單片機(jī)的EMC故障排除方法

單片機(jī)的EMC故障排除方法0引言所謂EMC就是：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC測試包括兩大方面內(nèi)容：對其向外界發(fā)送的電磁騷擾強(qiáng)度進(jìn)行測試，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制值要求；對其在規(guī)定電磁騷擾強(qiáng)度的電磁環(huán)境條件下進(jìn)行敏感度測試，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗擾度要求。來源于：1傳導(dǎo)型問題的解決①通過串聯(lián)一個高阻抗來減少EMI電流。②通過并聯(lián)一個低阻抗將EMI電流短路到地或引到其它回路導(dǎo)體。③通過電流隔離裝置切斷EMI電流。④通過其自身作用來抑制EMI電流。2電磁兼容的容性解決方案一種常見的現(xiàn)象是不把濾波電容的一側(cè)看成直接與一個分離的阻抗相連，而看成與傳輸線相連。典型的情況是，當(dāng)一條輸入輸出線的長度達(dá)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倍。a.電介質(zhì)材料及容差電磁干擾濾波使用的大部分電容是無極性電容。b.差模（線到線）濾波電容性電容。c.共模（線到地/機(jī)殼）濾波電容共模（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(jìn)入敏感電路之前或在其離噪聲電路較遠(yuǎn)時就將其短路到機(jī)殼上去。為了得到良好的高頻衰減電路，減小或消除寄生電感是關(guān)鍵之所在。因此有必要使用超短導(dǎo)線，尤其希望使用無引線元器件。3感性、串聯(lián)損耗電磁兼容解決方案就電容而言，Zs和Z1如果不是純電阻的話，在計算頻率時，要使用它們的實際值。電容器串聯(lián)在電源或信號電路時，必須滿足：①流過的工作電流不應(yīng)該引起電感過熱或過大的有過之而無不及降；②流過的電流不能引起電感磁飽和，尤其是對高導(dǎo)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；接地扼流圈；組合式電感電容元件。4輻射型問題的解決在很多情況下，輻射電磁干擾問題可能在傳導(dǎo)階段產(chǎn)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上，就像場屏蔽那樣工作。根據(jù)屏蔽理論，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——電場、磁場或者平面波。①導(dǎo)體帶。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線。它們對于臨時的解決方案和相對永久的解決方案來說是很方便的。厚度在0.035～0.1mm之間，并且背面帶有導(dǎo)電黏合劑以便安裝。如果使用銅導(dǎo)電帶，其通過電阻約20mΩ/cm2。應(yīng)用場合：電氣屏蔽罩；發(fā)生故障時泄露點定位；作為一個應(yīng)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等。②網(wǎng)狀屏蔽帶和拉鏈?zhǔn)酵馓?。涂錫的鋼網(wǎng)帶：主要用來安裝在一個已經(jīng)裝配好的電費(fèi)護(hù)套上作為一種易安裝的繃帶型的屏蔽罩。為了降低電費(fèi)的磁場輻射或敏感問題，鋼網(wǎng)帶是一種有效的解決方案。拉鏈?zhǔn)狡帘瓮馓祝寒?dāng)有明顯跡象表明電費(fèi)是主要的引起EMI耦合的原因時使用。③EMI密封墊。應(yīng)用場合：當(dāng)下述條件存在，并且需要真正的SE時，EMI密封墊是最常用的解決輻射問題、敏感問題、ESD、電磁脈沖和TEMPEST問題的方法。已經(jīng)把機(jī)箱泄漏確認(rèn)為主要的輻射路徑。嚙合面不夠光滑、平整或不夠硬、本身無法提供良好的連接接觸。④窗口和通風(fēng)板的EMI屏蔽：適合對孔徑的屏蔽。平面波的大概模型是：SE≈104(-20-lgl)-20lgf式中，SE單位為dB；l為網(wǎng)格或網(wǎng)孔的尺寸，單位為mm；f單位為MHz。當(dāng)然，隨著頻率的下降，網(wǎng)孔的屏蔽效率SE的上限受限于金屬本身。在近區(qū)場，對H場的屏蔽，其屏蔽功率SHE不受頻率的影響，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離，l為網(wǎng)孔尺寸，兩者單位均為mm。⑤導(dǎo)電涂料：應(yīng)用于在系統(tǒng)的塑料外殼建立EMI屏蔽罩、發(fā)送現(xiàn)有普通的或惡化的導(dǎo)電表面的屏蔽效能SE、防止ESD或靜電積累現(xiàn)象、增大結(jié)合面或密封墊片的接觸面積。⑥導(dǎo)電箔：鋁是一種良導(dǎo)體，在10MHz以下沒有吸收損耗，但它對于電場的任何頻率都有較好的反射損耗。應(yīng)用場合請參閱有關(guān)資料。⑦導(dǎo)電布：可應(yīng)用于任何100kHz到GHz級頻率范圍需要達(dá)到30～30dB衰減的立體屏蔽場合