EMC设计认证高级班培训教材.pdf

1EMC设计认证高级班设计认证高级班掌握电磁兼容设计技术掌握电磁兼容设计技术?降低电路自身的干扰，完成功能设计计划降低电路自身的干扰，完成功能设计计划?顺利达到电磁兼容标准，降低开发成本顺利达到电磁兼容标准，降低开发成本?大大缩短开发周期，抢占市场先机大大缩短开发周期，抢占市场先机掌握电磁兼容技术的途径掌握电磁兼容技术的途径理解电磁兼容机理理解电磁兼容机理+丰富的实践丰富的实践培训内容?电磁兼容标准与测试电磁兼容标准与测试?地线干扰问题和抑制技术地线干扰问题和抑制技术?电磁屏蔽设计技术电磁屏蔽设计技术?电磁干扰滤波技术电磁干扰滤波技术?PCB电磁兼容设计电磁兼容设计?较完整的了解电磁兼容标准和测试技术较完整的了解电磁兼容标准和测试技术?掌握接地、屏蔽、滤波等关键技术掌握接地、屏蔽、滤波等关键技术?理解典型电磁干扰现象的机理理解典型电磁干扰现象的机理?提高产品电磁兼容设计的实战技能提高产品电磁兼容设计的实战技能?为电磁兼容技术的深造打下良好基础为电磁兼容技术的深造打下良好基础培训的目标2一电磁兼容标准与测试电磁兼容标准与测试?电磁兼容标准介绍电磁兼容标准介绍?电磁兼容测试介绍电磁兼容测试介绍电子产品的电磁兼容电子产品的电磁兼容电子设备220V电网电网负载传导干扰传导干扰传导干扰传导干扰辐射干扰辐射干扰电子设备220V电网电网负载外界传导干扰外界传导干扰外界辐射外界辐射外界传导干扰外界传导干扰雷击快尖峰雷击快尖峰ESD对外干扰要对外干扰要小小能抗外界能抗外界大大干扰干扰欧盟：EMC指令 89/336/EEC?电气电子产品必须满足相关EMC标准?一旦发现产品不满足标准，将采取一切措施使其在市场上消失电磁兼容标准产品EM C 标志：通过EM C 测试，得到EM C 认证典型EMC认证中国：CCC制度?CCC China Compulsory Certification?自2003年5月1日起，未获得强制性产品认证证书和未施加中国强制性认证标志的部分产品不得出厂、进口和销售。2002年5月1日开始受理这些产品的认证申请。电磁兼容标准美国：FCC?任一不满足FCC行政和技术要求（包括未能取得FCC的认证或检定）的电磁辐射体都不得工作，也不能投放市场。3欧洲电工标准化委员会，CENELEC欧洲电工标准化委员会，CENELEC 19731973欧盟欧洲电信标准协会ETSI欧洲电信标准协会ETSI美国美国国家标准委员会（ANSI）全国无线电干扰标准化技术委员会，1983全国电磁兼容标准化联合工作组，1996美国国家标准委员会（ANSI）全国无线电干扰标准化技术委员会，1983全国电磁兼容标准化联合工作组，1996中国主要EMC组织IEC 国际电工委员会，日内瓦，1906CISPR国际电工委员会，日内瓦，1906CISPR 国际无线电干扰特别委员会，消除10KHz以上频率范围的工业无线电干扰的所有问题，研究测量方法和测量仪器，研究由各种电的和电子的设备所引起干扰的允许电平等问题。TC77 国际无线电干扰特别委员会，消除10KHz以上频率范围的工业无线电干扰的所有问题，研究测量方法和测量仪器，研究由各种电的和电子的设备所引起干扰的允许电平等问题。TC77 电网谐波、电磁抗扰性电网谐波、电磁抗扰性电磁兼容标准干扰发射敏感度传导辐 射传 导辐 射电源线信号/控制线天线端口电场磁场电源线/信号线射频瞬态天线端口电场磁场静电放电EMC标准主要内容EM C 标准体系表电磁兼容标准基础标准基础标准电磁兼容标准电磁兼容标准通用标准通用标准产品标准产品标准被引用到被引用到被引用到被引用到4基础标准基础标准?基础标准规定了环境特征、试验和测量方法、试验仪器和基本试验装置，也规定不同的试验等级及相应的试验电平。基础标准规定了环境特征、试验和测量方法、试验仪器和基本试验装置，也规定不同的试验等级及相应的试验电平。?基础标准是制定其他EMC标准的基础，一般不涉及具体的产品。基础标准是制定其他EMC标准的基础，一般不涉及具体的产品。电磁兼容标准?通用标准规定了一系列的标准化试验方法与要求（限值），并指出这些方法和要求所适用的环境。即通用标准是对给定环境中所有产品的最低要求。(1.居住、商业和轻工业环境2工业环境)通用标准规定了一系列的标准化试验方法与要求（限值），并指出这些方法和要求所适用的环境。即通用标准是对给定环境中所有产品的最低要求。(1.居住、商业和轻工业环境2工业环境)?如果某种产品没有产品类标准，则可以使用通用标准。通用标准如果某种产品没有产品类标准，则可以使用通用标准。