骚扰源、消除或减弱骚扰的耦合、降低敏感设备对骚扰的响应或增加电磁敏感性电平;为个对人为骚扰进行限制,并验证所采用的技术措施的有效性,还必须采取组织措施,制订和遵循一套完整的标准和规范,进行合理的频谱分配,控制与管理频谱的使用,依据频率、工作时间、天线方向性等规定工作方式,分析电磁环境并选择布置地域,进行电磁兼容性管理等。 电磁兼容性是电子设备或系统的主要性能之一,电磁兼容设计是实现设备或系统规定的功能、使系统效能得以充分发挥的重要保证。必须在设备或系统功能设计的同时,进行电磁兼容设计。 电磁兼容设计的目的是使所设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容。其要求是使电子设备或系统满足EMC标准的规定并具有两方面的能力: 1.能在预期的电磁环境中正常工作,无性能降低或故障; 2.对该电磁环境不是一个污染源。 为个实现电磁兼容,必须深入研究以下五个问题: 第一,对于电磁骚扰源的研究,包括电磁骚扰源的频域和时域特性,产生的机理以及抑制措施等的研究。 第二,对于电磁骚扰传播特性的研究,即研究电磁骚扰如何由骚扰源传播到敏感设备,

PCB电磁兼容性设计报告样本

PCB电磁兼容性设计报告 学科专业: 测控技术与仪器 本科生: 张亚新 学号: 1002445 班号: 232121 指导教师: 宋恒力

中国地质大学( 武汉) 自动化学院 10月24号

PCB电磁兼容性设计 摘要: 随着信息化社会的发展, 电子设备已被广泛应用于各个领域。各种电了产品趋向于小型化、智能化, 电子元器件也趋向于体积更小、速度更高、集成度更大, 这也导致了她们在其周围空间产生的电磁场点评的不断增加。由此带来的电磁兼容问题也日益严重。因此, 电磁兼容问题也就成为一个电工系统能否正常工作的关键。同样, 随着电子技术的飞速发展, 印刷电路板( PCB) 的密度越来越高, 其设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。因此, 对PCB进行电磁兼容性(EMC)设计是非常重要的, 保证PCB的电磁兼容性是整个系统设计的关键。本文就EMC的历史发展及其在未来电子信息时代中的应用进行分析, 介绍电磁干扰的产生机理和 原因, 并提出了相应抗干扰设计的措施。 关键词: 信息化; 电磁兼容( EMC) ; 电磁兼容性; PCB;

一: 引言 .......................................................................... 错误!未定义书签。二: 电磁干扰与电磁兼容概述. (4) 1、早期历史概述 (5) 2、EMC 技术是随着干扰问题的日趋严重而发展的 (6) 3、电磁干扰对电子计算机等系统设施的危害 (6) 4、EMC在军事领域的发展状况 (7) 三: 电磁兼容学科的发展历史 (5) 四: 中国EMC技术的发展状况 (8) 五: 抗干扰措施与电磁兼容性研究 (8) 1、电路板设计的一般规则 (9) 2、电路板及电路抗干扰措施 (9) 六: 电磁兼容学科发展趋势 (10) 七: 小结 (12) 参考文献 (13) 一、引言 电磁干扰是现代电路工业面正确一个主要问题, 为了克服干扰, 电路设计者不得不赶走干扰源, 或者是设法保护电路不受到干扰源的干扰, 其目的都是为了让电路按照预期的目标开工作——

EMC电磁兼容诊断和整改的思路

电磁兼容诊断和整改的思路 诊断 一、检测的方法有:插拔电源线或电缆线法、电流钳法、磁场探头法、电场探头法、电场扫描仪 二、用电流钳区别电流形式:可用50欧姆,9KHz—30MHz的电流钳,连接到示波器可观测骚扰波形,连接到频谱仪可观测频谱。 三、传导发射不合格的诊断:电流判断法、电压判断法 电流判断法:例如用电流钳套在单根电压线上,观测电源的电流波形 电压判断法:例如用示波器的探头接在电源的高、低电位端,观测电源的电压波形。如电源电压较高,可用高压探头。 四、抗扰度不合格的诊断 查找:问题出现点到骚扰施加点的骚扰传输途径。 注意: 1、有时问题出现点不一定是故障发生点,而是故障发生后出现的衍生问题。 2、骚扰传输途径不等同于工作信号的途径。 使用:模拟源、电压探头、电流探头、电场探头、磁场探头、电流钳、匹配网络、示波器、频谱仪。 五、测试中常见测试频谱超标的定位 1、确定频谱上的超标频率是属于哪种信号和由电路哪一部分发出的? 2、测量骚扰波形,与工作电路的波形比较。 3、超标频率很可能不是工作信号的主频率,而是工作信号的谐波,或是其他的杂波。 4、超标频率包含的能量不一定比其他频率强,但更满足发射条件,更容易发射。 5、采取措施后原有的超标频率压下了,但背的频率可能冒出来超标了。 整改 一、辐射发射或抗扰度不合格的整改 磁场天线——改善迹象屏蔽;非金属机箱则改善PCB板和电路的设计。尽量减小环路面积。尽量减小有用信号(模拟、数字)的高次谐波成分,去除电磁噪声。 电场电线——电缆上加铁氧体磁环;端口加滤波和去耦电路;采用屏蔽屏蔽电缆和连接器;改进产品内部结构的设计与布置。采用地环路干扰抑制方法。 二、采用地环路干扰的抑制方法:

