電磁兼容知識(shí)培訓(xùn)

產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)對(duì)EMC的影響及標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)3.1產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部布置產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部布置產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部布線產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部布局3.1.1產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部布局功能單元和設(shè)備內(nèi)部電路的分隔能把無用信號(hào)限制在有限范圍內(nèi)，以使無用信號(hào)和可能敏感的電路和導(dǎo)線有效地去耦。⑴

在可能的地方使用模塊式結(jié)構(gòu)（有屏蔽外殼的功能單元）。⑵特別要把電源線濾波器、高電平信號(hào)電路、低電平信號(hào)電路放在不同的屏蔽隔艙內(nèi)。⑶在設(shè)備內(nèi)部采用屏蔽，例如用板或隔墻來分隔高電平源和靈敏的接收器。⑸必要時(shí)輸入電路用差分方式，輸入信號(hào)用雙絞線。⑷在整個(gè)音頻敏感電路周圍使用磁屏蔽，以減少同電源線之間的耦合。這樣的方法可用來有效地減少400Hz/50Hz交流聲。例如，在產(chǎn)品中，交流電源線的插座一般都在后面板，而電源開關(guān)經(jīng)常在前面板，這樣機(jī)內(nèi)的電源走線就很長(zhǎng)。另外，還可以在直流輸出線上加上磁珠或鐵氧體磁環(huán)。許多廠家對(duì)這種情況沒有采取相應(yīng)的措施，如采用屏蔽線或雙絞線等。這就會(huì)導(dǎo)致機(jī)內(nèi)走線接收工作信號(hào)，并通過電源線傳導(dǎo)出來。又如，在微機(jī)中，電源雖然是屏蔽的，但電源的直流輸出線在屏蔽體之外。如果直流輸出線過長(zhǎng)，就很容易將主板上的騷擾接收，傳到交流電源線上。因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小直流輸出線的長(zhǎng)度。不好的布局：部件之間連線過長(zhǎng)好的布局：分布合理，連線合理3.1.2產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部布線③對(duì)于產(chǎn)品經(jīng)常用來傳遞信號(hào)的扁平帶狀線，應(yīng)采用地--信號(hào)--地--信號(hào)--地排列方式，這樣不僅可以有效地抑制騷擾，也可明顯提高其抗擾度。◆有些產(chǎn)品，內(nèi)部走線十分混亂，各種走線胡亂捆扎在一起，又沒有任何屏蔽、濾波、接地措施?！暨@種內(nèi)部走線方法，不僅傳輸高、低電平信號(hào)導(dǎo)線之間相互騷擾，也給后期采用屏蔽、濾波等補(bǔ)救措施帶來不便。◆正確的布線能大大地降低騷擾，不需增加工序，卻可收到較滿意的效果。因此在布線時(shí)應(yīng)做到：①機(jī)箱中各種裸露走線要盡可能短。②傳輸不同電信號(hào)的導(dǎo)線分組捆扎，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以減小導(dǎo)線間的相互影響。④將低頻進(jìn)線和回線絞合在一起，形成雙絞線，其騷擾場(chǎng)在空間可以相互抵消，因而減小騷擾并提高其抗擾性。⑤對(duì)能確定的輻射騷擾較大的導(dǎo)線加以屏蔽。

雜亂的布局：電腦雜亂的布線：服務(wù)器合理的布線：服務(wù)器不合理的布局布線：影碟機(jī)合理的布局布線：功放3.2導(dǎo)線的分類和敷設(shè)導(dǎo)線的分類和敷設(shè)屏蔽電纜的連接導(dǎo)線和電纜的布線設(shè)計(jì)3.2.1屏蔽電纜的連接◆帶屏蔽的雙絞線，信號(hào)電流在兩根內(nèi)導(dǎo)線上流動(dòng)，噪聲電流在屏蔽層里流動(dòng)，因此消除了公共阻抗的耦合，而任何干擾將同時(shí)感應(yīng)到兩根導(dǎo)線上，使噪聲相消?！舴瞧帘坞p絞線抵御靜電耦合的能力差些，但對(duì)防止磁場(chǎng)感應(yīng)仍有很好作用。非屏蔽雙絞線的磁場(chǎng)屏蔽效果與單位長(zhǎng)度的導(dǎo)線扭絞次數(shù)成正比。