通用标准产品类标准产品类标准?产品类标准针对某类产品规定了特殊的电磁兼容要求（发射或抗扰度限值）以及详细的测量程序。产品类标准针对某类产品规定了特殊的电磁兼容要求（发射或抗扰度限值）以及详细的测量程序。?产品类标准比通用标准包含更多的特殊性和详细的规范，其测量方法和限值须与通用标准相互协调。产品类标准比通用标准包含更多的特殊性和详细的规范，其测量方法和限值须与通用标准相互协调。电磁兼容标准主要电磁兼容试验项目辐射干扰发射（电磁场）辐射干扰发射（电磁场）辐射敏感度测试（电场、磁场）辐射敏感度测试（电场、磁场）传导干扰发射（射频发射、谐波）传导干扰发射（射频发射、谐波）传导敏感度测试（电快速脉冲、浪涌）传导敏感度测试（电快速脉冲、浪涌）静电放电（直接、间接）静电放电（直接、间接）电磁兼容试验测试场地电磁干扰发射测试电磁干扰发射测试电磁敏感度测试电磁敏感度测试开阔场（难找到）屏蔽暗室(半电波暗室)根据具体测试要求，有在标准场地，也有在普通环境中的，但不应对周围其他设备造成不良影响。开阔场（难找到）屏蔽暗室(半电波暗室)根据具体测试要求，有在标准场地，也有在普通环境中的，但不应对周围其他设备造成不良影响。5辐射发射测试EUT旋转找最大面0.8m1 4m1、3、10 米天线测试仪开阔场长 轴长 轴 20 米米无突出金属反射物体无突出金属反射物体金 属 地 平 面金 属 地 平 面短 轴短 轴 17.32 米米天线与受试件距离天线与受试件距离 10 米米不同的天线在不同的天线在14米高度内变化，找出最强辐射值米高度内变化，找出最强辐射值受试件放在受试件放在0.8米高的木桌上米高的木桌上开阔场实例电波暗室通风板主室辅助室1滤波板或观察窗射频仪器柜电源滤波器屏蔽门6电波暗室实例天线转台吸波材料金属地板天线转台吸波材料金属地板辐射敏感度试验天线天线32103特定11试验场强 V/m 等级频率范围：80 1000MHz 32103特定11试验场强 V/m 等级频率范围：80 1000MHz?试验等级（严酷度等级）试验等级（严酷度等级）?干扰电场强度的波形(1kHz正弦波80%调幅)干扰电场强度的波形(1kHz正弦波80%调幅)?试验的实施试验的实施?用1kHz的正弦波对信号进行80的幅度调制后，在801000MHz频率范围内进行扫频测量，扫描步长为前一频率的1。?每一频点上扫描停留时间一般设为一秒钟，如果对产品有特别要求，可以延长停留时间。?受试设备应在发射天线的水平和垂直极化下进行试验。7?试验结果判定试验结果判定a.在试验过程中，设备的工作完全正常。b.在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤消干扰后，设备的功能可以自动恢复正常。c.在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但干扰撤消后，设备的功能需要人工复位后方能恢复。d.在试验中，受干扰的设备产生了不可逆转的损伤，包括元器件的损伤、软件或数据丢失等。a.在试验过程中，设备的工作完全正常。b.在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤消干扰后，设备的功能可以自动恢复正常。c.在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但干扰撤消后，设备的功能需要人工复位后方能恢复。d.在试验中，受干扰的设备产生了不可逆转的损伤，包括元器件的损伤、软件或数据丢失等。测试评估对于情形a，判为合格。对于情形d，判为不合格。情形b、c视具体情况而定。测试评估对于情形a，判为合格。对于情形d，判为不合格。情形b、c视具体情况而定。EUT测试仪传导发射测试50 ohmLISN0.8 m传导发射测试示例单单/三相三相LISNLISN电路结构电路结构提供提供50ohm 射频阻抗射频阻抗81：电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(EFT)1：电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(EFT)传导敏感度测试目的：评估通讯和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口对来自操作暂态过程(如开断感性负荷、继电器触头弹跳等)中的各种类型瞬变扰动的抗扰性。