电磁兼容知识培训

1、1产品电路设计对产品电路设计对EMC 的影响及标准总结的影响及标准总结 2 3.1 产品或设备内部布置 产品或设备 内部布置 产品或设备 内部布线 产品或设备 内部布局 3 3.1.1 产品或设备内部布局 功能单元和设备内部电路的分隔能把无用信号限制在有限范围内，以使无用信号和可能功能单元和设备内部电路的分隔能把无用信号限制在有限范围内，以使无用信号和可能 敏感的电路和导线有效地去耦。敏感的电路和导线有效地去耦。 在可能的地方使用模块式结构（有屏蔽外壳的功能单元）。 特别要把电源线滤波器、高电平信号电路、低电平信号电路放在不同的屏蔽隔舱内。 在设备内部采用屏蔽，例如用板或隔墙来分隔高电平源和灵

2、敏的接收器。 必要时输入电路用差分方式，输入信号用双绞线。 在整个音频敏感电路周围使用磁屏蔽，以减少同电源线之间的耦合。这样的方法可用 来有效地减少400Hz/50Hz交流声。 4 例如，在产品中，交流电源线的插座一般都在后面板，而电源开关经常在前面板，这样例如，在产品中，交流电源线的插座一般都在后面板，而电源开关经常在前面板，这样 机内的电源走线就很长。机内的电源走线就很长。 另外，还可以在直流输出线上加上磁珠或铁氧体磁环。 许多厂家对这种情况没有采取相应的措施，如采用屏蔽线或双绞线等。 这就会导致机内走线接收工作信号，并通过电源线传导出来。 又如，在微机中，电源虽然是屏蔽的，但电源的直流输

3、出线在屏蔽体之外。 如果直流输出线过长，就很容易将主板上的骚扰接收，传到交流电源线上。 因而在设计时，应尽量减小直流输出线的长度。 5 不好的布局：部件之间连线过长不好的布局：部件之间连线过长 好的布局：分布合理，连线合理好的布局：分布合理，连线合理 6 3.1.2 产品或设备内部布线 对于产品经常用来传递信号的扁平带状线，应采用地-信号-地-信号-地排列方式， 这样不仅可以有效地抑制骚扰，也可明显提高其抗扰度。 有些产品，内部走线十分混乱，各种走线胡乱捆扎在一起，又没有任何屏蔽、滤波、接 地措施。 这种内部走线方法，不仅传输高、低电平信号导线之间相互骚扰，也给后期采用屏蔽、 滤波等补救措施带

4、来不便。 正确的布线能大大地降低骚扰，不需增加工序，却可收到较满意的效果。因此在布线时 应做到： 机箱中各种裸露走线要尽可能短。 传输不同电信号的导线分组捆扎，并保持适当的距离，以减小导线间的相互影响。 将低频进线和回线绞合在一起，形成双绞线，其骚扰场在空间可以相互抵消，因而减 小骚扰并提高其抗扰性。 对能确定的辐射骚扰较大的导线加以屏蔽。 7 杂乱的布局：电脑杂乱的布局：电脑 杂乱的布线：服务器杂乱的布线：服务器 合理的布线：服务器合理的布线：服务器 8 不合理的布局布线：影碟机不合理的布局布线：影碟机 合理的布局布线：功放合理的布局布线：功放 9 3.2 导线的分类和敷设 导线的分类 和敷

5、设 屏蔽电缆的 连接 导线和电缆 的布线设计 10 3.2.1 屏蔽电缆的连接 带屏蔽的双绞线，信号电流在两根内导线 上流动，噪声电流在屏蔽层里流动，因此 消除了公共阻抗的耦合，而任何干扰将同 时感应到两根导线上，使噪声相消。 非屏蔽双绞线抵御静电耦合的能力差些， 但对防止磁场感应仍有很好作用。非屏蔽双 绞线的磁场屏蔽效果与单位长度的导线扭绞 次数成正比。 双绞线在低于100kHz下使用非常有效，但 高频下因特性阻抗不均匀及由此造成的波形 反射而效果受到限制。 11 同轴电缆有较均匀的特性阻抗和较低的损耗，使其从直流到甚高频都有较好特性。 无屏蔽的带状电缆 好的接线方式是信号与地线相间，稍次的