电磁兼容(EMC)设计原理和整改流程

电磁兼容设计和整改流程 随着中国参与国际经济贸易活动的深入,产品认证成了生产厂家产品推向市场的瓶颈,其中尤其电子产品的电磁兼容认证成为整个产品认证的拦路虎,往往在认证的最后阶段才发现要解决电磁兼容问题不得不对原设计的电路和结构重新修改,临时的修改还往往使产品的性能和可靠性降低。电磁兼容的测试只是评估产品电磁兼容设计的水平,测试本身并不能改变产品的电磁兼容,电磁兼容是设计出来的、生产出来的,只有生产厂家的产品电磁兼容设计水平提高了,产品电磁兼容的质量才能提高,产品设计的可靠性才能有保障。本文详细剖析产品设计和电磁兼容整改的过程,并详细说明每个设计和整改过程中怎样运用电磁兼容的测试手段发现问题、选择最佳的解决方案。 电磁兼容控制所运用的方法和程序在产品研制不同阶段是不同的,方案、设计、开发/样机、生产、测试/认证和运行,各阶段均为实施电磁兼容工程提供了一定的机会。实施电磁兼容是一项极其复杂的任务,如右图所示在研制开发电视、音响等电子产品时,应在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。随着电视、音响等电子产品研制开发工作的完成,可以利用的抑制干扰和抗干扰措施的数目减少,而其成本反而增加。方案阶段是提供最佳费效比的机会,而生产阶段提供的可能性通常最少,据国外资料介绍,在产品的研制开发阶段及时采取措施可以避免(80~90)%的与干扰影响有联系的、潜在可能的困难。相反,在较晚的阶段上采用解决方法,结果表明将更加复杂,需要追加工作量和增加原材料的消耗,增加研制周期,有时甚至根本不可能解决。有效的电磁兼容控制常常是比较困难的,因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量,敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关,电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。由于电磁兼容情况的固有复杂性,若要及时地、有效地和高费效比的解决电磁兼容问题,有条理的方法和程序就是相当的重要了。 针对电磁兼容设计的这种特点,我们提出了从产品的设计阶段就要开始分步的进行电磁兼容的设计和整改,把最终的设计目标大事化小,如下图所示,在产品开发的各个阶段适时进行电磁兼容性能的评估和改进,不断地把电磁兼容的整改措施溶入到产品的电路和结构设计中,这样整个产品的开发周期不会有太大的非预期时间延迟,产品的设计不会有太多的非预期成本增加,生产工艺不会有临时的增加,产品的可靠性和性能也不会受到损害。 产品开发一般分为设计概念阶段,设计阶段,样机制作阶段,设计评审阶段和委托检验阶段,分阶段地控制把各阶段的电磁兼容设计和整改溶入到整机的设计方案之中,电磁兼容设计和整改各阶段的工作任务和可以采取的电磁兼容措施如下: 1) 电磁兼容认证要求咨询 首先要明确产品电磁兼容设计的目标,针对产品销售的目标市场,了解目标市场对该产品电磁兼容要求的执行标准,相应需要测试的内容,做出一个电磁兼容性能指标一览表,每个指标都对产品各部分电路和结构提出了相应的要求,由此也就清楚了解了产品应该具备的电磁兼容性能和设计要求。 2) 产品设计布局评估 在考虑各部分电路的总体布局时,尤其注意电源线出口的位置,如果客户没有特殊的位置要求,就主要考虑电路输出的顺序和尽量使电源滤波电路和机内高频发射部分电路或器件之间的空间距离最大,经过电源滤波电路之后留在机内的电源线最短。其次在电源公共地和其它功能模块电路之间布置一条较宽的公共地线。电路板排版时应该使各种功能集成块与其输入输出负载的路径最短,特别是传输脉冲数据信号的导线。脉冲信号的高频成分很丰富,这些高频成分可以借助导线辐射,使线路板的辐射超标。非常遗憾的是我们大部分的生产企业由于开发周期越来越短的压力,都把这个阶段的时间压缩的很短,无法做比较全面细致的检查和评审工作,导致到了产品认证的最后阶段才发现元件布局和排版的缺陷,不得不投入大量的人力和物力来整改,造成欲速而不达的局面。如果要避免这种被动的局面发生,开发方可以在产品设计定型之前委托专业的电磁兼容技术服务机构做一个设计评估,一般来说专业的电磁兼容技术服务机构能够根据开发方提供的设计方案,分析原理框图、电路图、现有的外观结构要求,提出符合电磁兼容原理的内部电路结构布局、电路板布局、外壳接地等要求。通过了解各单元电路的工作流程,关键元器件的电磁兼容特性,分析预测各单元电路的电

