文档介绍：z 电子产品的电磁兼容设计
z 内容提要:
z 本文介绍了电磁干扰的基本概念及其危害的严重性和电磁兼容(EMC) 的基本理论,
z 并结合实例讲述了针对不同应用环境和目的的电磁兼容设计技术。
z 目录:
z 1、电磁干扰(EMI)基本概念
z 2、电磁干扰的危害
z 3、电磁兼容EMC设计:
z 系统电源的干扰-1
z 系统电源的干扰-2
z 迭加在正弦波曲线上的干扰--1
z 电磁干扰实例--1
z 电源入口的处理
z 电源和地线的设计:
z 采用轨线对方式布置电源线和地线
z 采用多层板,设计地层和电源层
z 电源去耦:
z 匹配与隔离:
z 电磁干扰实例--2: XGY1011B灯电流共模干扰
z I/O口干扰的滤波与吸收:病从口入,祸从口出
z 电磁干扰实例--3: FTU继电器干扰
z 电磁干扰实例--4:抄表电路故障影响RS-485
z 传感器的设计处理
z 电磁干扰实例--5:有源屏蔽技术在复电阻率测量系统中的应用
z 电磁干扰实例--6:电源控制管理系统受电磁波辐射的干扰
z PCB设计
z 器件选择与设计工艺
z 时序设计
z 总线驱动
z 功率分配、热分配
z 4、EMC设计常用的器件和材料
z 5、EMC测试
z 6、电磁干扰的应用
电子产品的电磁兼容设计电子产品的电磁兼容设计
工业控制产品工作的现场环境(地理、气候、震动、电磁环
境等)是十分恶劣的,确保产品在如此恶劣的环境下正常、可靠
性的工作,必须注重以下三个方面的设计:
系统结构:从系统安装稳固、造型美观、操作方便等方面考
虑系统的结构设计,从结构上保证系统的稳定性和可靠性;
软件系统:合理设计软件结构,充分发挥硬件功能,利用软
件陷阱等技术避免数据处理过程中因溢出而造成
的程序崩溃;巧妙利用硬件看门狗实现软件复位
和避免程序因干扰进入死循环;
EMC设计:电子硬件的电磁兼容设计是从根本上确保整个系
统稳定、可靠、长期运行的最重要的一环。
这里主要从硬件设计的角度讨论电磁兼容设计对产品可
靠性的重要性。谈到电磁兼容就必须了解电磁干扰及其
危害。
1、EMI基本概念:
什么是电磁干扰EMI(EelectroMagnatic interference):
常见电磁干扰:雷电、拨打手机、静电放电、电火花等。
电磁干扰的传播方式:
辐射( Emission):发动机启动、日光灯启动、手机
通话、雷电、磁爆等。
传导(Conduction):电源的波动、电源线/地线耦合,
输入/输出口耦合。
2、电磁干扰的危害:
干扰正常的工作和生活,污染电磁环境。
如:打雷时收音机中的卡卡声,电视屏上的雪花;
在电脑前拨达手机时电脑显示屏上的光珊晃动等。
严重时电磁干扰会造成:通信中断、导航失灵、
电力设备自动跳闸,设备毁坏、人物伤害等。
3、什么是电磁兼容EMC设计:
– EMC:
– 1)电子产品能够在电磁干扰的环境下正常工作。
– 2)在某些强电磁干扰下,工作可以不正常,但是,
–产品不会被损害;而且干扰消失后能够恢复正
–常工作。
– 3)不得以任何方式(辐射、传导)干扰其它电子
–产品的正常工作。
系统电源的干扰-1:
z 保证电源的稳定、干净,
z 才有可能使系统稳定、可靠的工作。
z 否则,任何努力都是徒劳的。
z 理想情况下:
z 交流电力电源的电压、电流光滑的正弦波
z AC/DC变换后的直流电源电压稳定、干净
z 而实际情况并非如此:
z 实际应用中交流电源并不是理想的正弦波,而是有
z 很多干扰信号迭加其上,有时这种干扰的幅度很大,
z 能量也很强。
z 如: 雷电等。
z 见下页波形
迭加干扰的正弦波曲线-1
z 开关电源引起的奇变
系统电源的干扰-2
z 大量开关电源、电气焊等设备的使用
z 正弦波上迭加干扰、
z 正弦波变形失真
z 大型设备的启动交流电源电压短时跌落
z 继电器、接触器等设备快速脉冲干扰
z 脉冲上升:5ns,脉冲持续:50ns,脉冲重复率:--100K,脉冲幅度:可达数千伏
z 雷电干扰浪涌干扰(可达数千伏)
z 脉冲上升:2us,半峰:50-700us,脉冲幅度:可达数千伏
z 交流电源的跌落、干扰直流电源的