6、方法是一根地、两根信号 再一根地依次类推，或专用一块接地平板。 12 13 传输线为单芯屏蔽线，屏蔽层不与源端和负载端连接，源端和负载端传输线为单芯屏蔽线，屏蔽层不与源端和负载端连接，源端和负载端 均接本地地。以这种连接方式作为参照基准，其相对屏蔽效能为均接本地地。以这种连接方式作为参照基准，其相对屏蔽效能为0dB0dB 传输线为单芯屏蔽线，屏蔽层不与源端连接，但和负载端地连接，源传输线为单芯屏蔽线，屏蔽层不与源端连接，但和负载端地连接，源 端和负载端均接本地地。其相对屏蔽效能为端和负载端均接本地地。其相对屏蔽效能为0dB0dB 传输线为单芯屏蔽线，屏蔽层与源端和负载端地连接，源端和负载端传输

7、线为单芯屏蔽线，屏蔽层与源端和负载端地连接，源端和负载端 均接本地地。其相对屏蔽效能为均接本地地。其相对屏蔽效能为27dB27dB 传输线为双绞线，其一线在源端和负载端均接地，源端和负载端均接传输线为双绞线，其一线在源端和负载端均接地，源端和负载端均接 本地地。双绞线在本身具有磁屏蔽作用，但由于地环路存在使总的磁本地地。双绞线在本身具有磁屏蔽作用，但由于地环路存在使总的磁 屏蔽效能下降，其相对屏蔽效能只有屏蔽效能下降，其相对屏蔽效能只有13dB13dB。 传输线为屏蔽双绞线，屏蔽层在负载端单端接地，源端和负载端均接传输线为屏蔽双绞线，屏蔽层在负载端单端接地，源端和负载端均接 本地地。虽然屏蔽层

8、起到电场屏蔽作用，但并没有增加磁屏蔽效果，本地地。虽然屏蔽层起到电场屏蔽作用，但并没有增加磁屏蔽效果， 所以其相对屏蔽效能仍为所以其相对屏蔽效能仍为13dB13dB。 传输线为屏蔽双绞线，屏蔽层在源端和负载端均接地，源端和负载端传输线为屏蔽双绞线，屏蔽层在源端和负载端均接地，源端和负载端 均接本地地。由于屏蔽层的阻抗比信号线低，因此分流了很大一部分均接本地地。由于屏蔽层的阻抗比信号线低，因此分流了很大一部分 地环路噪声电流，从而增加了磁屏蔽效能，其屏蔽效能为地环路噪声电流，从而增加了磁屏蔽效能，其屏蔽效能为28dB28dB。如果。如果 干扰频率大于干扰频率大于 1MHz1MHz，地环路噪声电流

9、在屏蔽层外表面流动，这将进，地环路噪声电流在屏蔽层外表面流动，这将进 一步提高磁屏蔽作用。一步提高磁屏蔽作用。 14 3.2.2 导线和电缆的布线设计 n此处布线是指导线和电缆的布置。布线实际上包含了分开、隔离、分类捆扎和电缆安置 等一系列的内容。 电缆的连接： n电缆的连接不当会使电子/电气分系统的性能变坏。 n不仅因为外来骚扰信号会通过相互作用或耦合进 入系统/分系统中的连接电缆，对敏感设 备构成严重威胁； n n还可能因设计、还可能因设计、 分类（隔离）、分类（隔离）、 捆扎和走线等不捆扎和走线等不 当而产生问题。当而产生问题。 15 线分类及成束： EMIEMI控制的一个主要方面是把导

