电磁兼容200706a

电磁兼容及其实现方案,沙斐北京交通大学电磁兼容实验室,EMC要求,元器件,电路,设备,系统,都必须互不干扰，正常工作，达到电磁兼容。,构成干扰三要素,EUT,EUT,骚扰源,传输途径,敏感设备,空间辐射的电磁波导线传导的电压电流,任何电子电气设备都可能是骚扰源，也可能是敏感设备。,传输途径,一.空间辐射差模电流辐射(磁场天线)和共模电流辐射(电场天线)远场/2电磁感应近场/2电磁耦合二.导线传导共阻抗耦合共电源线差模方式共地（回流）线差模方式地环路干扰地电位差共模方式周围强场共模方式,共模和差模,差模电流：信号线-回流线电流，大小相等方向相反；差模电压：信号线-回流线间电压；共模电流：线-大地间电流，方向相同；共模电压：线-大地间电压有用信号都是差模的，骚扰可能是差模的，也可能是共模的。,空间辐射电磁波,电场天线磁场天线根据麦克斯韦方程，变化电场产生变化磁场，变化磁场产生变化电场。设备内每个电路都可能是天线，机壳和电缆都可能是天线的一部分。,设备内天线示意图,信号源传输线负载组成电流环路，相当于磁场天线所有信号环路、电源供电环路、输入和输出环路,都相当于磁场天线,磁场天线,电场天线,磁场天线的差模电流辐射,平行双线环路在远场时的电场强度,敏感设备接受空间干扰,设备内的天线是互易的，既可发射，也可接受。磁场天线的接收（场-电路的干扰）：电场天线的接收：（场-电缆的干扰）,减小差模电流辐射的措施,尽量减小环路面积,#镜像层优先选用地层，而不是电源层.#适当选择布线层进行时钟布线,1布线层（好）2地层3布线层（最好）4电源层5-地层6布线层（好）(a)某六层板的分层,1布线层（好）2地层3电源层4布线层（一般）(b)四层板的分层,多层印制板的分层,四层板的时钟线跨层布置,#布线注意：时钟线跨层时，必须加接地通孔,减小差模电流辐射的措施2,频率越高，辐射越强，所以应尽量减小有用信号的高次谐波成分。1.模拟信号减小失真2.数字信号-增加上升时间3.无用噪声-根据产生机理进行抑制,骚扰的频谱分析,骚扰的频谱分析（续）,信息技术设备的工作信号是数字脉冲信号，具有很宽的频带，从电磁兼容角度应该考虑的最高频率为时钟频率的1020倍或者为1/tr,tr为脉冲的上升沿时间，即脉冲的前沿越陡峭或脉冲的重复频率越高，则脉冲包含的高频能量越大。,切断电感负载产生的脉冲噪声,1、有刷电机、继电器、电磁阀、高压点火线圈等都是电感负载。2、如开关是晶闸管，关断时会产生浪涌。3、在线圈、开关触点或开关管二端并联吸收回路。4、在振荡回路中串接阻尼电阻。,减小差模电流辐射的措施3,采取屏蔽方法机箱的屏蔽效能由孔缝直径决定，机箱孔缝等效于二次发射天线。孔缝长度等于半波长的整数倍时，漏泄能量最大。对于固定的孔缝长度，频率越高，泄漏越严重。,机箱屏蔽的改进,设计中使缝隙尺寸满足要求:商用设备：d共模源不对称电场天线。,2、电压驱动模式：信号电压架空金属对地的电位差（共模源）耦合电容C不对称电场天线。,共模电流辐射的抑制方法,使用铁氧体磁环共模去耦电容共模电源滤波器采用屏蔽电缆、屏敝连接器改进产品内部结构的设计与布置,铁氧体滤波器及其等效电路,抑制原理和注意事项,铁氧体磁环在高频时呈电阻性，所以能消耗高频共模电流。共模电流在连接线上是有一定分布的，因此铁氧体磁环应放在电流较高的位置上，一般放在连接线的引出处。铁氧体磁环是否起作用取决于共模天线的阻抗。,带共模去耦器的插座和穿心电容,专用EMC地,采用屏蔽电缆和屏蔽连接器,如果要求传输信号的速率较高，边缘较陡，则串接滤波器就可能把有用信号的高频部分也滤掉，从而影响信号的正常传输。这时就只能采用屏蔽的方法。屏蔽层应保持电连续性和一致性，要求电缆屏蔽层和连接器插头的金属外壳要有360度的完整搭接，不能出现“猪尾巴”现象。,共模电源滤波器,电源滤波器的正确安装,改进产品内部结构的设计与布置,印制电