目的：评估通讯和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口对来自操作暂态过程(如开断感性负荷、继电器触头弹跳等)中的各种类型瞬变扰动的抗扰性。I/O、数据、控制端口电源端口、保护地等级重复频率kHz电压峰值kV重复频率kHz电压峰值kV50.2550.5150.551251523522.544开路输出试验电压(10%)和脉冲重复频率(20%)I/O、数据、控制端口电源端口、保护地等级重复频率kHz电压峰值kV重复频率kHz电压峰值kV50.2550.5150.551251523522.544开路输出试验电压(10%)和脉冲重复频率(20%)电磁兼容标准?快速瞬变脉冲群图示双指函数快速瞬变脉冲群图示双指函数容性卡钳距参考地100mm,轮流卡每根电缆EUT与参考地平面之间的距离大于100mm参考地平面的每个边要超出EUT100mm并与大地相连EUT与发生器或卡钳之间的电源线或信号线长度小于1米脉冲群信号源连辅助设备与端接电快速瞬变脉冲群试验布局电快速瞬变脉冲群试验布局电磁兼容标准耦合/解耦器电源脉冲输入电源脉冲输入EUT电源线上信号线上电源线上信号线上耦合钳，或在电缆上绕耦合钳，或在电缆上绕1m金属箔，产生约金属箔，产生约100pf耦合电容耦合电容电快速瞬变脉冲群试验脉冲注入原理电快速瞬变脉冲群试验脉冲注入原理?试验结果判定同辐射敏感度判据试验结果判定同辐射敏感度判据9电磁兼容标准2：雷击浪涌抗扰度试验(2：雷击浪涌抗扰度试验(Surge)目的：此试验一般用来模拟被测设备在不同环境下遇到的间接雷击，或开关切换过程中所造成的电压和电流浪涌。)目的：此试验一般用来模拟被测设备在不同环境下遇到的间接雷击，或开关切换过程中所造成的电压和电流浪涌。1.022.034.040.51开路试验电压(10%)kV等级1.022.034.040.51开路试验电压(10%)kV等级?组合波波形组合波波形10/700usVA信号电缆用的耦合解耦网络信号电缆用的耦合解耦网络接电网接辅助设备接电网接辅助设备EUT与发生器或耦合器之间的电缆小于2米EUT与发生器或耦合器之间的电缆小于2米保护地线要能够承受浪涌电流保护地线要能够承受浪涌电流?试验的实施试验的实施?电源端口、无屏蔽通信线路端口、无屏蔽互联线路端口都有相应不同的耦合网络。?在每个选定部位上，正负极性的干扰至少要各加5次，每次间隔1min。?浪涌冲击必须施加到线线和线地，进行线地试验时，如没有其它规定，试验电压必须逐次地施加到每一线路和地之间。?试验结果判定同辐射敏感度判据试验结果判定同辐射敏感度判据103：静电放电抗扰度试验(ESD)3：静电放电抗扰度试验(ESD)电磁兼容标准目的：模拟操作人员或物体在接触设备时放电及人或物体对邻近物体的放电，以考察通过导体直接耦合放电的影响和通过空间辐射耦合间接放电的影响。目的：模拟操作人员或物体在接触设备时放电及人或物体对邻近物体的放电，以考察通过导体直接耦合放电的影响和通过空间辐射耦合间接放电的影响。试验电压,kV等级试验电压,kV等级21218 3631548442421b 试验电压,kV等级试验电压,kV等级21218 3631548442421b 空气放电1a 空气放电1a 接触放电接触放电?静电放电电流的典型波形静电放电电流的典型波形电磁兼容标准放电电流放电电流 I电磁兼容标准静电枪结构静电枪结构水平耦合板水平耦合板1.6 0.8mEUT绝缘垫绝缘垫垂直耦合板垂直耦合板500mm正方形，距正方形，距EUT100mm直接对直接对EUT放电放电垂直板间接放电绝缘桌绝缘桌参考地板 1m2边沿比耦合板外延 500mm耦合板通过470k电阻接地对于落地设备，水平耦合板对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，垂直耦合板，EUT放在放在100mm厚的绝缘板上厚的绝缘板上水平板间接放电静电测量布局静电测量布局11?接触放电使用尖形放电电极。空气放电使用圆形放电电极。接触放电使用尖形放电电极。空气放电使用圆形放电电极。?接放电试验，放电电极对用户在使用中可能触及到的任何地方以及在带电维护和校正时可能触及的地方。如：金属簧片、机壳、机框、按键、螺丝、指示灯、开关等。接放电试验，放电电极对用户在使用中可能触及到的任何地方以及在带电维护和校正时可能触及的地方。如：金属簧片、机壳、机框、按键、螺丝、指示灯、开关等。?间接放电试验可对水平耦合板和垂直耦合板进行放电。间接放电试验可对水平耦合板和垂直耦合板进行放电。?试验速率1次/s，每个放电点至少在正负极性各放电10次。