IC芯片的电磁兼容性设计方案

IC芯片的电磁兼容性设计方案 2011-12-19 22:48:43| 分类:EMC/EMI | 标签:|字号大中小订阅 IC芯片的电磁兼容性设计方案 论述了芯片级电磁兼容性的设计方法。最后给出了芯片级电磁兼容性研究中存在的问题及未来的研究重点 1、分析和解决电磁兼容性的一般方法 随着科学技术的发展,系统越来越复杂,使用的频谱越来越宽,根据电磁兼容性学科中多年的研究可知,分析和解决设备、子系统或系统间的电磁兼容性问题一般有3种方法,他们分别为问题解决法(ProlemSolvingApproach)、规范法(SpecificationApproach)和系统法(SystemsApproach)。 1.1问题解决法 问题解决法主要指在建立系统前并不专门考虑电磁兼容性问题,待系统建成后再设法解决在调试过程中出现的电磁兼容性问题的方法。系统内或系统间存在的干扰问题有三要素,即干扰源、接受器和干扰的传播路径。因此用问题解决法解决系统内或系统间的电磁兼容性问题时,首先必须正确地确定干扰源。为了做到这一点,从事电磁兼容性方面工作的工程师要比较全面地熟悉各种干扰源的特性。在确定干扰源后再确定干扰的耦合路径是辐射耦合模式还是传导耦合模式,最终决定消除干扰的方法。 1.2规范法 为了满足电磁兼容性的要求,各国政府和工业部门尤其是军方都制订了很多强制执行的标准和规范,例如美国军用标准MIL-STD-461.所谓规范法是指在采购系统的设备和设计建立子系统时必须满足已制订的规范。规范法预期达到的效果就是:如果组成系统的每个部件都满足规范要求,则系统的电磁兼容性就能保证。 1.3系统法 系统法集中了电磁兼容性方面的研究成果,从系统的设计阶段的最初就用分析程序来预测在系统中将要遇到的那些电磁干扰问题,以便在系统设计过程中作为基本问题来解决。目前有下列几种已广泛使用的大规模电磁干扰分析程序: 系统和电磁兼容性分析程序(SEMCAP);系统和电磁兼容性分析程序; 干扰预测程序IPP-1; 系统内部分析程序IAP; 共场地分析模型程序COSAM等。 对于EMC系统设计的3种方法而言,问题解决法即先建立系统,在系统出现EMC问题时,利用EMI抑制技术解决EMC问题,这种方法很冒险,有可能会出现大量的返工。规范法则是要求每个分系

电子产品的EMC整改方法实例分享

电子产品的EMC整改方法实例分享 摘要 EMC的各种指标是目前在所有标准要求的项目中,在产品设计时最难以达到的;由于EMC的设计经验较少,经常在设计完成之后才进行EMC测试,一旦测试发现问题,会出现产品准备上市销售时EMC的问题总是没有时间解决,项目不断的延迟,需要再花费大量的时间去解决,相信这是每位遇到EMC问题的研发人员的深刻体会。电子产品的辐射发射与传导发射两个项目,是国家3C认证标准(GB13837-2012、GB9254-2008)强制检测的项目,而电子产品在这两个项目上花费的整改周期也很长,为此,本文根据从事EMC实验室工作多年经验的同事心得,并结合有关资料,总结出以下EMC整改方法与整改措施。 1.EMC相关知识介绍 1.1 EMC Electromagnetic compatibility,电磁兼容性(EMC=EMI+EMS),EMI (Electromagnetic Interference):电磁干扰,主要包括辐射发射、传导发射。EMS (Electromagnetic Susceptibility):电磁抗扰度,主要包括辐射抗扰、传导抗扰。 1.2 EMC定义及要素 EMC定义:在同一电磁环境中,设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作,同时也不对其他设备产生影响工作的干扰。EMC三要素如图1,缺少任何一个都构不成EMC问题。 2.整机测试出现的EMC超标,主要是30M-1G的辐射问题,主要采取以下方法 2.1 首先整机用电脑测试软件进行水平极化方向和垂直极化方向的预扫,若出现超标噪声点,初步判断辐射主要是由水平线还是有垂直线产生的 当接收天线为水平时噪声强度较高,可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的水平 线所造成,而当接收天线为垂直时噪声强度较高,可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的垂直线所造成, 2.2 判断最大辐射位置 在EMC测试时,除了天线要测试水平与垂直二个极化方向外,待测物的桌子要旋转360度,记录最大的噪声读值,因此当发现噪声无法符合时,除了先判断水平和垂直噪声的差异外,便是要将待测物旋转到最大的噪声位置,由于电子产品其噪声的辐射往往会在某一个角度最大,而此时待测物面向天线的位置,往往是造成辐射的来源,通常要分析这位置附近的组件、导线及屏蔽效果,如此则较容易锁定范围,再仔细分析问题 2.3 判断辐射主要是由共模或差模骚扰产生的 对噪声频谱预扫图形进行分析,若看到整个频带的基线为一宽带的噪声,我们可以视 为共模骚扰的噪声,若其上一支支单独的噪声点可以视为差骚扰模噪声。将噪声分布情形分成共模骚扰和差骚扰模的作用,主要便是要判断其分别造成的辐射来源机制,如此帮助找到问题点及对策的方法。 造成共模骚扰的原因主要是接地与屏蔽,也就是当发现的噪声非常高时,则要先考虑 产品内的接地与屏蔽的问题。而造成差骚扰模的原因则主要是线的问题,包括电路板上的布

