经典电磁兼容

电磁兼容remida制作电磁兼容•电磁兼容的简介•电磁兼容的常用指标*•电磁兼容问题产生的原因•电磁兼容设计方法简述*•电磁兼容的整改为什么要掌握电磁兼容技术•因为：•大量的电子设备在同一电磁环境中工作，电磁干扰的问题呈现出前所未有的严重性；•数字电路在工作时，会产生很强的电磁干扰发射。不仅使产品不能通过有关的电磁兼容性标准测试，甚至连自身的稳定工作都不能保证；•电磁兼容标准的强制执行使电子产品必须满足电磁兼容标准的要求；•电磁兼容性标准已成为西方发达国家限制进口产品的一道坚固的技术壁垒。国外电磁兼容的发展•1833年法拉弟发现电磁感应定律，指出变化的磁场在导线中产生感应电动势•1864年麦克斯韦引入位移电流的概念指出变化的电场将激发磁场，并由此预言电磁波的存在•1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在•1945年开始，美国颁布了一系列电磁兼容方面的军用标准和设计规范，并不断加以充实和完善，使得电磁兼容技术得到快速发展。•苏联在1948年制订了“工业无线电干扰的极限允许值标准我国电磁兼容的发展现状•八六年我国出台GJB151-86标准后，电磁兼容问题逐步得到重视，到九七年颁布并强制执行了GJB151A—--97既《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》；GJB152A—97既《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》电磁兼容国军标及保密委标准后，电磁兼容技术水平提高很快。•目前已制定国家标准及军用标准三十余个，标准要求基本等同与国际标准和美军标电磁兼容带来的问题•早期人们普遍认为电磁干扰的后果，大都是不十分严重的。不过是收听不好广播，看不好电视，通信杂音增加等等。但随着自动控制技术的广泛应用与所控制对象的日趋重要，使得电磁兼容问题日益突出。•在炼钢厂，控制桥式起重机的电子电路受到干扰，而使正在吊运的钢水包中的钢水不受控地倾倒在车间地面上，并造成了人身事故。•个戴生物电假肢的骑摩托车者，当行驶在某处高压送电线下方，由于假肢控制系统受到电磁干扰而导致失控，随之而来的当然是人仰车翻。科技的进步需要良好的电磁环境•算机极领域的发展，除了对电磁环境的恶化有其贡献之外，反过来，它本身也要求“干净”的电磁环境。•计算机外界电磁干扰主要来源于射频、工频电源、静电及雷电脉冲等四类。实验证明，在距微机6m处开关电流为10A的交流感性负载，其接触器触头电弧产生的干扰足以使计算机产生误动作。•近20年来统治计算机工业的PC机时代将要过去。不难预计，当人们的办公桌上再也看不见计算机，出席会议时也不再携带笔记本电脑，而代之以手持的PAD时，对电磁环境的要求还是蛮严酷的。电磁兼容的具体要求电磁兼容的具体要求电磁兼容五项•CE102:10Khz—10MH在电源线传导发射。•CS101：25Hz—50KHz电源线传导敏感度•CS114：10Khz—400MHz电缆束注入敏感度•RE102:10KHz—18GHz电场辐射发射•RS103：10KHz—40GHz电场辐射敏感度•GJB与GB的对比•=L06oBQ-KtfXJMGjibQLFd9jMCg5ClnVG03xN1Sf03PmXjOxIkQpGmSfY5EL_GV0ifjTZIkwQz1WHsZwReedVxK-4IvgCNqYDdfguOyweiWO电磁兼容产生的原因电磁兼容产生的原因•系统要发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。•在解决电磁兼容问题时，从这三个因素入手，消除任何一方面因素就能解决电磁兼容的问题。解决电磁兼容问题的途径•电磁兼容可通将干扰抑制到电子系统正常工作电平以下实现。这种兼容一般通过滤波器及滤波元件或设备屏蔽获得。所以说，切断耦合路径是处理电磁兼容问题的主流方法。硬件设计中应注意的问题•波形的选择•电路参数的选择•电路工作状态的选择•逻辑电路的选择•大功率易损元器件的选择•PCB设计时的EMC要求•整机装配时的EMC要求常见的电磁干扰•传导干扰•辐射干扰传导干扰~~共模干扰与差模干扰的产生VVICMICMICMIDM抑制共模干扰共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯不会饱和。