试验速率1次/s，每个放电点至少在正负极性各放电10次。?试验结果判定同辐射敏感度判据试验结果判定同辐射敏感度判据4：低压电气及电子设备发出的谐波电流测试4：低压电气及电子设备发出的谐波电流测试电磁兼容标准目的：规定了准备接入到公用低压供电系统中(频率为50Hz，电压为220/380V)每相输入电流不大于16A的电气、电子设备谐波电流发射的限值。目的：规定了准备接入到公用低压供电系统中(频率为50Hz，电压为220/380V)每相输入电流不大于16A的电气、电子设备谐波电流发射的限值。AC V1 3 5 7 9 11电流谐波电流谐波电磁兼容标准?设备分类设备分类?A类：平衡的三相设备以及除下述几类设备外的所有设备A类：平衡的三相设备以及除下述几类设备外的所有设备?B类：便携式电动工具B类：便携式电动工具?C类：照明设备(包括调光设备)C类：照明设备(包括调光设备)?D类：输入有功功率不大于600W，且输入电流具有下图所定义的特殊波形的设备D类：输入有功功率不大于600W，且输入电流具有下图所定义的特殊波形的设备设备分类流程谐波限值设备分类流程谐波限值12电流测量原理谐波测量仪示例电流测量原理谐波测量仪示例二 接地设计技术二 接地设计技术电磁兼容技术讲座?地的分类和作用地的分类和作用?常见地干扰问题常见地干扰问题?地的拓扑结构地的拓扑结构?实用接地技术实用接地技术?地的搭接地的搭接什么是地什么是地？接地设计技术?电子工程师：地是电路的基准电压电子工程师：地是电路的基准电压-信号地信号地?结构工程师：地是设备的金属外壳结构工程师：地是设备的金属外壳-金属机壳金属机壳?电工：地是大地，即地球电工：地是大地，即地球-安全地安全地安全地安全地接地设计技术220V0V大地大地电子设备的金属外壳与大地（Earth)相连接，其目的是防止当事故状态时金属外壳上出现过高的对地电压而危及操作人员和设备的安全电子设备的金属外壳与大地（Earth)相连接，其目的是防止当事故状态时金属外壳上出现过高的对地电压而危及操作人员和设备的安全+13信号地信号地接地设计技术电位基准点：电位基准点：设备内各电路的电压参考点电路2电路2电路1电路1电路3电路3信号电流流回信号源的低阻抗路径，为等位体。接地设计技术“理想的地-Z=0”，则不仅电器的电气安全和抗浪涌、快脉冲的能力会有足够的保证，而且由PCB地线电压驱动的线缆辐射发射也会消失。电器内部也不存在阻抗耦合和电源电压降落。对EMC改善很有利！VGVZ浪涌地反弹电流驱动辐射理想理想Z=0的地不存在！的地不存在！接地设计技术 实际的地（线或平面）存在阻抗，在实际的地（线或平面）存在阻抗，在EMC频段会存在电压降，不是等电位的！频段会存在电压降，不是等电位的！?电路中的回流走最小阻抗路径的，但该路径常不是我们主观设想的那条，地电流失控！电路中的回流走最小阻抗路径的，但该路径常不是我们主观设想的那条，地电流失控！导线的阻抗导线的阻抗接地设计技术Z=RAC+jL=1/(f )1/2RAC=0.076r f1/2 RDC深度深度r电流电流0.37II趋肤效应趋肤效应ACACSlR=l导线越短、截面积越大，其阻抗越小导线越短、截面积越大，其阻抗越小)()75.043.2ln(2.0HdllL=14导线的阻抗导线的阻抗接地设计技术频率 Hz d=0.65cm 10cm 1m d=0.27cm 10cm 1m d=0.06cm 10cm 1m d=0.04cm 10cm 1m 10Hz 51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429 7.14m 632 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115 200mV2mV-10mV10mV 20mV20mV 100mV100mV 200mVPCB地平面上的电压0102030405010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 f阻抗 ohm导线阻抗/频率曲线地线问题地环路地线问题地环路接地设计技术V VG GIVG 地公共阻抗引起磁场耦合引起如何减小地环路的影响？如何减小地环路的影响？接地设计技术源负载电路单点接地示意图(LF)电路单点接地示意图(LF)源负载混合接地示意图混合接地示意图C?改变接地方式改变接地方式15?案例案例接地设计技术不同接地方式对50kHz磁场干扰的相对衰减值。第一个电路的测量结果是基准。