抗干扰滤波器在电磁兼容设计中的作用要点

抗干扰滤波器在电磁兼容设计中的作用 干扰滤波在电磁兼容设计中的作用大多数电子产品设计师对干扰滤波器的认识一般局限在:“电子产品要通过电源线传导发射试验和电源线抗扰度试验,必须在电源线上使用干扰滤波器”。而对于干扰滤波器的其它作用了解很少,这就导致了产品设计完毕后,往往不能通过其它试验项目,例如辐射发射、辐射抗扰度、信号线上的传导敏感度等试验。实际上,电磁干扰滤波器对于顺利大部分电磁兼容试验以及保证产品的功能都是十分重要一类器件。当出现下面这些干扰问题时,往往是由于滤波措施不完善。 1.设备的机箱或机柜屏蔽十分完善,但是仍然产生超标的辐射发射; 2.独立的设备没有任何电磁干扰的问题(辐射发射和抗扰度完全合格),但是当连接上必要的外接电缆时,出现干扰问题; 3.在信号电缆线上注入电快速脉冲时,出现故障; 4.不能通过辐射抗扰度试验 5.不能通过电缆束上的传导敏感度试验 6.不能通过静电放电试验; 7.电缆中的导线之间或电缆之间相互干扰,导致设备不能实现预定功能。下面就如何用滤波器解决上述问题的方案作简单介绍。 1)虽然机箱或机柜屏蔽很好,但是辐射发射超标,或者不能通过辐射抗扰度试验 这是由于机箱或机柜上的外拖电缆起着天线的作用。天线的一个特性是互易性,也就是说:一个天线如果具有很高的辐射效率,那么它的接收效率也很高。因此,设备的外拖电缆既能产生很强的辐射,也能有效的将空间电磁波接收下来,传进设备,对电路形成干扰。由于某种原因,在外拖电缆上形成了干扰电流,这些电流从机箱内传导出来,并以电缆作为辐射天线辐射电磁波。解决这种问题的方法就是在电缆的端口处安装一只滤波器,将干扰电流滤除掉。 2)独立的设备没有任何电磁干扰的问题(辐射发射和抗扰度完全合格),但是当连接上必要的外接电缆时,出现干扰问题; 这个问题与第一类问题的本质相同,就是外拖电缆相当于天线。当没有电缆时,相当于没有辐射天线和接收天线,因此容易通过辐射发射和抗扰度试验,但是当拖上电缆后,这些电缆作为辐射天线和接收天线,导致设备的辐射增强、对外界空间干扰的敏感度提高。解决方法就是在电缆的端口处安装滤波器,将这些导体从空间接收到的电磁能量在它们到达电子线路之前滤除掉,另一方面,阻止电子线路中的干扰能量进入这些导体后借助导体辐射。 3)在信号电缆线上注入电快速脉冲时,出现故障; 我们知道电快速脉冲的频率是很高的,这些干扰通过电容耦合钳耦合进电缆,在电缆上形成干扰电流,这些电流一方面直接流进电路,对电路形成干扰,另一方面产生辐射,对电路形成干扰。解决方法就是采用屏蔽电缆和加装滤波器。 4)不能通过电缆束上的传导敏感度试验 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验,自然也可以通过在电缆端口处滤波的方式来解决。 5)不能通过静电放电试验; 静电放电对设备电路的影响很大程度上是由于静电放电电流周围的高频电磁场,这些电磁场由于频率很高,因此很容易被导线所接收,对电路形成干扰净,某设备在做静电放电试验时,发现当在活动面板上进行放电时,电路出现故障。经检查,发现面板后面是一束电缆,面板上的静电放电电流产生的电磁场在电缆束上感应出了噪声电流,形成干扰。在电缆的端口处安装滤波器后,问题解决。 随着开关电源的普遍应用,在电源线入口处安装滤波器已经是项必要的措施。因为开关电源工作在大功率脉冲状态,它会产生很强的电磁辐射,这些辐射感应到线路上形成传导发射。如果不使用滤波器,就没有可能通过满足电磁兼容试验。