◆雙絞線在低于100kHz下使用非常有效，但高頻下因特性阻抗不均勻及由此造成的波形反射而效果受到限制。◆同軸電纜有較均勻的特性阻抗和較低的損耗，使其從直流到甚高頻都有較好特性?！魺o屏蔽的帶狀電纜好的接線方式是信號(hào)與地線相間，稍次的方法是一根地、兩根信號(hào)再一根地依次類推，或?qū)Ｓ靡粔K接地平板。傳輸線為單芯屏蔽線，屏蔽層不與源端和負(fù)載端連接，源端和負(fù)載端均接本地地。以這種連接方式作為參照基準(zhǔn)，其相對(duì)屏蔽效能為0dB傳輸線為單芯屏蔽線，屏蔽層不與源端連接，但和負(fù)載端地連接，源端和負(fù)載端均接本地地。其相對(duì)屏蔽效能為0dB傳輸線為單芯屏蔽線，屏蔽層與源端和負(fù)載端地連接，源端和負(fù)載端均接本地地。其相對(duì)屏蔽效能為27dB傳輸線為雙絞線，其一線在源端和負(fù)載端均接地，源端和負(fù)載端均接本地地。雙絞線在本身具有磁屏蔽作用，但由于地環(huán)路存在使總的磁屏蔽效能下降，其相對(duì)屏蔽效能只有13dB。傳輸線為屏蔽雙絞線，屏蔽層在負(fù)載端單端接地，源端和負(fù)載端均接本地地。雖然屏蔽層起到電場(chǎng)屏蔽作用，但并沒有增加磁屏蔽效果，所以其相對(duì)屏蔽效能仍為13dB。傳輸線為屏蔽雙絞線，屏蔽層在源端和負(fù)載端均接地，源端和負(fù)載端均接本地地。由于屏蔽層的阻抗比信號(hào)線低，因此分流了很大一部分地環(huán)路噪聲電流，從而增加了磁屏蔽效能，其屏蔽效能為28dB。如果干擾頻率大于1MHz，地環(huán)路噪聲電流在屏蔽層外表面流動(dòng)，這將進(jìn)一步提高磁屏蔽作用。3.2.2導(dǎo)線和電纜的布線設(shè)計(jì)n此處布線是指導(dǎo)線和電纜的布置。布線實(shí)際上包含了分開、隔離、分類捆扎和電纜安置等一系列的內(nèi)容。⑴電纜的連接：n電纜的連接不當(dāng)會(huì)使電子/電氣分系統(tǒng)的性能變壞。n不僅因?yàn)橥鈦眚}擾信號(hào)會(huì)通過相互作用或耦合進(jìn)入系統(tǒng)/分系統(tǒng)中的連接電纜，對(duì)敏感設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅；n還可能因設(shè)計(jì)、分類（隔離）、捆扎和走線等不當(dāng)而產(chǎn)生問題。⑵線分類及成束：EMI控制的一個(gè)主要方面是把導(dǎo)線和電纜分成和處理功率電平類似的等級(jí)。這種分類的好處是：①EMI源和接收器分別以功率分類。②在同一線束或線扎中，鄰近導(dǎo)線功率電平相差不會(huì)超過30dB。按30dB功率電平分組的分類表如表3所示。⑶設(shè)計(jì)原則：A.屏蔽導(dǎo)線：①屏蔽導(dǎo)線用于防止產(chǎn)生不必要的輻射或保護(hù)導(dǎo)線免受雜散場(chǎng)的影響。②把屏蔽層隔離開來，以防發(fā)生不必要的接地。③一般不要把屏蔽層用作信號(hào)回線。④雙絞線有類似磁屏蔽作用。B.敏感電路的保護(hù)：①用于保護(hù)音頻敏感電路的屏蔽層僅一端接地。②永遠(yuǎn)不要把屏蔽層用作音頻敏感電路的回線。③用于射頻敏感電路的屏蔽層兩端要接地。④對(duì)于既屬音頻敏感又屬射頻敏感的電路，要選用緊密的屏蔽線對(duì)。扭絞間距離越短屏蔽效果越好。屏蔽層兩端要接地。C.屏蔽電纜線的端接方法：在要求高的場(chǎng)合屏蔽層要為內(nèi)導(dǎo)體提供360°的完整包裹，并用同軸接頭來保證電場(chǎng)屏蔽的完整性。4.1電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)GB4343.1-2009家電產(chǎn)品電磁騷擾測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：GB4343.1-2009標(biāo)準(zhǔn)名稱：家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的電磁兼容要求第1部分：發(fā)射發(fā)布日期：2009.05.05發(fā)布實(shí)施日期：2010.04.01實(shí)施代替標(biāo)準(zhǔn)：GB4343.1-2003本標(biāo)準(zhǔn)等同采用CISPR14-1：2005（第5.0版）4.1.1標(biāo)準(zhǔn)目的及適用范圍標(biāo)準(zhǔn)制定的目的：是對(duì)家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的射頻騷擾電平建立一個(gè)統(tǒng)一的要求，確定騷擾限值描述測(cè)量方法和使運(yùn)行條件和結(jié)果的分析標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍：適用于其主要功能由電動(dòng)機(jī)、開關(guān)或調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)的器具產(chǎn)生的射頻傳導(dǎo)和輻射騷擾，特意產(chǎn)生或者用于照明的射頻能量除外。