EMC�電磁兼容�,是指“一種器�、設備或系統(tǒng)的性能,它可以使其在自身環(huán)境下正常工作并且同時不會對此�(huán)境中任何其它設備產生電磁干擾。”意指電子機器有兩面�,一個為干擾源對其他電子儀器造成的影�,一個為受到周圍電子儀器發(fā)生的干擾影響,才有EMC的論題出�。EMC的產品認證,目前主要依據的法�(guī)有FCC,CISPR,ANSI,VCCI及EN┅等國際�(guī)�,而這些EMC標準對于產品的測試要�,可分為兩大測試題,一為電磁干�(EMI)測試,另一為電磁耐受�(EMS)測試�
1.EMI(Electro-Magnetic Interference�---電磁騷擾測試
此測試之目的為:檢測電器產品所產生的電磁輻射對人體、公共電網以及其他正常工作之 電器產品的影��
EMI測試主要包含什么內容?
Radiated Emission -輻射騷擾測�
Conducted Emission-傳導騷擾測�
Harmonic-諧波電流騷擾測�
Flicker-電壓變化與閃爍測試
2. EMS(Electro-Magnetic Susceptibility�---電磁抗擾度測�
此測試之目的為:檢測電器產品能否在電磁環(huán)境中�(wěn)定工�,不受影響�
EMS測試主要包含什么內��
ESD-靜電抗擾度測試
RS-射頻電磁場輻射抗擾度測�
CS-射頻場感應的傳導騷擾抗擾度測試
DIP-電壓暫降,短時中斷和電壓變化抗擾度測試
SURGE-浪涌(沖擊)抗擾度測試
EFT-電快速瞬變脈沖群抗擾度測�
PFMF-工頻磁場抗擾度測試
雜散定義:指用標準測試信號調制時在除載頻和由于正常調制和切換瞬態(tài)引起的邊帶及鄰道以外 離散頻率上的輻射(既遠端輻射�。雜散輻射按其來源可分為傳導型和輻射型兩��
傳導雜散:指在天線的接頭�50歐姆負載上測得的任意離散信號的電平功率�
輻射雜散:測試設備的機殼、結構及互連電纜引起的雜散騷擾。測試條件在電波暗室內進行,或是在戶外進行�
測試依賴3個方面因素:方法、技�、設�。方法由測量原理和測試設備的使用方法兩者來確定,技術是為了得到正確的測試結果(較高的準確度)而采取的一切測試手�,設備則是體現上述兩個因素為測試服務的一切技術裝�。這些都必須標準化,以保證測試具有重現性和真實��
EMC測試條件由測試方法決�。具體測試方法分為在實驗室條件下進行的試驗臺法和在實際使用條件下進行的現場法。要模擬現場可能碰到的所有干擾現象是不可能的,特別是現場法具有無法克服的局限�。但通過標準化的測試可以較全面地獲取被測設備EMC性能如何的信�。為�,國際上推薦首先采用試驗臺法,除非無法在實驗室進行,一般不用現場法�
抗擾度測試主要方法是按照設備所處的電磁�(huán)境條�,結合用戶對設備采取的措施,選擇合適的嚴酷度等級,依照有關測試方法進行測試,根據產品標準提出的合格判決條件評定測試結果是否合格。這是抗擾度測試與其它測試主要差異之處�
電磁�(huán)境中的電磁騷擾源、電磁騷擾源對設備的耦合方式、設備對電磁騷擾的敏感度以及用戶對工作現場的防護措施直接與嚴酷度等級相關。即使用�(huán)境決定了干擾的形�,安裝防護條件決定了干擾的嚴酷度等級。GB/T13926.4具體�(guī)定了在電磁環(huán)境中與嚴酷度等級相對應的設備工作下的電氣�(huán)境條件:
1級,具有良好保護的環(huán)�,如計算機房�
2�,受保護的環(huán)�,如工廠和電廠的控制室或終端��
3級,典型的工�(yè)�(huán)�,如工業(yè)過程裝置、電廠和露天高壓變電所的繼電器房等場所�
4�,嚴酷的工業(yè)�(huán)境,如電站、未采取特殊安裝措施的工�(yè)過程設備、室外區(qū)域等�
IEC801�5中針對電涌的源為電力切換瞬變或間接雷擊的閃電瞬變,對設備的安裝條件與防護設施作如下分類(適用電涌):
0類:保護良好的、有一次和二次過壓保護的電氣環(huán)�,通常處于特殊的房間內,電涌電壓不會超�25V�
1類:局部保護的、有一次過壓保護的電氣�(huán)�,電涌電壓不超過500V�
2類:電源線與其它線路分離開,電纜隔離良好的電氣環(huán)�,電涌電壓不超過1kV�
3類:電源電纜與信號電纜并行敷設的電氣�(huán)�,電涌電壓不超過2kV�
4類:互連線象室外一樣沿著電源電纜敷設,且電子線路和電氣線路均使用電纜的電氣�(huán)�,電涌電壓不超過4kV�
5類:非人口稠密區(qū)內電子裝置聯接電訊電纜和架空電源線的電氣�(huán)��
�0類不做電涌測�。一般電源產品處�1類或2類電氣環(huán)�,可選擇嚴酷度等級為1級或2��
必須指出,把�(huán)境作為抗擾度測試的相關條件是抗擾度測試的重要特點。因為如果忽視這些相關,不考慮裝置的應用工作環(huán)境條件,而認為裝置應�"獨立",應該適合于插入任何一種組合裝置(或系�(tǒng))中,就會由此產生所有被測裝置都必須接受全部項目的干擾試�,并且要達到嚴酷度等級的錯誤結論。這不僅對要用的裝置造成過高的不合理的嚴格限�,而且還會因需要進行大量試驗而不得不承擔很大的經濟負擔�
另外,抗擾度測試涉及到高壓信號,除了應嚴格遵守有關安全規(guī)定外,還有必要在抗擾度實驗后再對設備進行安全測試� 對于交流�(wěn)壓電源這類大功率電工產�,選取從市電導入的以高頻、高能為特征的抗擾度項目,并且選擇較其它電工、電子產品要高的嚴酷度等�,是必要��
抗擾度測試的另一重要特點是對試驗�(fā)生器技術參數作出嚴格而明確的�(guī)定。為了對設備的抗擾度性能進行比較,就要有一種能產生比較一致并可重復再現的試驗裝置,這就是干擾模擬發(fā)生器。顯然必須規(guī)定發(fā)生器的輸出內�、輸出波形要求、開路電壓幅度與誤差;以保證試驗結果的一致,重復性好。否�,因不同被測設備源端阻抗不同,對�(fā)生器的阻抗匹配不同而無法使�(fā)生器在帶載下輸出波形或幅度相�。實際上,阻抗不匹配就是抑制電磁騷擾的一個有效手�� 交流�(wěn)壓電源對外界(通過市電網絡)的電磁騷擾測試項目有:諧波傳導干擾測試、高頻傳導干擾測試�
諧波傳導干擾測試是對設備的電源進線入端工頻電流諧波進行測試;測�40次以下各次電流諧波�,對三相電源還應測試中線的電流諧�。在交流�(wěn)壓電源性能項目中以源電流相對諧波含量來考核此項��
交流�(wěn)壓電源的傳導干擾試驗同其它電子產品一樣,可采用GB6833�86電子測量儀器電磁兼容性試驗規(guī)范(參照采用HP公司標準或GB9254�88信息技術設備的無線電干擾極限值和測量方法(等效采用CISPR�22�1985�。高頻傳導干擾測試中一個重要測試裝置是要用人工電源網絡(Artificial Main Network�,在美國標準中則稱為電源阻抗�(wěn)定網絡(Line Impedance Stabilization Network, LISN�。這是由于不同電力條件�,市電在不同設備電源輸入端呈現的高頻阻抗也不相同,為使測試結果反映真實情�,必須在受試設備與其電源端子間接入合乎要求的網絡,該網絡既能使設備與電網間實現射頻隔�,又能為設備提供�(wěn)定的高頻阻抗。人工電源網絡的支路數與供電系統(tǒng)的線路數相同,網絡與干擾測量儀之間的連接應保證阻抗匹配(50Ω/50μH�,對每根電源線分別進行測試,測量的是干擾電壓�。GJB152�86則推薦采用電流探頭法測量傳導干擾電流;其中在電源線與地之間并�10μF穿心電容�,作用與LISN相同。電流探頭法使用簡便,測量迅速,便于現場測試,較接近實際情況,可能今后測量以其為�。此�,軍標采用峰值檢波器,GB9254采用準峰值檢波器�
射頻輻射干擾測試較復�,涉及到測試場地、天�、測試線路連接等測試問題。測試場地為野外開闊、背景電磁噪聲電平至少比允許極限值小6dB。這種要求很難實現,標準還推薦可以用電磁屏蔽室(還有如電波暗室等)作為替換。測試輻射場強時被測設備應嚴格按實際工作方式接線,電源線、信號線都不允許特意卷曲、收�,以反映真實性� 總之,基于交流穩(wěn)壓電源使用價值要�,其EMC性能應當是:除了本身能達到較高嚴酷度等級的抗擾度指標、合格的電磁干擾限制以及提供合適的交流電壓條件外,更重要的是要為其負載(對EMI敏感的電子儀器設備特別是信息技術設備),在較嚴酷電磁環(huán)境條件下工作,提供充足的EMC安全裕度。這不但是交流�(wěn)壓電源的基本功能,而且也是對其的EMC要求及對其進行EMC測試的依據�
EMC測試要求根據產品用途分�3大類:即軍用�、工商環(huán)境使用類、民用及居住區(qū)�(huán)境使用類。后兩者的測試項目、要�、方法等均較一�,差異在于對指標要求�。軍用類,因其使用特殊性與�2類有較大差異。此外,航空、船舶設備也因其使用特殊性,除了同軍用設備一樣有較高要求�,還有國際通用的標準規(guī)�。基于市場上銷售的交流穩(wěn)壓電源的使用條件,本文重點說明后2��
鑒于社會上對EMC問題日益關注,涉及的與產品很�,IEC已將EMC要求作為IEC的基礎標準來對待。這就是著名的IEC61000系列標準。該標準在國際上已視為與安全標準同等重要的通用標準。其中之一的IEC61000�4《測試技術》是指導有關EMC測試的基礎標準。由于EMC技術是一門復雜�、涉及多門學科�、不斷發(fā)展的新技�,有關EMC測試項目、要�、方法也在不斷修訂、完�� 因此,IEC61000�4中許多項目仍未正式發(fā)布,還處于草案之�。為了便于讀者了解這方面知識,我們對涉及交流�(wěn)壓電源的項目作一介紹,對于有關國家標準采用的IEC項目則重點介��
IEC61000�4,全名為《Electro magnetic Compatibility for Electrical and Electronic Equipment,Part4:Testing and Measurement Techniques�,即《電氣和電子設備的電磁兼容性第4部分:測試技術》。其中列�11個測試項�。與交流�(wěn)壓電源標準SJ/T10541�94有關的項目與要求介紹如下�
IEC61000�4�4:Electrical Fast Transients(Burst) Immunity Test(電快速瞬變脈沖群),SJ/T10541�94與SJ/T10542�94采用了該標準。該項目的目的在于驗證設備在承受切換瞬變(感性負載中�、繼電器觸點跳開等)產生的各種瞬時干擾時的抗干擾性能。其試驗嚴酷度等級(在電源輸入端上的干擾�(fā)生器�50Ω內阻)開路輸出試驗電壓)分別�1��0.5kV�2��1kV�3��2kV�4�4kV�
IEC61000�4�5Surge Transients Immunity Test(電涌或浪涌�。該項內容暫時處于草案之�。與此相關的可參考著名的IEC801�5及美國標準IEEEstd587�1980《IEEE Guide for Surge Voltages in Low-Voltage ACPower ircuits》(IEEE導則:低壓交流電力電路內的電涌)。電子行�(yè)標準SJ/T10541�94及SJ/T10542�94引用了該方面的部分內�。該項目的目的是驗證設備在承受由電力切換、雷電產生的高能電涌時的抗干擾性能。其嚴酷度等級的劃分同上,但干擾�(fā)生器的輸出阻抗為2Ω,而前者為50Ω。干擾發(fā)生器輸出分開路電壓波1.2×50μs(對高阻負�)與短路(放電)電流波8×20μs(對低阻負載)兩類。類似測試要求在許多電工電子產品標準中都已列��
除此之外,國際上還有采用高頻尖峰噪聲敏感度測�。特別是日本,這項測試很普遍。美國軍用標準MILSTD461�462采用類似項目,但要求使用的噪聲模擬發(fā)生器的功率遠大于前�。國內也有類似標準,如GB4859�84中的50kHz�100MHz電源線傳導敏感度測試;GJB151�86,GJB152�86中的CS06項目,噪聲為矩形脈沖泀此�,GB6162�85(參照采用IEC255�4)則采用衰減振蕩��
SJ/T10541�94與SJ/T10542�94建議對這兩種方式任意選擇其中之一。該項目的目的同IEC61000�4�4。矩形脈沖波的特點是快速上升及低重復率,衰減振蕩波的特點是高幅�、低能量。對含有數字電路的產�,用矩形脈沖波較能說明對干擾的敏感程度�
電磁干擾方面的項目有工頻諧波限制要求、傳導干擾與輻射干擾限制要求。SJ/Z9029.2�87(等效采用IEC555�2�1982)規(guī)定了設備在低壓供電系�(tǒng)中產生的諧波電流限制值要�。對于大功率半導體變流器,GB/T3859.2�93則用對不同變流裝置(按脈波數)規(guī)定功率容量(電源系統(tǒng)短路容量與變流器基波視在功率之比)來限制電流諧波。必須指出,電工、電子產品通過電源線向市電傳導電流諧波問題已被認定是電力污�,而作為市電系�(tǒng)"�(huán)�"對象來處理,這方面的要求將日益強��
EMC測試結果的判定,對抗擾度測試與對電磁干擾測試分別采用完全不同的方�。后者采用定量規(guī)定限制值作為合格的門限判定點;前者一般采用定性方法來判定,即按產品在測試中的性能表現分類(以GB/T13926�92為例):
a類:在產品性能指標�(guī)范內(允差度內),性能正常�
b類:功能或性能暫時降低或喪失,但能自行恢復�
c類:功能或性能暫時降低或喪�,但需操作者干預或系統(tǒng)復位�
d類:因損壞而不可恢復的功能降低或喪��
在�4類中,a類作為合�,d類作為不合格是毫無疑義的。對于b類與c類,合格的判定由廠家與用戶根據具體情況協商規(guī)�。自然,對此兩類所采取的技術措施是不同�。似乎抗擾度測試的判定太松,其實是體現了標準的自由度原則。因為被測設備種類繁多,差異�,因此很難為評定合格作出通用定量的規(guī)定。當�,對于具體某一類產品應當給出確定的評定標準。SJ/T10541�94就體現了這個要�。GB/T3859.1�93中類似規(guī)定了變流器受擾類�,作為合格判定的依據。該標準定義�3級,即:
F級:性能�,是指該變流器能承受而不降低性能的所有各種電擾動極限值的組合�
T級:跳閘�,是指變流器能承受而不因保護器件動作而中斷運行的所有各種電擾動極限值的組合;可進一步分為兩種情況:干擾過去后能自動重合閘及不能自動重合閘(要用手動等方式)�
D級:損壞級,是指變流器能承受而不造成損壞的所有電擾動極限值的組合�
顯然,這里的F級相當于a類,D級相當于d�,T級則包括b,c��
對于有抗干擾功能要求的交流穩(wěn)壓電源在SJ/T10541中規(guī)�,除了應保證能正常工作外,還應在� 出端給負載合適的敏感度門限;�(guī)定疊加在輸出電壓上的干擾殘壓的峰值不應大于輸出電壓標稱值的20�。這是該標準遵從標準的目的性原�,充分考慮交流�(wěn)壓電源與其它電工、電子產品在使用功能要求上具有本質的區(qū)別。即前者要為后者服�,前者也作為后者電源EMI的電力濾波器,目的是為對EMI敏感的設備提供足夠的EMI安全裕度,提高設備的抗擾度等級。根據GB6833.4�(guī)�,電子儀器對電源瞬態(tài)敏感度的要求是:應能經受標稱源電壓變化量�20%的瞬態(tài)電壓沖擊干擾而不致工作失�。為�,在SJ/T10541中規(guī)定以這個數值作為交流穩(wěn)壓電源在接受抗擾度試驗時的輸出允許瞬�(tài)電壓值(敏感度門限)�
此外,考慮到交流穩(wěn)壓電源要為電子儀器設備提供合適的交流電壓條件,SJ/T10541還規(guī)定在抗擾度試驗時,交流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對偏差(即輸出效應)應在其基準條件(公差G)內,以此作為是否性能降級的判定依�。這樣兩者結合,以科學、合理、實�、易操作方式,解決了在對交流�(wěn)壓電源抗擾度性能進行具體考核及合格評定時,無定量指標為依據的難題。而一般標準則只籠�(tǒng)地以誤動�、性能下降或降級來作為考核及合格評定依�,顯�,這種定性方法不易操��
EMI所測量的項目,30MHz以下所測量的為電源傳導�30-1GHz所測量的為輻射傳導�
在測定儀器設定必須在RBW = 9K(Conduction�) & 120KHz(Radiation�)下達成下面的目標。此�(huán)境必須在背景噪聲極低的條件場所或隔離外界干擾源之環(huán)境底下才能得到量測標準��
(�) CISPR 11/CISPR22 訊息等級B測試標準
引言
所謂EMC就是:設備或系統(tǒng)在其電磁�(huán)境中能正常工作,且不對該�(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC測試包括兩大方面內容:對其向外界�(fā)送的電磁騷擾強度進行測試,以便確認是否符合有關標準規(guī)定的限制值要�;對其在�(guī)定電磁騷擾強度的電磁�(huán)境條件下進行敏感度測�,以便確認是否符合有關標準規(guī)定的抗擾度要求。對于從事單片機應用系統(tǒng)設計的工程技術人員來�,掌握一定的EMC測試技術是十分必要�。EMC是電磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)的縮寫,它包括電磁干擾(EMI)和電磁敏感性(EMS)兩部分。由于電器產品在使用時對其它電器有電磁干�,或受到其它電器的電磁干�,它不僅關系到產品工作的可靠性和安全�,還可能影響其它電器的正常工�,甚至導致安全危��
1 單片機系�(tǒng)EMC測試
?�?)測試環(huán)�
為了保證測試結果的準確和可靠�,電磁兼容性測量對測試�(huán)境有較高的要求,測量場地有室外開闊場�、屏蔽室或電波暗室等�
?�?)測試設�
電磁兼容測量設備分為兩類:一類是電磁干擾測量設備,設備接上適當的傳感�,就可以進行電磁干擾的測量;另一類是在電磁敏感度測量,設備模擬不同干擾源,通過適當的耦合/去耦網絡、傳感器或天�,施加于各類被測設備,用作敏感度或干擾度測量�
?�?)測量方�
電磁兼容性測試依據標準的不同,有許多種測量方法,但歸納起來可分為4�;傳導發(fā)射測�、輻射發(fā)射測�、傳導敏感度(抗擾度)測試和輻射敏感度(抗擾度)測試�
?�?)測試診斷步�
�1給出了一個設備或系統(tǒng)的電磁干擾發(fā)射與故障分析步驟。按照這個步驟進行,可以提高測試診斷的效率�
?�?)測試準�
?、僭囼瀳龅貤l件:EMC測試實驗室為電波半暗室和屏蔽�。前者用于輻射發(fā)射和輻射敏感測試,后者用于傳導發(fā)射和傳導敏感度測��
②環(huán)境電平要求:傳導和輻射的電磁�(huán)境電平遠低于標準�(guī)定的極限�,一般使�(huán)境電平至少低于極限�6dB�
?、墼囼炞?�
?、軠y量設備和被測設備的隔雀�
?、菝舾行耘袆e準則:一般由被測方提�,并實話�(jiān)視和判別,以測量和觀察的方式確定性能降低的程��
⑥被測設備的放置:為保證實驗的重復�,對被測設備的放置方式通常有具體的�(guī)定�
?�?)測試種�
傳導�(fā)射測試、輻射發(fā)送測�、傳導抗擾度測試、輻射抗擾度測試�
?�?)常用測量儀
電磁干擾(EMI)和電磁敏感度(EMS)測�,需要用到許多電子儀�,如頻譜分析儀、電磁場干擾測量儀、信號源、功能放大器、示波器�。由于EMC測試頻率很寬�20Hz�40GHz)、幅度很大(μV級至kW級)、模式很多(FM、AM等)、姿�(tài)很多(平�、斜放等�,因此正確地使用電子儀器非常重�。測量電磁干擾的合適儀器是頻譜分析儀。頻譜分析儀是一種將電壓幅度隨頻率變化的�(guī)律顯示出來的儀�,它顯示的波形稱為頻�。頻譜分析儀克服了示波器在測量電磁干擾中的缺�,能夠精確測量各個頻率上的干擾強度,用頻譜分析儀可以直接顯示出信號的各個頻譜分��
在解決電磁干擾問題時,最重要的一個問題是判斷干擾的來�。只有準確將干擾源定位后,才能夠提出解決干擾的措�。根據信號的頻率來確定干擾源泉是最簡單的方法,因為在信號的所有特征中,頻率特征是最�(wěn)定的,并且電路設計人員往往對電路中各個部位的信號頻率都十分清�。因�,只要知道了干擾信號的頻率,就能夠推測出干擾是哪個部位產生的。對于電磁干擾信號,由于其幅度往往遠小于正常工作信�,用頻譜分析儀做這種測量是十分簡單的。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較�,因此能夠將與干擾信號頻率不同的信號濾除�,精確地測量出干擾信號頻率,從而判斷產生干擾信號的電路�
2 電磁兼容故障排除技�
?�?)傳導型問題的解�
?、偻ㄟ^串聯一個高阻抗來減少EMI電流�
②通過并聯一個低阻抗將EMI電流短路到地或引到其它回路導��
③通過電流隔離裝置切斷EMI電流�
?、芡ㄟ^其自身作用來抑制EMI電流�
?�?)電磁兼容的容性解決方�
一種常見的現象是不把濾波電容的一側看成直接與一個分離的阻抗相連,而看成與傳輸線相�。典型的情況�,當一條輸入輸出線的長度達到或超過1/4波長時,該傳輸線變“長�。實際可以用下式近似表示這種變化�
l�55/f
式中:l單元為m,f單位為MHz。這個公式考慮了平均傳播速度,它是自由空間理論的0.75��
a. 電介質材料及容差
電磁干擾濾波使用的大部分電容是無極性電��
b. 差模(線到線)濾波電容性電容�
c. 共模(線到地/機殼)濾波電�
共模(CM)去耦通常使用小電容(10�100nF�。小電容可以將不期望的高頻電流在其進入敏感電路之前或在其離噪聲電路較遠時就將其短路到機殼上�。為了得到良好的高頻衰減電路,減小或消除寄生電感是關鍵之所�。因此有必要使用超短導線,尤其希望使用無引線元器��
�3)感�、串聯損耗電磁兼容解決方�
就電容而言,Zs和Z1如果不是純電阻的�,在計算頻率時,要使用它們的實際�。電容器串聯在電源或信號電路�,必須滿足:
?、倭鬟^的工作電流不應該引起電感過熱或過大的有過之而無不及��
?、诹鬟^的電流不能引起電感磁飽和,尤其是對高導磁材料是毫無疑問的�
解決方案有以下幾種:
*磁芯材料�
*鐵氧體和加載鐵氧體的電纜�
*電感、差模和共模�
*接地扼流��
*組合式電感電容元��
�4)輻射型問題的解�
在很多情況下,輻射電磁干擾問題可能在傳導階段產生并被排除,還有些解決方案是可以抑制干擾裝置在輻射傳輸通道�,就像場屏蔽那樣工作。根據屏蔽理�,這種屏蔽的效果主要取決于電磁干擾源的頻率、與屏蔽裝置之間的距離以及電磁干擾場的特性——電�、磁場或者平面波�
?、賹w�。使用銅或鋁帶要吧簡單快速地建立一種直接的屏蔽和低阻連連接或總�。它們對于臨時的解決方案和相對的解決方案來說是很方便�。厚度在0.035�0.1mm之間,并且背面帶有導電黏合劑以便安裝。如果使用銅導電�,其通過電阻�20mΩ/cm2。應用場合:電氣屏蔽�;發(fā)生故障時泄露點定�;作為一個應急的解決方案,將塑料連接器變成金屬的、屏蔽普通的扁平電纜��
?、诰W狀屏蔽帶和拉鏈式外�。涂錫的鋼網帶:主要用來安裝在一個已經裝配好的電費護套上作為一種易安裝的繃帶型的屏蔽罩。為了降低電費的磁場輻射或敏感問�,鋼網帶是一種有效的解決方案�
拉鏈式屏蔽外套:當有明顯跡象表明電費是主要的引起EMI耦合的原因時使用�
?、跡MI密封�。應用場合:當下述條件存在,并且需要真正的SE�,EMI密封墊是最常用的解決輻射問�、敏感問�、ESD、電磁脈沖和TEMPEST問題的方��
*已經把機箱泄漏確認為主要的輻射路徑�
*嚙合面不夠光�、平整或不夠�、本身無法提供良好的連接接觸�
④窗口和通風板的EMI屏蔽:適合對孔徑的屏��
平面波的大概模型是:
SE�104(-20-lgl)-20lgf
式中,SE單位為dB;l為網格或網孔的尺�,單位為mm;f單位為MHz。當�,隨著頻率的下降,網孔的屏蔽效率SE的上限受限于金屬本身。在近區(qū)�,對H場的屏蔽,其屏蔽功率SHE不受頻率的影�,可由下式近似得出:
SEH�10lg(πr/l)
其中,r為源到屏蔽罩之間的距�,l為網孔尺寸,兩者單位均為mm�
?、輰щ娡苛希簯糜谠谙到y(tǒng)的塑料外殼建立EMI屏蔽罩、發(fā)送現有普通的或惡化的導電表面的屏蔽效能SE、防止ESD或靜電積累現�、增大結合面或密封墊片的接觸面積�
⑥導電箔:鋁是一種良導體,在10MHz以下沒有吸收損�,但它對于電場的任何頻率都有較好的反射損耗。應用場合請參閱有關資料�
?、邔щ姴迹嚎蓱糜谌魏?00kHz到GHz級頻率范圍需要達�30�30dB衰減的立體屏蔽場合中�
3 電磁兼容性新器件新材料的應用
3.1 電源線濾波器
電源線濾波器安裝在電源線與電子設備之�,用于擬制電能傳輸中寄生的電磁干擾,對提高設備的可靠性有重要作用。濾波器允許一些頻率通過,而對其它頻率的成份加以擬制。根據干擾源的特�、頻率范�、電壓和阻抗等參數及負載特性的要求,適當選擇濾波器�
3.2 信號阻隔變壓�
脈沖型(數字或晶閘管門驅動)或模擬隔離式變壓器與交流電源中使用的隔離變壓器與交流電源中使用的隔離變壓器的原理相�,但傳輸頻帶卻完全不�,有用信號處理對變壓器的一些性能要求(例如失真�3dB帶寬、損�、對稱性、阻�、脈沖延時等)非常嚴�。這種變壓器屬于寬帶設�,頻率與頻率的比值fMAX/fMIN達到數十�。通過在發(fā)送端或接收端切斷共模地環(huán)路,隔離變壓器在不改變差模信號的同時擬制共模噪聲。由于共模電壓是加在變壓器一次側、二次側的兩�,這種隔離器必須具有較高的擊穿電壓:典型值為1.5kV,某些場合則高達10kV�
信號變壓器的主要�(yōu)點是它的簡單、耐用、持久和線�,而且價格適中。當頻率增加�,其電磁兼容性能下降�
應用場合�
*當需要環(huán)路隔離時,其頻率范圍從直流到幾十MHz�
*在低噪聲和低失真條件下傳輸模擬小信號(≤10mV)時,信號線上可能存在幾V至幾kV的共模電��
*在晶閘管應用電路�,將觸發(fā)器驅動電路與共模電壓隔離�
*作為一個現場解決方�,可用來切斷一個地�(huán)路和搭建一個平衡連接或非平衡連接傳輸線路�
3.3 電源隔離變壓�、電源穩(wěn)壓器和不間斷電源
?�?)電源隔離變壓器
普通的隔離變壓器可以在低頻范圍切斷主電源線的接地環(huán)路。當頻率升高�,電氣隔離由于一次側間寄存電容C1-2的存在而下�。為了減少寄生電容的影響,可以使用落�、螺旋狀、分立式的一次和二次繞組,這樣可以將寄生電容減小為原為�1/3�/10�
?�?)法拉第屏蔽變壓�
在一次和二次線圈之間包著一層鋁箔或銅箔,并使之不與線圈接觸以免形成短路。法拉第屏蔽或靜電屏蔽層接地。應用范圍如下:
*應用于入室電源或電源分配箱上,作為簡�1�1的隔離變壓器,隔�50/60Hz的地�(huán)路;
*在同一系統(tǒng)中的某一部分重新產生對地保持中性的交流電源,與總電源分配點保持電氣隔離�
*應用于當系統(tǒng)中存在很大的對地漏電電流時,防止過渡頻繁觸發(fā)系統(tǒng)中的接地故障檢測��
*可以與電源線濾波器結合使用,電源線濾波器的衰減特性僅開始于幾十或幾百kHz以上�
3.4 暫態(tài)抑制�
變阻器和固態(tài)變阻器(transzorbs)是具有非線性V-I特性曲線的元件,可以作為穩(wěn)壓元�。當電壓通過該器件后就被箝位在等于或大于擊穿電壓VBR的電壓值上。該器件的響應速度�,但在處理的能量值上有一定限制�
3.5 搭接、接地連續(xù)性和減少RF阻抗器件
①接地編織層或金屬帶寬而扁的導線比同樣橫截而積的圓導線具有較小的電�。作為優(yōu)先的選擇參考,可以使用�
*扁平金屬��
*帶有扁平接地端子的扁平編織層�
*圓形、多股絞線的跳線�
?、谟≈齐娐钒澹≒CB)接地墊片。為了建立一個更直接的低阻擾電磁干擾電流接收�,需要使用接地墊�。通常在樹脂型墊片中間有一個彈簧夾,用以在一邊的OV銅板上和加一邊PCB的安裝底盤上提供較強的可靠壓�。由于彈簧是銅錫材料制成�,電氣接觸性能良好,接觸電阻為mΩ數量��
?、劢饘匐娰M線槽及其肥共的金屬編織層。金屬電纜托�、公共導線和金屬編織層的作用是傳輸幾個相互連接的設備之間的部分接地EMI�(huán)�??梢园阉醋魇遣煌妆P或地線之間的共模短路通道,但實際上除了直流或交流50/60Hz,這種方法不能應用于較長的距離;可用于計算機室、工廠車間或其它有許多非屏蔽電費的大型場地,不可能或很難將它們換成屏蔽電費或裝入管道�
④地阻抗減小,墊高的金屬底板接地襯墊。為了減少傳導瞬�(tài)干擾的輸入和周圍�(huán)境射頻場對系�(tǒng)的影響,可以通過設置室內參考接地板或接地網絡加以改�。通過這種方法,可以很容易地在高達幾百MHz的頻率上達到20dB的改�,也可以減少在同一個房間里的不同設備之間的地電位偏差�
另一種技術:在室�,建議安裝抬高的金屬底板(RMF�,利用地磚的筋條作為接地參考柵格;把把塑料減震墊片換成導電減震墊片,就可以建立很好�、持久的電氣連接�
?、谂R時接地板。這種后各解決方案最初是IBM公司的安裝規(guī)劃工程師們使用的,即安裝一塊銅板或電鍍鋼板。對于那些沒有“實際地”的場合,由于臨時接地板與建筑特結構之間有較大的電容�300�1000pF�,這給電磁干擾濾波�、瞬�(tài)保護器和隔離變壓器的法拉第屏蔽層提供了有較的吸收裝置。在高頻端,這種虛地比長�、綠的或黃綠的接地導線更有效�
結語
在實際EMC測試應用�,除了通過標準資格實驗室的鑒定測試以外,還有兩種可行的方法也是被業(yè)界所認可的:TCF(Technical Construction File)和Self Ceritification(自檢證明)??垢蓴_能力測試是十分實用的測試項目。實現電磁兼容的辦法是,將所有的數字及模擬電路均視為對高頻信號響應的電路,用高頻設計方法來處理電費屏�、PCB布線和共模濾泀采用整塊地平面和電源面也很重要,對模擬電路也該如此,這樣做有利于限制高頻共模�(huán)�(huán)。大多數瞬態(tài)干擾均屬高頻,并產生很強的輻射能��
維庫電子�,電子知�,一查百通!
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