10、线和电缆分成和处理功率电平类似的等级。控制的一个主要方面是把导线和电缆分成和处理功率电平类似的等级。 这种分类的好处是：这种分类的好处是： EMI源和接收器分别以功率分类。 在同一线束或线扎中，邻近导线功率电平相差不会超过30dB。 按按30dB30dB功率电平分组的分类表如表功率电平分组的分类表如表3 3所示。所示。 设计原则： A.屏蔽导线： 屏蔽导线用于防止产生不必要的辐射或保护导线免受杂散场的影响。 把屏蔽层隔离开来，以防发生不必要的接地。 一般不要把屏蔽层用作信号回线。 双绞线有类似磁屏蔽作用。 16 B.敏感电路的保护： 用于保护音频敏感电路的屏蔽层仅一端接地。 永远不要把屏蔽层用

11、作音频敏感电路的回线。 用于射频敏感电路的屏蔽层两端要接地。 对于既属音频敏感又属射频敏感的电路，要选用紧密的屏蔽线对。扭绞间距离越短屏 蔽效果越好。屏蔽层两端要接地。 C.屏蔽电缆线的端接方法： 在要求高的场合屏蔽层要为内导体提供360的完整包裹，并用同轴接头来保证电场 屏蔽的完整性。 17 18 4.1 电磁兼容标准 GB4343.1-2009 家电产品电磁骚扰测试 标准编号：GB4343.1-2009 标准名称：家用电器、电动工具和类似器具的电磁 兼容要求第1 部分：发射 发布日期：2009.05.05发布实施日期：2010.04.01 实施代替标准：GB4343.1-2003 本标准等

12、同采用CISPR14-1：2005（第5.0版） 19 4.1.1 标准目的及适用范围 标准制定的目的： 是对家用电器、电动工具和类似器具的射频骚扰电平建立一个统一的要求，确定骚扰限值 描述测量方法和使运行条件和结果的分析标准化。 标准适用范围： 适用于其主要功能由电动机、开关或调节装置实现的器具产生的射频传导和辐射骚扰，特 意产生或者用于照明的射频能量除外。 这些器具包括：家用电器、电动工具、使用半导体装置的调节控制器、电动机驱动的电气医疗设备、 电玩具、自动售货机以及电影或幻灯投影仪。 包括在本部分范围内的还有： 上述提及设备的单独部件，诸如电动机、开关装置如(电源或保护)继电器，如果标准

13、中 未提及，则对这些单独部件没有发射要求。 20 在其他国家标准中明确地提出其射频范围内所有有发射要求的设备。 由机动车辆、船舶或飞机等供电系统供电的玩具不包含在标准范围内。 与器具安全性能有关的电磁现象的影响不包括在部分的范围内。 多功能设备： 同时适用部分不同条款和/或其他标准的多功能设备在使用相关功能时应满足每一条款/标 准的要求。 4.1.2 连续骚扰与断续骚扰 带换向器电动机以及装在家用电器、电动工具和类似器具内的其他装置可能会引起连续骚 扰。 连续骚扰可能是宽带的，如机械开关、换向器和半导体调节器等开关装置引起的；也可能 是窄带的，如微处理器等电子控制装置引起的。 对应 “宽带骚扰

14、”和“窄带骚扰”，标准分别规定了用准峰值检波器和平均值检波器测量的 限值。 不包括在本部分范围内的有：不包括在本部分范围内的有： 连续骚扰 21 断续骚扰 恒温控制的器具，程序自动控制的机器和其他电气控制或操作的器具的开关操作会产生断 续骚扰。 断续骚扰的影响随着在音像中出现的重复率和幅度而变化。因此，应区别不同类型的断续 骚扰。 断续骚扰测量示用符合标准5.1.1和GB/T 6113.101-2008中第4章规定的准峰值检波器接收 机测量。 断续骚扰的测试参见标准附录C：断续骚扰(喀呖声)测量导则。 4.1.3 端子端子连续骚扰电压连续骚扰电压 测量频率范围：148.5kHz30MHz （实