电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析

《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》 ●背--景 ---为什么产品要通过EMC,EMC到底包含哪些测试项目和性能指标? ---为什么产品辐射、传导、静电、EFT问题总是解决不了,而自己又没有好的解决思路? ---为什么我的产品也增加了磁珠、电容、电感,但还是没有改善,这些器件到底该怎么应用?为什么产品问题总是后期出现,在现有基础上到底有哪些方法和措施整改我的产品? ---为什么我的产品在设计时EMC也考虑了,但是还不能解决所有问题? ---为什么一些理论在实际应用中总是不能真正解决问题? 对于企业领导和研发工程师而言,诸如此类的问题可谓太多,明白EMC测试项目和测试原理,掌握一些EMC测试整改和设计技能,这些都成了我们迫切需要研究和解决的重大课题。目前很多企业工程师在这块缺乏实践经验,很多相关知识都是网络和书籍上面了解,但是,一方面在解决实际问题时光靠这些零散的理论是不足的,另一方面,这些“知识”也有可能对EMC的实质理解造成一些误解,为帮助企业以及研发人员解决在实际产品设计过程中遇到的问题与困惑,我们举办此次《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》高级训练班,培训通过大量的实际产品EMC案例讲解,使得学员可以在较短时间内掌握解决EMC技术问题的技能并掌握EMC设计的基本思路!同时对企业缩短产品研发周期、降低产品研发与物料成本具有重要意义! ●特--色 ---系统性:课程着重系统地讲述产品EMC测试原理,产品出现各种EMC问题详细的整改思路与方法,课程以大量的案例来阐述产品EMC设计的思路与方法,以及不同

产品出现的各种问题EMC工作重点、工作方法、解决问题的技巧. ---针对性:主要针对产品各种EMC测试项目,及各种典型产品,在测试过程中出现的不同问题的时候解决的思路与方法,如何使产品经过合理的构架设计、电缆设计、滤波设计、PCB设计顺利通过EMC测试。 ---实战性:在整个培训课程中涉到多个案例,全面讲授产品问题整改和定位,设计的技巧。 ●收--益 本课程主要从EMC测试与案例分析出发,通过每个EMC案例的分析,向学员介绍有关EMC的实用设计与诊断技术,减少设计人员在产品的设计与EMC问题诊断中误区。同时通过案例说明EMC设计原理,让学员更好的理解EMC设计精髓.本课程的特点是案例多. 生动.直观.想象与原理精密结合。培训完成后一年内,可以通过邮件和电话免费解答企业EMC方面工程问题,作为培训内容完美补充。 【大—纲】(结合多个经典案例进行实战讲解) 1.电磁兼容基础 1.1 电磁兼容概述(30min)(9:00-9:30) 1.1.1 电磁兼容的定义 1.1.2 电磁兼容的研究领域 1.1.3 实施电磁兼容的目的 1.2 电磁兼容理论基础(45min)(9:30-10:15) 1.2.1 基本名词术语

无人机电气系统的电磁兼容性研究

无人机电气系统的电磁兼容性研究 专业: 电力电子与电力传动 关键词: 电磁兼容电磁干扰飞机电气工程 分类号: V279 形态: 共76 页约49,780 个字约 2.381 M内容 阅读: 内容摘要-全文目录-相似论文-下载全文 内容摘要 该文对电气系统的电磁环境效应进行了分析,根据干扰源和干扰传输特点确定电气系统中以分析低频信号干扰为主,在此基础上制订了研究的主要内容和方向。 论文分别从飞机电源系统、大电流电源线、电磁继电器和接触器、感性负载、雷击电流和屏蔽体设计等五个方面进行研究。 每个方面都包括了干扰产生的原因分析、仿真或实验验证、干扰抑制措施等。 在飞机电源系统中讨论了不同类型电源的干扰产生机理,相应给出了不同的滤波电路形式;大电流电源线问题的研究主要集中于对信号线的影响,根据计算和实验验证,提出在布线中的最小距离确定;电磁继电器和接触器作为开关元件,会产生火花和电弧干扰。 计算得出主控制盒中接触器对其他元件的干扰,并提出抑制方法;电气系统中感性负载较多,尖峰电压是最常见的干扰形式,通过仿真研究,确定了抑制措施;对于雷击电流进行了分析,依据屏蔽效能的计算与对比,确定屏蔽体的选择…… 全文目录 文摘 英文文摘 第一章绪论 1.1电磁兼容性研究的发展历程 1.2电磁兼容性研究的现状 1.2.1研究的主要内容 1.2.2研究的重要性和特点 1.3课题背景及意义 1.3.1课题来源 1.3.2电气系统简介 1.4课题的主要研究内容 第二章电磁兼容环境效应分析 2.1飞机的电磁环境效应分析