有意增加漏磁，利用差模电感抑制差模干扰CTL反电感中磁芯的选择铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯铁氧体：最常用锰锌：r=500~10000，R=0.1~100m镍锌：r=10~100，R=1k~1Mm超微晶：r10000，做大电感量共模扼流圈的磁心电感量与饱和电流的计算SD1D2饱和电流：Imax=BmaxS(D1-D2)/2L电感量：L（nH）=0.2N2rS(mm)ln(D1/D2)电感量厂家手册给出厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则L（nH）=ALN2电磁兼容设计对信号的影响滤波器的设计•预估干扰频率•确定滤波器阶数•根据阻抗要求选择合适的滤波电路•确定滤波器件参数预估干扰频率预估干扰频率可使滤波器在该频率附近得到最好的滤波效果，减小滤波设计成本与复杂性。同时可有效减小插入损耗，降低辐射干扰减小功率损失。例如常见开关电源干扰频率在80KHz—400Khz。干扰集中在该频段及其谐波分量上确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=2420至少4阶滤波器10100120=201阶滤波器就可以了为了保险，可用2阶欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度选择合适的滤波电路源阻抗电路结构负载阻抗高C、、多级高高、多级低低反、多级反高低L、多级L低规律：电容对高阻，电感对低阻确定滤波器件参数LCRRL=R/2FCC=1/2RFC对于T形（多级T）和形（多级）电路，最外边的电感或电容取L/2和C/2，中间的不变。滤波器的错误安装PCB滤波器滤波器输入线过长输入、输出耦合PCB滤波器的错误安装滤波器绝缘漆PCB滤波器通过细线接地，高频效果很差！接地线滤波器的正确安装滤波器PCB滤波器直接接地尽量短输入、输出线隔离滤波器安装在线路板上时，在电源线入口处增加一只高频共模滤波器电源PCB滤波电路辐射干扰--电场辐射干扰分为电场与磁场辐射对于电场辐射使用密闭的机壳可把辐射屏蔽在机壳内部从而切偶和路径。注：光有对高频电场的屏蔽效果极差。必须将机壳良好接地才行辐射干扰—磁场•高频交变磁场在导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路，闭合电路中的磁通量在不断发生改变，所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就像一圈圈的漩涡。此时磁场通过感电场以热的形式消耗。电磁兼容的整改•整改的前提是定位，没有定位过程的整改就像无头的苍蝇一样到处乱撞，有的时候即使问题搞定了，也不知道哪些整改措施是必须的，哪些是多余的（带来附加成本）•定位有两种手段：一种是直觉判断，需要完全依靠积累的EMC经验来判断，另一种是比较测试，依靠测试仪器和EMC经验的结合来对问题进行详细的定位判断。电磁兼容的整改—传导电磁兼容的整改—传导参考资料•国军标与国标的指标对比•=L06oBQ-KtfXJMGjibQLFd9jMCg5ClnVG03xN1Sf03PmXjOxIkQpGmSfY5EL_GV0ifjTZIkwQz1WHsZwReedVxK-4IvgCNqYDdfguOyweiWO•GJB151A-97资料•=view•电磁兼容EMC设计及测试技巧•=ixUmKCW2wqTcDqB5aXr1hftEbfFu7wCDAH3KGhgqFwm8cGhpu1ismdwrkYAHdSWNUwh6wDiMO3VQacw4cxav2e7X5mMm8EuaVuddQvoc4QO•电磁兼容设计技术指南•=JhRBOl9VTyzYXP2rdHEYgQnv4tqdoYHNUJrN04yL1fJqL9vyKwFYy6JsQ2BGFjpLU-ezibI6ZTVLZAJGUa_C2F07X1MmyKJsUvm4gctA-3a•电磁兼容技术发展历程•=tYYRwwPdLnrg01QKcBfu9w1fnh-Bo3m9ST0nx9nU4PRTFJcLnQAHdwU0DiTm3beQnlVJnBOMfFYRs4-lbMIUjBWWQeOc-yhhGy505XpQpri