電磁兼容性(EMC)講課基本內容(第二講)課件

電磁兼容（EMC）技術講座CombaTELECOMSYSTEMS電磁兼容性（EMC）講課基本內容第二講EMC設計、工藝技術基本要點和問題處理流程電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點1.系統(tǒng)/設備方案設計1)確認需要滿足的電磁兼容技術標準；2)采用通過安規(guī)和EMC認證的模塊電源；3)選定箱體結構形式：19”標準機柜U型單元、鋁壓鑄機箱、鋁型材機箱，盡可能不采用板金裝配結構機箱；4)電路中盡量避免使用高速脈沖信號，對干擾源電路，高敏感電路采用特殊的隔離措施，如局部屏蔽，濾波等；必要時，可以使用隔離變壓器，光耦合器件、電容耦合和繼電器隔離措施，把可能引入或引出的共模干擾或危險電壓隔離在敏感電路或安全電路之外。5)盡量使用大規(guī)模集成電路和貼裝元器件，減少插孔元器件，以便提高抗擾能力和減小干擾發(fā)射；6)對射頻端口、電源端口采取有效的防護措施，如串聯(lián)正溫度系數(shù)熱敏電阻，并聯(lián)放電管（避雷器）、壓敏電阻等；屏蔽、濾波、接地三大要素電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點2.結構設計和安裝1)首先確定屏蔽箱體的材料，如果沒有低頻（1KHz以下）磁場的屏蔽要求，可選用鋼、鋁、銅；如果有，應采用高導磁率的材料，如坡莫合金；2)機箱上需要低阻抗搭接的部位（如屏蔽體的接縫，靜電放電電路的路徑，濾波器的接地，系統(tǒng)公共地線等），對于永久性連接，最好是焊接，對于長縫隙要連續(xù)焊接；對于非永久性搭接，應采用電磁密封襯墊，并保證表面的導電性能，如機箱蓋；3)對于惡劣環(huán)境（如潮濕、鹽霧、塵埃等）應采用環(huán)境密封措施（按GB4208《外殼防護等級》即IP代碼，如IP65、IP68等級）；4)電源濾波器安裝時接地良好，外殼應直接搭接在金屬機箱上。電源進線盡量短，采用雙芯屏蔽電纜，屏蔽層要可靠接地，避免輸入輸出端空中耦合（把濾波器旁路了）。5)機箱上的縫隙或孔盡量遠離輻射源（如電纜、連接器、線路板等）或敏感電路，不能有任何金屬物體直接穿過機箱；6)如果避免不了通風口、顯示窗口，則應采用電磁密封襯墊；7）機箱內模塊布局合理，按信號的傳輸流程依次排列，上一個模塊的輸出端口緊靠下一個模塊的輸入端口，盡可能縮短之間的連接電纜；8)箱體上必須有可靠的接地裝置，并有正確的標識，接地電阻≤0.1Ω。電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點3.電路與PCB設計1)綜合考慮EMC要求和成本，盡量采用多層線路板，設置一層地線面，將不同性質的電路分別布置在線路板的不同區(qū)域，使干擾電路與敏感電路遠離；2)不同區(qū)域、不同性質的電路用不同的地線和電源，如DC26V、5V、9V、12V，進入工作電路之前應加去耦電路或分配電路；3)對于多層板，要使高速信號，高敏感信號與地線層相鄰布置，對于多層板，不同區(qū)域的地線面邊緣要滿足20H法則（即地線面的邊沿要比電源層或信號線層的邊沿外延出20Ｈ，Ｈ是地線面與信號線層之間的高度）。4)充分考慮器件在線路板上的位置和方向，引出線盡可能短，不要來回兜圈。5)對于多層板專門設置的地線面、電源面，要保證它們的完整性。需避免地線面上有長縫隙（不包括為了分割不同地線而有意設置的縫隙），如果有長縫隙，不能有信號線穿過。6)信號的回路面積盡量小，在關鍵信號線（高頻或敏感的信號）的臨近設置回流線（信號地線）。對于多層板，信號層必須鄰近地平面層或電源平面層布放。7)如果采用雙層板，必須設置地線網(wǎng)格（A面打上橫線，B面打上堅線，通過金屬化過孔連接起來，作為地線使用）。8)高速脈沖信號線要盡量短，并且不要換層布線，拐角不要小于90度，以避免阻抗發(fā)生突變，造成信號反射；高速脈沖電路盡量遠離I/O端口，防止高頻信號耦合到電纜上，借助電纜產(chǎn)生共模輻射。電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點3.電路與PCB設計9)在I/O區(qū)域將傳輸?shù)嘏c機殼以非常低的阻抗連接起來，I/O接口上使用獨立的地線，這塊獨立的地線與線路板上的其它部分地線僅通過一點連接，這塊地專門為濾波和屏蔽層提供干凈地。10)安裝在線路板上的I/O接口濾波器，要盡量靠近電纜進出口，使濾波器與電纜連接器之間的連線最短。11)輸入端口和輸出端口要分別設置在PCB的左、右側或上、下側。12)接口電路應采用敏感度為3級（靜電損傷閾值＞4000V）或不敏感的元器件；如果不能滿足上述條件，則應輸入輸出接口電路上采取保護措施，設置串聯(lián)電阻、分流器、箱位器件、TVS等保護器件，這些保護器應緊靠相應的連接器。13)對于NMOS、CMOS等靜電敏感器件，禁止布放在單板的邊緣區(qū)域。CMOS器件有不用的輸入端引線不允許懸空。14)相互之間具有很多互連線的元器件應盡可能彼此靠近。I/O器件和I/O連接器應盡量接近。安裝在PCB上具有金屬外殼的元器件，其金屬外殼必須就近可靠接地，或是保護地，或是信號傳輸?shù)兀瑑?yōu)先考慮保護地。