這些器具包括：家用電器、電動(dòng)工具、使用半導(dǎo)體裝置的調(diào)節(jié)控制器、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電氣醫(yī)療設(shè)備、電玩具、自動(dòng)售貨機(jī)以及電影或幻燈投影儀。包括在本部分范圍內(nèi)的還有：—上述提及設(shè)備的單獨(dú)部件，諸如電動(dòng)機(jī)、開關(guān)裝置如(電源或保護(hù))繼電器，如果標(biāo)準(zhǔn)中未提及，則對(duì)這些單獨(dú)部件沒有發(fā)射要求。－在其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中明確地提出其射頻范圍內(nèi)所有有發(fā)射要求的設(shè)備。－由機(jī)動(dòng)車輛、船舶或飛機(jī)等供電系統(tǒng)供電的玩具不包含在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。－與器具安全性能有關(guān)的電磁現(xiàn)象的影響不包括在部分的范圍內(nèi)。多功能設(shè)備：同時(shí)適用部分不同條款和/或其他標(biāo)準(zhǔn)的多功能設(shè)備在使用相關(guān)功能時(shí)應(yīng)滿足每一條款/標(biāo)準(zhǔn)的要求。4.1.2連續(xù)騷擾與斷續(xù)騷擾帶換向器電動(dòng)機(jī)以及裝在家用電器、電動(dòng)工具和類似器具內(nèi)的其他裝置可能會(huì)引起連續(xù)騷擾。連續(xù)騷擾可能是寬帶的，如機(jī)械開關(guān)、換向器和半導(dǎo)體調(diào)節(jié)器等開關(guān)裝置引起的；也可能是窄帶的，如微處理器等電子控制裝置引起的。對(duì)應(yīng)“寬帶騷擾”和“窄帶騷擾”，標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了用準(zhǔn)峰值檢波器和平均值檢波器測(cè)量的限值。不包括在本部分范圍內(nèi)的有：連續(xù)騷擾斷續(xù)騷擾恒溫控制的器具，程序自動(dòng)控制的機(jī)器和其他電氣控制或操作的器具的開關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)騷擾。斷續(xù)騷擾的影響隨著在音像中出現(xiàn)的重復(fù)率和幅度而變化。因此，應(yīng)區(qū)別不同類型的斷續(xù)騷擾。斷續(xù)騷擾測(cè)量示用符合標(biāo)準(zhǔn)5.1.1和GB/T6113.101-2008中第4章規(guī)定的準(zhǔn)峰值檢波器接收機(jī)測(cè)量。斷續(xù)騷擾的測(cè)試參見標(biāo)準(zhǔn)附錄C：斷續(xù)騷擾(喀嚦聲)測(cè)量導(dǎo)則。4.1.3端子連續(xù)騷擾電壓測(cè)量頻率范圍：148.5kHz～30MHz（實(shí)測(cè)頻率150kHz～30MHz）應(yīng)在整個(gè)頻段內(nèi)進(jìn)行初步觀察或掃描。對(duì)于準(zhǔn)峰值檢波器測(cè)量，應(yīng)至少在下列頻率點(diǎn)和有最大騷擾的所有頻率點(diǎn)上給出記錄值：160kHz，240kHz，550kHz，1MHz，1.4MHz，2MHz，3.5MHz，6MHz，10MHz，22MHz，30MHz。除電動(dòng)工具外的所有器具，電源的相線和中線端子都應(yīng)符合電源端騷擾限值。對(duì)器具的附加端子以及裝有半導(dǎo)體裝置的調(diào)節(jié)控制器的負(fù)載和附加端子，適用“附加端子”給出的放寬限值。電動(dòng)工具電源端子的限值按電動(dòng)機(jī)的額定功率對(duì)應(yīng)的相應(yīng)限值；對(duì)于電動(dòng)工具的負(fù)載端和附加端適用“附加端子”給出的限值。