如何减小地环路的影响如何减小地环路的影响？接地设计技术CPVGVSVNRLC2VG12C1屏蔽金属屏蔽层必须接2点采用隔离变压器金属屏蔽层必须接2点采用隔离变压器如何减小地环路的影响如何减小地环路的影响？接地设计技术发送接收RLVGVS光耦器件Cp?采用光耦器件采用光耦器件如何减小地环路的影响如何减小地环路的影响？接地设计技术?采用共模扼流圈采用共模扼流圈发送接收RLVGVS16接地设计技术?采用共模扼流圈采用共模扼流圈VsR1R1RLLVGIN1IN2ISVS+VN=R1/LVN/VGRL/（RS+RL）Mf如何减小地环路的影响？如何减小地环路的影响？接地设计技术?采用平衡电路采用平衡电路VGRS1VS1RS2RL2RL1VS2 IN1IN2ISVL地线问题共阻抗耦合地线问题共阻抗耦合接地设计技术电路1电路2地电流I1ZgVNVN=I1ZgI1I2Z2Z1ZgV2V1V改进1改进217地的拓扑结构地的拓扑结构接地设计技术?浮地浮地?单点接地单点接地?多点接地多点接地?混合接地混合接地浮地浮地接地设计技术电路2电路2电路1电路1电路3电路3优点：电路与外部的地系统有良好的隔离，不易受外部地系统上干扰的影响缺点：电路上易积累静电从而产生静电干扰，有可能产生危险电压优点：电路与外部的地系统有良好的隔离，不易受外部地系统上干扰的影响缺点：电路上易积累静电从而产生静电干扰，有可能产生危险电压单点接地（串联）单点接地（串联）接地设计技术电路2电路2电路1电路1电路3电路3I1I2I3优点：简单缺点：存在共阻抗耦合优点：简单缺点：存在共阻抗耦合单点接地（并联）单点接地（并联）接地设计技术电路2电路2电路1电路1电路3电路3I1I2I3优点：没有共阻抗耦合缺点：接地线过多优点：没有共阻抗耦合缺点：接地线过多18单点接地单点接地接地设计技术电路电路?高频下接地导线的特性高频下接地导线的特性高频情况下接地导线与地系统须考虑传输线效应高频情况下接地导线与地系统须考虑传输线效应)2tan()0(tZjZc=)sinh()cosh()()sinh()cosh()(0000 xZUxIxIxZIxUxUcc=0 xtXU0I0U(x)I(x)UtItZt=0cZ,接地线长度接近四分之一波长时，其阻抗非常大接地线长度接近四分之一波长时，其阻抗非常大00.050.10.150.20.25012345678910abSZ(x)/Zc一般要求，接地线长度小于二十分之一波长一般要求，接地线长度小于二十分之一波长多点接地多点接地接地设计技术电路2电路2电路1电路1电路3电路3优点：尽可能少的高频干扰问题缺点：有地环路问题优点：尽可能少的高频干扰问题缺点：有地环路问题19混合接地混合接地接地设计技术电路2电路2电路1电路1电路3电路3电路1电路1f 10MHz混合接地混合接地接地设计技术实用接地技术实用接地技术接地设计技术?应根据电路的分类及特性来设计设备的地系统应根据电路的分类及特性来设计设备的地系统电源电路电源电路SPGSPG数字电路数字电路MPGMPG模拟电路模拟电路SPGSPG实用接地技术实用接地技术接地设计技术显示电路显示电路控制电路控制电路数字电路数字电路模拟电路模拟电路供电电路供电电路20PCB上的地PCB上的地接地设计技术噪声模拟数字噪声模拟数字实用接地技术实用接地技术接地设计技术模拟工作地模拟工作地数字工作地电源地保护地保护地汇流条电源地汇流条工作地汇流条机架接地点汇接点数字工作地电源地保护地保护地汇流条电源地汇流条工作地汇流条机架接地点汇接点实用接地技术实用接地技术接地设计技术?小型低速小型低速(1MHz(10MHz(10MHz)设备的工作地应与其金属机壳实现多点接地,接地点的间距应小于最高工作频率波长的1/20，且金属外壳单点接大地)设备的工作地应与其金属机壳实现多点接地,接地点的间距应小于最高工作频率波长的1/20，且金属外壳单点接大地/20PCB金属机壳金属机壳21保护器件接地设计保护器件接地设计接地设计技术在印制版上，1000V以上级别的雷击浪涌保护器件必须在印制版上，1000V以上级别的雷击浪涌保护器件必须单独设立保护地单独设立保护地。保护器件应尽可能靠近插座或印制板的边缘，保护地线应尽可能粗、短且均匀保护器件应尽可能靠近插座或印制板的边缘，保护地线应尽可能粗、短且均匀。一般地，保护地除了与保护器件相连以外不能与其它元器件和其它地线相连，保护地与其它焊盘、走线应隔离足够距离。保护地线应独立引出单板，接到后背板的保护地层上。一般地，保护地除了与保护器件相连以外不能与其它元器件和其它地线相连，保护地与其它焊盘、走线应隔离足够距离。