2.1.1系统内部干扰 2.1.2系统外部干扰 2.2电气系统的电磁环境效应分析 2.2.1概述 2.2.2电磁干扰源分析 2.2.3电磁干扰的传输方式 2.3电气系统电磁兼容性分析 第三章飞机电源系统的电磁兼容分析 3.1主电源的电磁兼容分析 3.1.1电源中存在的电磁干扰 3.1.2电源开关过程的影响 3.1.3电源的内阻对系统的影响 3.1.4主电源的滤波器设计 3.2交流电源的电磁兼容分析 3.3开关电源的电磁兼容性分析 3.3.1电磁干扰分析 3.3.2开关电源电磁兼容设计 3.4汇流条的滤波措施 3.5在实际系统设计中的应用 第四章大电流电源线的电磁兼容分析 4.1导线对导线感应耦合的一般原理 4.2大电流电源线的电磁兼容计算与设计 4.2.1低频大电流电源线的分析与计算 4.2.2高频大电流电源线的分析与计算 4.3实验验证 4.3.1实验数据及分析 4.3.2实验波形分析 4.4在实际系统设计中的应用 第五章电磁继电器和接触器的电磁兼容分析 5.1电磁干扰产生的原因 5.2大电流接触器的电磁干扰分析与计算 5.2.1接触器稳态工作时对微型继电器的影响 5.2.2接触器通断时对计算机信号线的影响 5.2.3接触器在通断时大电流的变化对微型继电器的影响5.3电磁接触器和继电器开关触头的保护 5.4在实际系统设计中的应用 第六章感性负载的瞬态干扰 6.1电磁干扰产生原因 6.2电磁干扰抑制的方法及其仿真研究 6.2.1并联电阻通路 6.2.2并联双向稳压管通路 6.2.3并联R-C网络 6.2.4并联二极管—电阻通路 6.2.5并联二极管通路

电磁兼容EMC设计指南

EDP电磁兼容设计平台专注EMC解决方案,规范EMC设计流程; 打造智能化的EMC设计平台。 1、企业面临的EMC设计应用现状 ?投入成本高,解决问题周期长;为解决产品EMC问题,不断进行测试验证, 反复的进行改版设计。 ?企业设计人员EMC知识储备不全面;解决EMC问题往往靠设计人员过去的 工作经验。 ?EMC设计流程不规范,EMC设计没有参透于电子产品开发过程各个阶段(总 体方案阶段、设计阶段、开发阶段、测试阶段、认证阶段等)。 ?公司技术文献和多年积累的产品开发经验不能良好的共享、消化,没有一个 系统将公司无形的技术经验转化为有形的产品开发技术要求。 2、企业面临的EMC问题 ?激烈的产品竞争要求企业开发的产品有更高的品质。 ?快速的市场变化要求企业有更高的产品开发效率。 ?高规格的EMC认证和EMC设计技术要求企业有更高的产品开发能力。 ?规范化的企业文化要求有更高效的产品开发流程。 3、EDP电磁兼容设计平台优势 ?赛盛技术多位专家10多年的经验融合荟萃; ?赛盛技术多项产品电磁兼容设计专利技术; ?智能化标准化项目管理设计平台 ?几十种典型接口电磁兼容解决方案; ?上百种PCB层叠电磁兼容设计方案; ?完整的电磁兼容布线设计规则; ?完整的结构屏蔽电磁兼容设计方案; ?多行业电缆与连接器电磁兼容解决方案; ?多行业、近百个产品实际电磁兼容设计验证与经验总结;