A、端子騷擾電壓測(cè)量設(shè)備◆準(zhǔn)峰值檢波器接收機(jī)應(yīng)符合GB/T6113.101-2008中第4章的規(guī)定；◆平均值檢波器接收機(jī)應(yīng)符合GB/T6113.101-2008中第6章的規(guī)定。注：準(zhǔn)峰值檢波器和平均值檢波器可裝在同一個(gè)接收機(jī)內(nèi)?！鬡型人工電源網(wǎng)絡(luò)是為受試器具的端子與參考地之間提供一個(gè)規(guī)定的高頻阻抗，同時(shí)把電源中無用的射頻信號(hào)與測(cè)試電路隔離開。◆使用GB/T6113.102-2008中第4章規(guī)定的50Ω/50μH(或50Ω/50μH+5Ω)的V型人工電源網(wǎng)絡(luò)。◆V型人工電源網(wǎng)絡(luò)與測(cè)量接收機(jī)之間用特性阻抗為50Ω的同軸電纜連接。

測(cè)量接收機(jī)人工電源網(wǎng)絡(luò)◆斷續(xù)騷擾測(cè)量設(shè)備應(yīng)符合GB/T6113.101-2008中第10章的規(guī)定。只要準(zhǔn)確度足夠，可以采用示波器的替代方法。