15、测频率150kHz30MHz ）应在整个频段内进行初 步观察或扫描。对于准峰值检波器测量，应至少在下列频率点和有最大骚扰的所有频率 点上给出记录值：160kHz，240 kHz，550 kHz，1MHz，1.4 MHz，2 MHz，3.5 MHz，6 MHz，10 MHz，22 MHz，30 MHz。 除电动工具外的所有器具，电源的相线和中线端子都应符合电源端骚扰限值。对器具的 附加端子以及装有半导体装置的调节控制器的负载和附加端子，适用 “附加端子”给出 的放宽限值。电动工具电源端子的限值按电动机的额定功率对应的相应限值；对于电动 工具的负载端和附加端适用 “附加端子”给出的限值。 22 A

16、、端子骚扰电压测量设备 准峰值检波器接收机应符合准峰值检波器接收机应符合GB/T6113.101-2008GB/T6113.101-2008中第中第4 4章的规定；章的规定； 平均值检波器接收机应符合平均值检波器接收机应符合GB/T6113.101-2008GB/T6113.101-2008中第中第6 6章的规定。章的规定。 注：准峰值检波器和平均值检波器可装在同一个接收机内。注：准峰值检波器和平均值检波器可装在同一个接收机内。 V V型人工电源网络是为受试器具的端子与参考地之间提供一个规定的高频阻抗，型人工电源网络是为受试器具的端子与参考地之间提供一个规定的高频阻抗， 同时把电源中无用的射频

17、信号与测试电路隔离开。同时把电源中无用的射频信号与测试电路隔离开。 使用使用GB/T6113.102-2008GB/T6113.102-2008中第中第4 4章规定的章规定的5050/50/50H(H(或或5050/50/50H+5H+5) )的的V V型人工型人工 电源网络。电源网络。 V V型人工电源网络与测量接收机之间用特性阻抗为型人工电源网络与测量接收机之间用特性阻抗为5050的同轴电缆连接。的同轴电缆连接。 测量接收机测量接收机 人工电源网络人工电源网络 23 断续骚扰测量设备应符合GB/T6113.101-2008中第10章的规定。只要准确度足够， 可以采用示波器的替代方法。 电压

18、探头电压探头 当测量不是在电源端子而是在其他端子上，如负载或控制端子，则使用电压探头。 当不能使用人工电源网络而且对受试器具或试验设备没有不良影响时，也可在电源 端子上使用电压探头测量，例如测量每相电流大于25A的电动机和加热装置。 电压探头由电阻值至少为1500的电阻器串联一个电抗值相对于电阻值可忽略(在 150kHz30MHz范围内)的电容器组成。 测量值应按探头与测量装置之间的电压分配校正。 模拟手模拟手 为了模拟使用者手的影响，对手持式设备在骚扰电压测量的过程中需要使用模拟手。 模拟手由连接至220pF20%的电容器串联51010的电阻器组成的RC 元件的一 端的金属箔组成；RC元件的

19、另一端接到测量系统的参考地。 模拟手的RC元件可装在人工电源网络的内部。 断续骚扰分析仪断续骚扰分析仪 24 B 、端子连续骚扰电压试验布置 台式器具：应放置在接地导电平面上方0.4m，与V型人工电源网络之间的距离为0.8m。 电源引线电源引线 V型人工电源网络应连接到电源线一端。V型网络的位置应与EUT相距0.8m。 骚扰电压通常在引线的插头端进行测量。 如果EUT电源引线超过连接所需的长度，应将超出0.8m的部分平行于电源引线来回 折叠形成一个长0.3m0.4m之间的线束。 其它引线其它引线 连接器具和辅助装置的引线和连接调节控制器或电池供电器具的电池的引线与电源线 一样处理。 通常不接地

20、的非手持式台式器具通常不接地的非手持式台式器具 落地式器具：应放置在与台式器具一致水平金属接地平板上方0.1m处，与地绝缘。 25 不接地的手持式器具不接地的手持式器具 首先，器具应按照非手持式器具进行测量。然后按规定使用模拟手进行附加测量。 通常要求接地操作的器具通常要求接地操作的器具 器具的放置应与V型人工电源网络相距0.8m处。 测量应在器具接地端子连接到测量装置的参考地的条件下进行。 其余要求与通常不接地的非手持式台式器具一致。 在非电源引线的引线端连接有辅助装置的器具的测量在非电源引线的引线端连接有辅助装置的器具的测量 超过1m的连接引线应按规定捆扎。当器具和辅助装置之间的连接引线是