4、EMC设计平台介绍 利用计算机技术,整合人工智能、数据库、互联网等开发手段,对于现有的电磁兼容技术资源(包括各种设计规则,解决方案等)以及企业产品研发积累的技术检验等进行全面的管理和应用,实现现阶段对于企业电磁兼容的研发流程规范化和研发工程师电磁兼容设计的技术支持和辅助开发;未来电磁兼容专家系统一提供智能化技术支持(包括产品开发电磁兼容风险评估功能,自动检查和纠正电磁兼容设计功能、产品设计系统仿真和功能电路仿真等)为主要目标和发展方向。 电磁兼容设计平台:主要包括PCB设计、原理图设计、结构设计、电缆设计等四部分组成;系统依据用户设计要求和EMC设计要素,智能化输出相应的产品PCB设计方案、产品原理图设计方案、产品结构设计方案、产品电缆设计方案,然后用户依据产品信息保存方案(方案为标准技术设计模板,内容依据设计内容自动生成格式化的文件)。 使用电磁兼容设计(EDP)软件,会让我们很轻松的完成这些复杂困难的工作,用户输入产品产品设计的相关要素,软件就能够智能化输出产品EMC设计方案。 不管企业之前是否有电磁兼容设计经验?是否有电磁兼容设计规范?是否有电磁兼容标准化设计流程?是否有电磁兼容技术专家?企业在应用EDP软件后,EDP软件能够快速帮助企业解决以下方面问题: 1、快速提升企业产品电磁兼容性能:系统一旦使用上就能够快速地指导企业产品进行电磁兼容有效的设计工作,迅速提升企业产品的电磁兼容性能; 2、能够解决企业多型号产品同时开发,技术专家资源不够使用的情况:智能化的软件可以同时多款多个型号产品,不用设计阶段并行进行开发;能够在很短的时间内给出相应的设计方案,结合产品设计要求指导设计人员进行设计,不耽误产品由于专家资源不足而造成正常设计进度延误; 3、提高产品研发人员EMC技术设计水平:由于有规范化、标准化的方案输出,设计人员在进行新产品开发的时候,能够参考、学习标准化的技术方案;提升自身EMC设计知识水平,减少后期类似设计问题; EDP软件在手,EMC设计得心应手!

某综合任务控制设备电磁兼容试验的问题及整改

123 2019年04月/ April 2019 nvironmental Test Equipment E 环境试验设备 Abstract:To validate the EMI (electromagnetic interference) of the integrated mission control equipment, the EMC (electromagnetic compatibility) tests have been done according to GJB 151B-2013. The associated overproof test items were researched for the EMI problems, the mechanism of EMI was analyzed, the smooth passage of the test was derived from the corresponding solutions such as grounding, filtering and shielding. The solutions enhance the EMC of the equipment, and provide some guidance for the similar produces on EMC design. Key words:EMC; GJB 151B-2013; grounding; filtering; shielding 摘要:为了验证某综合任务控制设备的电磁兼容性,依据GJB 151B-2013对该设备进行了电磁兼容性试验,针对该设备出现的电磁干扰问题,研究了超标的相关试验项目,分析了电磁干扰产生的机理,提出了接地、滤波、屏蔽等整改措施,顺利通过了试验,提高了该设备的电磁兼容性,对类似装备产品的电磁兼容设计也有一定的指导意义。关键词:电磁兼容性;GJB 151B-2013;接地;滤波;屏蔽 中图分类号:TM15 文献标识码:A 文章编号:1004-7204(2019)02-0123-04 某综合任务控制设备电磁兼容试验的问题及整改 Analysis on Electromagnetic Compatibility Test for One Integrated Mission Control Equipment and Rectification 张苏南 (中国电子科技集团公司第二十七研究所,郑州 450047) ZHANG Su-nan (The 27th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Zhengzhou 450047)引言 随着我国海军国防建设的不断进步和舰船电子装备的投入使用,舰船电磁环境变得越来越复杂,装备产品的电磁兼容性已经逐渐成为制约舰船实际作战性能的重要因素之一[1]。某综合任务控制设备是某型舰船指挥控制系统的重要组成部分,在提高舰船电子战能力上发挥着重要作用,因此为了提高舰船整体系统的电磁兼容技术指标性能,必须保证该设备顺利通过GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》要求的各项试验[2]。 新标准GJB 151B-2013已替代GJB 151A-1997和GJB 152A-1997,电磁兼容试验的要求变得更加严苛。虽然新标准中辐射发射项目的限值提高了,但是试验方法的 要求也提高了,电源线必须至少保持2 m的裸漏,不能再对电源线采取屏蔽措施,只能从装备产品内部采取措施,这也对装备产品的电磁兼容设计提出了更高的要求 [3-5] 。 为了解决某综合任务控制设备电磁兼容性试验时出 现的超标问题,本文对超标的具体测试项目进行了研究分析,针对不同测试项目提出了相应的整改措施,顺利通过了电磁兼容试验,提高了该装备产品的电磁兼容性,保证了整个舰船指挥控制系统的作战性能。 1 试验中的问题与解决方法 某综合任务控制设备的工作平台为水面舰船,依据GJB 151B-2013的要求,必须测试的试验项目有