電壓探頭◆當(dāng)測(cè)量不是在電源端子而是在其他端子上，如負(fù)載或控制端子，則使用電壓探頭?！舢?dāng)不能使用人工電源網(wǎng)絡(luò)而且對(duì)受試器具或試驗(yàn)設(shè)備沒有不良影響時(shí)，也可在電源端子上使用電壓探頭測(cè)量，例如測(cè)量每相電流大于25A的電動(dòng)機(jī)和加熱裝置?！綦妷禾筋^由電阻值至少為1500Ω的電阻器串聯(lián)一個(gè)電抗值相對(duì)于電阻值可忽略(在150kHz～30MHz范圍內(nèi))的電容器組成?！魷y(cè)量值應(yīng)按探頭與測(cè)量裝置之間的電壓分配校正。模擬手◆為了模擬使用者手的影響，對(duì)手持式設(shè)備在騷擾電壓測(cè)量的過程中需要使用模擬手?！裟M手由連接至220pF±20%的電容器串聯(lián)510Ω±10％的電阻器組成的RC元件的一端的金屬箔組成；RC元件的另一端接到測(cè)量系統(tǒng)的參考地?！裟M手的RC元件可裝在人工電源網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部。斷續(xù)騷擾分析儀B、端子連續(xù)騷擾電壓試驗(yàn)布置臺(tái)式器具：應(yīng)放置在接地導(dǎo)電平面上方0.4m，與V型人工電源網(wǎng)絡(luò)之間的距離為0.8m。電源引線V型人工電源網(wǎng)絡(luò)應(yīng)連接到電源線一端。V型網(wǎng)絡(luò)的位置應(yīng)與EUT相距0.8m。騷擾電壓通常在引線的插頭端進(jìn)行測(cè)量。如果EUT電源引線超過連接所需的長(zhǎng)度，應(yīng)將超出0.8m的部分平行于電源引線來回折疊形成一個(gè)長(zhǎng)0.3m～0.4m之間的線束。其它引線連接器具和輔助裝置的引線和連接調(diào)節(jié)控制器或電池供電器具的電池的引線與電源線一樣處理。通常不接地的非手持式臺(tái)式器具落地式器具：應(yīng)放置在與臺(tái)式器具一致水平金屬接地平板上方0.1m處，與地絕緣。

不接地的手持式器具首先，器具應(yīng)按照非手持式器具進(jìn)行測(cè)量。然后按規(guī)定使用模擬手進(jìn)行附加測(cè)量。通常要求接地操作的器具器具的放置應(yīng)與V型人工電源網(wǎng)絡(luò)相距0.8m處。測(cè)量應(yīng)在器具接地端子連接到測(cè)量裝置的參考地的條件下進(jìn)行。其余要求與通常不接地的非手持式臺(tái)式器具一致。在非電源引線的引線端連接有輔助裝置的器具的測(cè)量超過1m的連接引線應(yīng)按規(guī)定捆扎。當(dāng)器具和輔助裝置之間的連接引線是永久地固定在二者的端部，且引線的長(zhǎng)度短于2m，或者引線是屏蔽的，屏蔽引線端子連接在器具和輔助裝置的金屬外殼上，此種情況下不需進(jìn)行測(cè)量。對(duì)長(zhǎng)于2m且短于10m的不可拆卸引線，其端子電壓測(cè)量的起始頻率應(yīng)按下述公式確定：fstart=60/L式中：fstart端子電壓測(cè)量的起始頻率，單位為兆赫茲（MHz）；

L器具與輔助裝置間連接引線的長(zhǎng)度，單位為米（m）。裝有半導(dǎo)體裝置的調(diào)節(jié)控制器控制器輸出端子應(yīng)用0.5m～1m長(zhǎng)引線連接到正確的額定負(fù)載上。除非制造商另有規(guī)定，負(fù)載應(yīng)由白熾燈組成。負(fù)載端騷擾電壓測(cè)量用規(guī)定電壓探頭串聯(lián)在接收機(jī)輸入端進(jìn)行測(cè)量。

騷擾功率測(cè)量頻率范圍：30MHz～300MHz應(yīng)在整個(gè)頻段內(nèi)進(jìn)行初步觀察或掃描。對(duì)于準(zhǔn)峰值檢波器測(cè)量，應(yīng)至少在下列頻率點(diǎn)和有最大騷擾的所有頻率點(diǎn)上給出記錄值：30MHz，45MHz，65MHz，90MHz，150MHz，180MHz，220MHz，300MHz。n上述頻率的容差為±5MHz。如果在30MHz～300MHz頻段內(nèi)測(cè)量是在單一器具上進(jìn)行，應(yīng)至少在下列每個(gè)頻率點(diǎn)的附近的一個(gè)頻率點(diǎn)上進(jìn)行重復(fù)測(cè)量：45MHz，90MHz，220MHz。如果對(duì)各自的頻率點(diǎn)在第一次和第二次測(cè)量中電平相差2dB或更小，則保留第一次測(cè)量結(jié)果。如果相差大于2dB，應(yīng)重復(fù)整個(gè)頻譜的測(cè)量并取每個(gè)頻率點(diǎn)的大測(cè)量值。

