[2017年整理]关于EMI设计的精品资料5
84页1、电磁兼容设计讲座可靠性部谢玉明电磁兼容讲座系列定义z电磁兼容(EMC): z Electromagnetic Compatibilityz电磁干扰(EMI): z Electromagnetic Interferencez电磁敏感性(EMS: z Electromagnetic Susceptibility为什么要考虑EMC?z 国内外技术壁垒、强制要求z 产品的可靠性EMI试验:(参照CISPR22/GB9254)传导发射试验 辐射发射试验EMS试验 (GB/T17626.系列)静电放电抗扰性试验(.2) 射频电磁场辐射抗扰性试验(.3) 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验(.4) 雷击浪涌抗扰性试验(.5) 射频场传导抗扰性试验(.6) 工频磁场抗扰性试验(.8) 电压瞬时跌落,短时中断和电压渐 变的抗扰性试验(.11)何时解决EMC生产进程可采取的措施解决EMC的成本设计生产使用EMC 三要素z 干扰源z 敏感设 备z 传播途 径EMC设计z接地(Grounding)z屏蔽(Shielding)z滤波(Filtering)z内部设计(PCB板EMC设计三阶段z问题解决阶段z规范设计阶段z
2、分析预测阶段接地(Grounding)z接地的目的一是防电击,一是去除干扰 。可将接地分为两大类:z安全接地(Safety Grounding)z信号接地安全接地(Safety Grounding)z安全接地是指接大地(Earthing),也就是 将电气设备的外壳以低阻抗导体连接大当人 员意外触及时不易遭受电击。信号接地z信号接地除提供参考点之外,同时还可 以大量消除杂讯的干扰。由于杂讯本身的特 性,考虑接地时有不同的处理方法:z 单点接地 z 多点接地 z复合式接地单点接地z系统或装备上仅有一点接地,分为:z串联单点接地;z并联单点接地;串联单点接地x若系统各线路或装备所产生或需要的能量变化太 大,则不适用串联单点接地,因为高能量的线路或装备 所产生大量的地电位会严重地影响低能量线路或装备的 正常运作。并联单点接地x并联单点接地最大的缺点是耗时费料,由于接地 线太多太长,以至增加各地阻抗,尤其在高频范围中更 加严重。多点接地z 在频率低于10MHz时,较适于单点接地。若在高频 (10MHz)情况下,由于接地线的长度以及接地电路的影 响,故单点接地无法达到去除干扰的效果,此时就得使用
3、多点接地。此时接地线的长度亦应尽量缩短。下图各接地点可视为机壳或接地板:复合式接地z复合式单点接地将线路或装备加以归类 ,而同时使用串联与并联法,可同时兼顾降 低杂讯以及减化施工与节省用料。机架系统的接地树(例背板背板背板背板背板工作地电源地保护地注意z由于频率的关系,无论何种接地方法均 应尽量缩短接地线,否则其非但增加阻抗, 同时更会产生辐射杂讯,因其作用有如天线 ,接地线的长度L/20。z不论何种接地法,最大的困扰均起自于 地电流的产生,因此去除地环路就成了设计 者的考验。接地环路下图即为接地环路的形成:打破接地环路的方法常用的电缆z双绞线z同轴电缆z带状电缆注意之一z接地线愈短愈好; z电缆屏蔽层终接时应环接; z电子线路中及低频使用时应规划不同的接地系统以配 合不同之回路(Return ),如信号、屏蔽、电源、机壳或组架 。唯这些回路最后可接在一起,然后以单点接地; z接地面应具有高传导性(Conductivity);z线路中之元件若经常产生大量的急变电流,则该线路 应备有单独的接地系统,或至少应备有单独之回路,以免影 响其它线路。 z低能量信号之接地应与其它接地隔离; z切忌
4、双股电缆分开安装;注意之二z低频宜采用单点接地系统,高频应采用多点接地系统 ; z良好的接地系统; z减少由共同导体所引入的杂讯电压,尽量避免产生接 地环路; z已接地的放大器接于未接地之电源,其输入导线之屏 蔽应接于放大器之接地点。若未接地之放大器接于接地之电 源,则输入导线之屏蔽应于电源端接地。高增益放大器之屏 蔽应接于放大器之接地点; z若信号线路两端接地,则所产生的接地环路易受磁场 及地电位差的干扰; z去除接地环路的方法有使用隔离变压器、光电耦合器 、差动放大器、扼流圈。搭接的功能z搭接是在两金属之间建立一低阻抗通路,其目 的在为电流提供一均称的结构体以避免干扰。 z处理良好的搭接能彻底发挥屏蔽与滤波的功能 ,减少接地系统中的射频电位差,以及电流环路, 并可防止静电产生,减少雷击与电磁脉冲的危险, 同时能防止人员误遭电击。 z然而未经仔细处理的搭接会增加干扰的程度, 此诚不良之设计较不设计为害更甚。搭接的形态z直接搭接:即搭接体间之直接连接; z间接搭接:即搭接体间以金属导线相连,其适 合于经常移动的装备,以及将安装防震垫Shock Mounts的装备,间接搭接时应特别注意共
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