电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性要点

如何提升电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时,如何提升抗干扰能力和电磁兼容性? 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰? (1) 微控制单元时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。 (3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D 变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施? (1) 选用频率低的微控制单元? 选用外时钟频率低的微控制单元可以有效降低噪声和提升系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制单元产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3 倍。 (2) 减小信号传输中的畸变 微控制单元主要采用高速CMOS 技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA 左右,输入电容10PF 左右,输入阻抗相当高,高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端透过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。当Tpd〉Tr 时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。 信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3 到1/2 之间。微控制单元构成的系统中常用逻辑电话组件的Tr(标准延迟时间)为3 到18ns 之间。 在印制线路板上,信号透过一个7W 的电阻和一段25cm 长的引线,在线延迟时间大致在4~20ns 之间。也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2 个。 当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td〉Trd 的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。 用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则? 信号在印刷板上传输,其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。 (3) 减小信号线间的交叉干扰? A 点一个上升时间为Tr 的阶跃信号透过引线A B 传向B 端。信号在AB 在线的延迟时间是Td。在D 点,由于A 点信号的向前传输,到达B 点后的信号反射和AB 线的延迟,Td 时间以后会感应出一个宽度为Tr 的页脉波信号。在 C 点,由于AB 上信号的传输与反射,会感应出一个宽度为信号在AB 在线的延迟时间的两倍,即2Td 的正脉波信号。这就是信号间的交叉干扰。干扰信号的强度与C 点信号的di/at 有关,与线间距离有关。当两信号线不是很长时,AB 上看到的实际是两个脉波的迭加。 CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是迭加100~200mv 噪声并不影响其工作。若图中AB 线是一模拟信号,这种干扰就变为不能容忍。如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线的反面是大面积的地时,这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是,大面积的地减小了信号线的特性阻抗,信号

常见的电磁兼容问题及对策

如何顺利通过电磁兼容试验 ―认证检测中常见的电磁兼容问题与对策 1.概述 1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策 对一个电子、电气产品来说,在设计阶段就应该考虑其电磁兼容性,这样可以将产品在生产阶段出现电磁兼容问题的可能性减少到一个较低的程度。但其是否满足要求,最终要通过电磁兼容测试检验其电磁兼容标准的符合性。 由于电磁兼容的复杂性,即使对一个电磁兼容设计问题考虑得比较周全得产品,在设计制造过程中,难免出现一些电磁干扰的因素,造成最终电磁兼容测试不合格。在电磁兼容测试中,这种情况还是比较常见的。 当然,对产品定型前的电磁兼容测试不合格的问题,我们完全可以遵循正常的电磁兼容设计思路,按照电磁兼容设计规范法和系统法,针对产品存在的电磁兼容问题重新进行设计。从源头上解决存在的电磁兼容隐患。这属于电磁兼容设计范畴。 而目前国内电子、电气产品比较普遍存在的情况是:产品在进行电磁兼容型式试验时,产品设计已经定型,产品外壳已经开模,PCB板已经设计生产,部件板卡已经加工,甚至产品已经生产出来等着出货放行。 对此类产品存在的电磁兼容问题,只能采取“出现什么问题,解决什么问题”的问题解决法,以对产品的最小改动使其达到电磁兼容要求。这就属于电磁兼容整改对策的范畴,这是我们这次课程需要探讨的问题。 1.2 常见的电磁兼容整改措施 对常见的电磁兼容问题,我们通过综合采用以下几个方面的整改措施,一般可以解决大部分的问题:可以在屏蔽体的装配面处涂导电胶,或者在装配面处加导电衬垫,甚至采用导电金属胶带进行补救。导电衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属(铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳状簧片接触指状物等。 在不影响性能的前提下,适当调整设备电缆走向和排列,做到不同类型的电缆相互隔离。改变普通的小信号或高频信号电缆为带屏蔽的电缆,改变普通的大电流信号或数据传输信号电缆为对称绞线电缆。 加强接地的机械性能,降低接地电阻。同时对于设备整体要有单独的低阻抗接地。 在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器。 在可能的情况下,对重要器件进行屏蔽、隔离处理,如加装接地良好的金属隔离板或小的屏蔽罩等。 在各器件电源输入端并联小电容,以旁路电源带来的高频干扰。 下面,我们分别就电子、电器产品在传导发射、辐射发射、谐波电流、静电放电、电快速脉冲、浪涌等电磁兼容测试项目试验过程中较常出项的问题及解决方案和补救措施与大家共同探讨。 我们根据各项目的特点,将这些内容分为三大类分别进行讨论: 电磁骚扰发射类:传导发射、辐射发射 谐波电流类 瞬态脉冲抗扰度类:静电放电、电快速脉冲、浪涌冲击 2.电磁骚扰发射测试常见问题对策及整改措施 认证检测中常见电磁兼容问题与对策》中以AV和IT类产品为例加以详细探讨,在这儿仅进行一些提纲性介绍,不再深入展开探讨。2.1 电子、电气产品内的主要电磁骚扰源 设备开关电源的开关回路:骚扰源主频几十kHz到百余kHz,高次谐波可延伸到数十MHz。 设备直流电源的整流回路:工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz;高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。 电动设备直流电机的电刷噪声:噪声频率上限可延伸到数百MHz。 电动设备交流电机的运行噪声:高次谐波可延伸到数十MHz。 变频调速电路的骚扰发射:骚扰源频率从几十kHz到几十MHz 设备运行状态切换的开关噪声:噪声频率上限可延伸到数百MHz。

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