保护地线应独立引出单板，接到后背板的保护地层上。扁平电缆的使用扁平电缆的使用最好较好差较好但端接困难最好较好差较好但端接困难扁平电缆接地设计技术搭接设计搭接设计接地设计技术目的:在两金属之间建立低阻抗通路目的:在两金属之间建立低阻抗通路?直接搭接直接搭接导体1导体1导体2导体2?间接搭接间接搭接导体1导体1导体2导体2导体3导体3搭接方法搭接方法接地设计技术?焊接焊接?搭接电阻极小搭接电阻极小?搭接性能稳定搭接性能稳定?永久性，不能变化永久性，不能变化?压力搭接压力搭接?存在一定的搭接电阻存在一定的搭接电阻?搭接性能不稳定搭接性能不稳定?灵活，可分开灵活，可分开?导电胶粘接导电胶粘接?简单简单?环境适应能力较差环境适应能力较差?机械性能、导电性能较差机械性能、导电性能较差22搭接要求搭接要求接地设计技术?间接搭接的金属导体应采用宽的导体条或编织铜带，不要使用细的导线。间接搭接的金属导体应采用宽的导体条或编织铜带，不要使用细的导线。?射频搭接应优先采用焊接，不允许用螺栓或螺钉来完成射频搭接射频搭接应优先采用焊接，不允许用螺栓或螺钉来完成射频搭接?搭接面尽可能大，避免点接触搭接面尽可能大，避免点接触?压力搭接应保证有足够的压力将搭接处夹紧压力搭接应保证有足够的压力将搭接处夹紧搭接要求搭接要求接地设计技术?搭接的表面处理搭接的表面处理?搭接前，金属面应清除不导电的膜层，保证相互接触的金属面是导电的搭接前，金属面应清除不导电的膜层，保证相互接触的金属面是导电的?搭接完成后，采取防潮和防腐蚀措施搭接完成后，采取防潮和防腐蚀措施?对不同金属进行搭接时，金属间的电化学电位差不超过0.6V对不同金属进行搭接时，金属间的电化学电位差不超过0.6V?尽量用相同的金属进行搭接尽量用相同的金属进行搭接三滤波设计技术三滤波设计技术电磁兼容技术讲座?滤波电路的滤波特性滤波电路的滤波特性?差模、共模干扰分析差模、共模干扰分析?实用滤波电路分析实用滤波电路分析?高频滤波技术高频滤波技术?滤波器的选择滤波器的选择?滤波器的使用滤波器的使用低通滤波电路的几种类型滤波设计技术T 型型L1 型L2型23低通滤波电路的滤波性能滤波设计技术?滤波电路的插入损耗与二端端接电路的阻抗密切相关！滤波电路的插入损耗与二端端接电路的阻抗密切相关！?当与电感端接的电路的阻抗很小，与电容端接的电路的阻抗很大时，滤波电路有好的滤波性能。即阻抗失配越大越好！当与电感端接的电路的阻抗很小，与电容端接的电路的阻抗很大时，滤波电路有好的滤波性能。即阻抗失配越大越好！?在某些频率点，LC电路可能产生谐振，这种情况下，滤波电路不仅不能对干扰进行抑制，反而会使之加强。可适当添加阻尼进行改善！在某些频率点，LC电路可能产生谐振，这种情况下，滤波电路不仅不能对干扰进行抑制，反而会使之加强。可适当添加阻尼进行改善！差模干扰与共模干扰分析滤波设计技术?差模（DM）干扰?共模（CM）干扰IDMICMVCMICM实用滤波电路分析滤波设计技术LNPEC1L1C2C3L2L3C5C4C1、C4、C5：X电容C2、C3：Y电容L1：共模扼流圈L2、L3：差模电感滤波设计技术?共模扼流圈共模扼流圈?差模电流的磁通相互抵消，不易磁饱和?一般在铁氧体上绕制，电感量L较大?存在少量的漏磁，可抑制差模干扰?差模电感差模电感?受到差模电流磁饱和的限制，一般在铁粉磁芯上绕制，L较小24滤波设计技术?Y电容电容电容量受到产品安全性要求(漏电流)的限制UfICY20 10000r 10000)，用作大电感量共模扼流圈的磁芯铁氧体：易饱和、导磁率高，常用作共模扼流圈的磁芯)，用作大电感量共模扼流圈的磁芯铁氧体：易饱和、导磁率高，常用作共模扼流圈的磁芯高频滤波技术滤波设计技术?大小电容并联大小电容并联大容量C大容量C1 1小容量C小容量C22C1/C2:10 100Z电容并联LC 并联电感并联电容并联LC 并联电感并联小电容小电容大电容大电容ff1f2滤波设计技术?使用三端电容器使用三端电容器T型滤波电路型滤波电路该引线电感有害，应尽量小该引线电感有害，应尽量小?滤波设计技术?采用穿芯电容采用穿芯电容金属板隔离输入输出端金属板隔离输入输出端ILf普通电容普通电容穿心电容穿心电容26滤波设计技术?采用铁氧体（磁环、磁珠）采用铁氧体（磁环、磁珠）ZZ=j L+RfRZFL)()1(log2010dBZZZILTSF+=滤波设计技术?铁氧体的阻抗铁氧体的阻抗f(Hz)Z()1M 10M 100M 1G 1101001000Ur=125Ur=2700Ur=850f(Hz)Z()1M 10M 100M 1G 1101001000One turnTwo turns滤波器的作用滤波设计技术?