21、永久地固定 在二者的端部，且引线的长度短于2m，或者引线是屏蔽的，屏蔽引线端子连接在器 具和辅助装置的金属外壳上，此种情况下不需进行测量。 对长于2m且短于10m的不可拆卸引线，其端子电压测量的起始频率应按下述公式确 定： fstart=60/L 式中：fstart端子电压测量的起始频率，单位为兆赫兹（MHz）； L器具与辅助装置间连接引线的长度，单位为米（m）。 装有半导体装置的调节控制器装有半导体装置的调节控制器 控制器输出端子应用0.5m1m长引线连接到正确的额定负载上。 除非制造商另有规定，负载应由白炽灯组成。 负载端骚扰电压测量用规定电压探头串联在接收机输入端进行测量。 26 骚扰功

22、率 n测量频率范围：30MHz300MHz n应在整个频段内进行初步观察或扫描。 n对于准峰值检波器测量，应至少在下列频率点和有最大骚扰的所 有频率点上给出记录值： n30MHz，45 MHz，65 MHz，90 MHz，150 MHz，180 MHz， 220 MHz，300 MHz。 n上述频率的容差为5MHz。 n如果在30MHz300MHz 频段内测量是在单一器具上进行，应至 少在下列每个频率点的附近的一个频率点上进行重复测量： n45 MHz，90 MHz，220 MHz。 n如果对各自的频率点在第一次和第二次测量中电平相差2dB或更 小，则保留第一次测量结果。 n如果相差大于2dB

23、，应重复整个频谱的测量并取每个频率点的 大 测量值。 27 电源线骚扰功率测量 n受试器具应放置在与其他导电体距离至少0.4m的非金属台上。 n测量引线应延伸成6m长一直线，以保证足够的长度容纳吸收钳和允许吸收钳移动寻找 到 大发射值。 n吸收钳夹住引线测量。 n吸收钳应沿引线移动直到在靠近器具的位置和与器具相距半个波长的距离之间找到 大 值。 n如果器具原来的引线短于所需的长度，应延长或用类似质量的电源引线代替。 n6m内应拆去任何由于尺寸原因不能通过吸收钳的插头或插座。 n如果在电源与在器具一侧的吸收钳之间的射频隔离不足，应在离器具6m处沿引线放置 一个固定的铁氧体吸收钳，这样可提高负载阻

24、抗稳定性和减少来自电源的外部噪声。 28 非电源引线骚扰功率测量 n辅助引线通常可由使用者延长时应用同质引线延长至大约6m长度。 n6m内应拆去任何由于尺寸原因不能通过吸收钳的插头或插座。 n如果辅助引线是永久地固定到器具和辅助装置且： n短于0.25m的，不在该引线上测量； n长于0.25m但是短于吸收钳长度两倍的，应延长到吸收钳长度的两倍； n长于吸收钳长度的两倍的，使用原引线进行测量。 n某引线测量时，如果不影响器具的运行，连接器具主体其他任何引线都应断开，或者 通过靠近器具的铁氧体环(或吸收钳)隔离。 n其次，在接到或可能接到辅助装置的每根引线上进行类似的测量，而无论器具运行时 是否需要该引线。 n吸收钳的电流互感器先指向器具主体测量，然后收钳的电流互感器指向任一辅助装置 再次测量。 29 端子断续骚扰电压 频率范围为 148.5kHz30MHz 在30MHz300MHz频段不规定断续骚扰限值。 30MHz以下的骚扰电平被认为也代表了30MHz以上的骚扰电平。 断续骚扰限值主要依赖于骚扰特性和喀呖声率N。 端子连续骚扰限值也适用于产生下列断续骚扰的所有器具： na) 除喀呖声以外的骚扰，或 nb) 喀呖声率大于等于30的喀呖声。 对于断续骚扰，喀呖声限值Lq 是在有关连续骚扰限值L上增加： n44dB N0.2，或 n20lg(30/N)dB