電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點5.附件（供參考）1)電源線上干擾的類型電源線上的干擾電流按照其流動路徑可以分為兩類，一類是差模干擾電流，另一類是共模干擾電流。差模干擾電流是在火線和零線之間流動的干擾電流，共模干擾電流是在火線、零線與大地（基其它參考物體）之間流動的干擾電流，如圖1、圖2所示。由于這兩種干擾的抑制方式不同，因此正確辨認干擾的類型是實施正確濾波方法的前提。電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點5.附件2)電源線濾波器的基本原理

圖3電源線濾波器的基本電路電磁兼容性（EMC）講課基本內容1.設計、工藝技術基本要點電源線濾波器是由電感和電容組成的低通濾波，它允許直流或50Hz的電流通過，對頻率較高的干擾信號則有較大的衰減。由于干擾信號有差模和共模兩種，因此電源線濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。濾波器的基本電路如圖3所示。圖3中，C1\C2是濾除共模干擾用的電容，一般稱為Y電容；而C3\C4的作用是濾除差模干擾信號，一般稱為X電容；L是電感線，一般繞制成共模扼流圈的形式。共模扼流圈的繞法如圖所示，從圖4中可以看出，當負載電流流過共模扼流圈時，串聯(lián)在火線上的線圈所產(chǎn)生的磁力線和串聯(lián)在零線上的線圈所產(chǎn)生的磁力線方向相反，它們在磁芯中相互抵消。因此即使在大負載電流的情況下，磁芯也不會飽和。而對于共摸干擾電流，兩個線圈產(chǎn)生的磁場是同方向的，會有較大的電感，從而起到衰減干擾信號的作用。圖3中的地線一般是金屬機箱，當設備的機箱不是金屬材料時，濾波器的地線一般與安全地相連，但由于安全地的阻抗很大，濾波器對共模干擾的衰減效果將大大降低。電磁兼容性（EMC）講課基本內容2.EMC問題處理流程常見電磁兼容問題在用電纜的問題電源線安裝電源線濾波器有濾波器ACABAB機箱輻射騷擾過強機箱輻射撫擾度過低電源傳導騷擾過強傳導撫擾度過低電路模塊之間相互干擾拔掉設備工作時不必要的電纜電纜傳導問題有所改善無改善無改善電纜問題機箱問題信號線檢查電源線濾波器沒有濾波器干擾通過空間耦合進入機箱，對電路造成干擾對模塊進行屏蔽、隔離，互聯(lián)導線經(jīng)過濾波或屏蔽隔離兩個模塊的地線和電源線，單點接地，分別供電，加強去耦干擾通過電纜耦合通過機箱薄弱環(huán)節(jié)耦合電源線信號線電磁兼容性（EMC）講課基本內容2.EMC問題處