对沿导线传播的电磁骚扰进行抑制，使设备满足传导发射要求和抗扰性要求。对沿导线传播的电磁骚扰进行抑制，使设备满足传导发射要求和抗扰性要求。?与金属屏蔽体一起构成完整的屏蔽体系，使设备满足辐射发射要求和抗扰性要求。与金属屏蔽体一起构成完整的屏蔽体系，使设备满足辐射发射要求和抗扰性要求。信号滤波器信号滤波器电源滤波器电源滤波器电源滤波器的选择滤波设计技术?额定电流/电压：额定电流/电压：适当裕量即可适当裕量即可?阻抗特性：阻抗特性：失配即可失配即可?滤波性能滤波性能插入损耗插入损耗20dB裕量20dB裕量/带宽覆盖带宽覆盖?安全性要求安全性要求27滤波设计技术?失配表失配表负载阻抗高负载阻抗高负载阻抗低负载阻抗低源内阻高源内阻高源内阻低源内阻低L型至源至负载至源至负载型至源至负载双L型T 型至源至负载至源至负载双T 型至源至负载双型L型至源至负载至源至负载双L型LNPEX 电容损坏导致线间短路Y 电容损坏导致电击危险；大的漏电流危及人身安全滤波设计技术?安全性要求安全性要求滤波设计技术?最大工作电压：250VAC，50/60Hz最大工作电压：250VAC，50/60Hz?工作频率：DC工作频率：DC400Hz400Hz?最大漏电流：1mA最大漏电流：1mA?耐压测试线耐压测试线地：2000VAC，1分钟线地：2000VAC，1分钟线线：1700VAC，1分钟线：1700VAC，1分钟?温度范围：-2585温度范围：-2585?额定电流：10A at 40 额定电流：10A at 40?插入损耗：列表或图示插入损耗：列表或图示滤波器技术条件（举例）滤波设计技术不存在通用或普适的滤波器不存在通用或普适的滤波器!?滤波器的滤波性能与设备的阻抗特性密切相关?滤波器的滤波性能可能随设备运行状态的变化而改变?滤波器是否满足要求只能由实际的测试来确定28滤波器的合理安装使用滤波设计技术滤波器的使用正确与否对其高频滤波性能的影响很大，只有正确使用，才能达到预期的效果。滤波器的使用正确与否对其高频滤波性能的影响很大，只有正确使用，才能达到预期的效果。滤波设计技术Z预期干扰电流路径实际干扰电流路径实际干扰电流路径滤波器滤波器滤波器的外壳必须与设备的金属机壳实现可靠的电气接触，设备的金属机壳应可靠接大地。滤波器的外壳必须与设备的金属机壳实现可靠的电气接触，设备的金属机壳应可靠接大地。滤波器滤波器绝缘漆绝缘漆PCB接地线接地线金属机壳滤波设计技术滤波器的输入输出引线应拉开距离，严禁并行走线和交叉走线。滤波器的输入输出引线应拉开距离，严禁并行走线和交叉走线。滤波器滤波器输入输出滤波器滤波器输入输出滤波器的输入、输出引线之间尽可能实现屏蔽隔离。滤波器的输入、输出引线之间尽可能实现屏蔽隔离。滤波器滤波器输入输出金属机壳金属机壳输入输出金属机壳金属机壳滤波器滤波器滤波设计技术金属屏蔽体上不允许有任何导线 穿过。当有导线穿过金属屏蔽体时，须使用馈通滤波器。馈通滤波器（穿芯电容）滤波连接器29四屏蔽设计技术四屏蔽设计技术电磁兼容技术讲座?基本理论基本理论?设计原则与要求设计原则与要求实心材料屏蔽效能的计算SE A R+B (dB)入射波入射波反射波透射波A-吸收衰减损耗R-反射损耗B-多重反射修正因子反射波透射波A-吸收衰减损耗R-反射损耗B-多重反射修正因子()(rrr)r=/cu屏蔽效能：屏蔽效能：SE=20 log10(E1/E2)dB例一：0.1mm铜板对平面波的屏蔽效能3456789100150200250300350400450500frequency SE(dB)屏效随平面波频率的变化对于平面波，金属材料作屏蔽体足以满足屏蔽要求例二：0.5mm铝板的屏蔽效能屏蔽设计技术1502 50平面波平面波00.1k 1k 10 k 10 0 k 1M 10 M高频时电磁波种类的影响很小高频时电磁波种类的影响很小电场波 r =0.5 m电场波 r =0.5 m磁场波 r =0.5 m磁场波 r =0.5 m屏效（d B）频率近场近场30实现良好电磁屏蔽的关键?尽量保证金属屏蔽体的导电连续性尽量保证金属屏蔽体的导电连续性?