電源線騷擾功率測(cè)量受試器具應(yīng)放置在與其他導(dǎo)電體距離至少0.4m的非金屬臺(tái)上。測(cè)量引線應(yīng)延伸成6m長(zhǎng)一直線，以保證足夠的長(zhǎng)度容納吸收鉗和允許吸收鉗移動(dòng)尋找到大發(fā)射值。吸收鉗夾住引線測(cè)量。吸收鉗應(yīng)沿引線移動(dòng)直到在靠近器具的位置和與器具相距半個(gè)波長(zhǎng)的距離之間找到大值。如果器具原來的引線短于所需的長(zhǎng)度，應(yīng)延長(zhǎng)或用類似質(zhì)量的電源引線代替。6m內(nèi)應(yīng)拆去任何由于尺寸原因不能通過吸收鉗的插頭或插座。如果在電源與在器具一側(cè)的吸收鉗之間的射頻隔離不足，應(yīng)在離器具6m處沿引線放置一個(gè)固定的鐵氧體吸收鉗，這樣可提高負(fù)載阻抗穩(wěn)定性和減少來自電源的外部噪聲。

非電源引線騷擾功率測(cè)量輔助引線通常可由使用者延長(zhǎng)時(shí)應(yīng)用同質(zhì)引線延長(zhǎng)至大約6m長(zhǎng)度。6m內(nèi)應(yīng)拆去任何由于尺寸原因不能通過吸收鉗的插頭或插座。如果輔助引線是永久地固定到器具和輔助裝置且：—短于0.25m的，不在該引線上測(cè)量；—長(zhǎng)于0.25m但是短于吸收鉗長(zhǎng)度兩倍的，應(yīng)延長(zhǎng)到吸收鉗長(zhǎng)度的兩倍；—長(zhǎng)于吸收鉗長(zhǎng)度的兩倍的，使用原引線進(jìn)行測(cè)量。某引線測(cè)量時(shí)，如果不影響器具的運(yùn)行，連接器具主體其他任何引線都應(yīng)斷開，或者通過靠近器具的鐵氧體環(huán)(或吸收鉗)隔離。其次，在接到或可能接到輔助裝置的每根引線上進(jìn)行類似的測(cè)量，而無論器具運(yùn)行時(shí)是否需要該引線。吸收鉗的電流互感器先指向器具主體測(cè)量，然后收鉗的電流互感器指向任一輔助裝置再次測(cè)量。

端子斷續(xù)騷擾電壓◆頻率范圍為148.5kHz～30MHz在30MHz～300MHz頻段不規(guī)定斷續(xù)騷擾限值。30MHz以下的騷擾電平被認(rèn)為也代表了30MHz以上的騷擾電平。◆斷續(xù)騷擾限值主要依賴于騷擾特性和喀嚦聲率N。◆端子連續(xù)騷擾限值也適用于產(chǎn)生下列斷續(xù)騷擾的所有器具：a)除喀嚦聲以外的騷擾，或b)喀嚦聲率大于等于30的喀嚦聲?！魧?duì)于斷續(xù)騷擾，喀嚦聲限值Lq是在有關(guān)連續(xù)騷擾限值L上增加：44dBN<0.2，或20lg(30/N)dB0.2≤N<30◆喀嚦聲限值Lq要求喀嚦聲率N用標(biāo)準(zhǔn)第7章規(guī)定的運(yùn)行條件和結(jié)果說明來確定。

端子斷續(xù)騷擾電壓限值端子斷續(xù)騷擾的測(cè)量◆在兩測(cè)量頻點(diǎn)（150kHz、500kHz）上按下述方法確定少觀測(cè)時(shí)間T：對(duì)不是自動(dòng)停止的器具，T為下列較短時(shí)間：記錄40個(gè)喀嚦聲或相關(guān)的40次開關(guān)操作數(shù)，