不让导线直接穿过金属屏蔽体不让导线直接穿过金属屏蔽体屏蔽设计技术实际屏蔽问题实际屏蔽问题屏蔽设计技术通风口通风口显示窗显示窗键盘键盘指示灯指示灯电缆插座电缆插座调节旋钮调节旋钮电源线电源线缝隙缝隙实际屏蔽机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙、通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等实际屏蔽机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙、通风口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等金属腔的谐振金属腔的谐振屏蔽设计技术任何封闭金属空腔都能产生电磁谐振现象。任何封闭金属空腔都能产生电磁谐振现象。)()()()(1502220MHzhkwnlmf+=hwl,knm,金属腔的长、宽、高，单位米。分别为 金属腔的长、宽、高，单位米。分别为0，1，2等正整数，但不能二个或三个同时取零。等正整数，但不能二个或三个同时取零。对于矩形空腔，其固有谐振频率为：对于矩形空腔，其固有谐振频率为：对于金属屏蔽腔，其谐振是有害的。当激励源使屏蔽腔产生谐振时，会使屏蔽腔的屏蔽效能大大下降。因此，在设计时，应使屏蔽腔的谐振频率避开产品的主要工作频率，使它们不一致。导体板上孔缝的影响屏蔽设计技术LLh31屏蔽腔上孔的影响（屏蔽腔上孔的影响（FDTD仿真）仿真）屏蔽设计技术孔：33 cm230cm30cm30cm频率：f屏蔽腔上孔的影响(f=30 0 M Hz)屏蔽腔上孔的影响(f=30 0 M Hz)屏蔽设计技术051015202530354045500102030405060SEe and SEm along the central linekshielding effectiveness(dB)SEeSEm屏蔽腔上孔的影响(f=2 70 0 M H z)屏蔽腔上孔的影响(f=2 70 0 M H z)05101520253035404550-50510152025SEe and SEm along the central linekshielding effectiveness(dB)SEeSEm屏蔽腔上缝的影响（有限元仿真）屏蔽腔上缝的影响（有限元仿真）屏蔽设计技术A：缝长边垂直天线轴：缝长边垂直天线轴B：缝长边平行天线轴：缝长边平行天线轴屏蔽腔上缝的影响（有限元仿真）屏蔽腔上缝的影响（有限元仿真）屏蔽设计技术32缝隙的处理缝隙的处理屏蔽设计技术电磁密封衬垫电磁密封衬垫缝隙缝隙电磁密封衬垫的种类电磁密封衬垫的种类屏蔽设计技术?金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的)?导电橡胶(不同导电填充物的)导电橡胶(不同导电填充物的)?指形簧片(不同表面涂覆层的)指形簧片(不同表面涂覆层的)?螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的)螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的)?导电布衬垫导电布衬垫金属丝网屏蔽衬垫金属丝网屏蔽衬垫屏蔽设计技术用金属丝钩织成的管状衬垫，便宜，耐用。可用于机柜，机箱的门、盖板的缝隙处屏蔽。用金属丝钩织成的管状衬垫，便宜，耐用。可用于机柜，机箱的门、盖板的缝隙处屏蔽。橡胶芯金属丝网屏蔽衬垫橡胶芯金属丝网屏蔽衬垫弹性好，可以防尘，可通过淋雨试验。可用于机柜，机箱的门、盖板的缝隙处屏蔽。弹性好，可以防尘，可通过淋雨试验。可用于机柜，机箱的门、盖板的缝隙处屏蔽。导电橡胶导电橡胶屏蔽设计技术可同时满足屏蔽和环境密封的要求可同时满足屏蔽和环境密封的要求指形簧片指形簧片屏蔽效能高，压力低，可以承受剪切力，耐用，弹性好。屏蔽效能高，压力低，可以承受剪切力，耐用，弹性好。33螺旋管衬垫螺旋管衬垫屏蔽设计技术导电布衬垫导电布衬垫可作为低闭合力的屏蔽衬垫，也可制成带状用于转角、连接处的屏蔽。可作为低闭合力的屏蔽衬垫，也可制成带状用于转角、连接处的屏蔽。不同屏蔽衬垫的特点不同屏蔽衬垫的特点屏蔽设计技术有滑动接触的场合；屏蔽效能要求较高的场合价格高屏蔽效能高；允许滑动接触；形变范围大有滑动接触的场合；屏蔽效能要求较高的场合价格高屏蔽效能高；允许滑动接触；形变范围大指形簧片指形簧片有良好压缩限位，需要环境密封和高屏蔽能效的场合；过量压缩时容易引起损坏屏蔽效能高；价格低；复合型能同时提供环境密封和电磁屏蔽作用有良好压缩限位，需要环境密封和高屏蔽能效的场合；过量压缩时容易引起损坏屏蔽效能高；价格低；复合型能同时提供环境密封和电磁屏蔽作用金属螺旋管金属螺旋管设备不能提供较大压力的场合湿热环境中容易损坏柔软；价格低