产品的电磁兼容性设计

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1、产品的电磁兼容性设计

2、第1造成设备性能降级或失效的电磁干扰必须具备三个要素，即有一个电磁骚扰源；有一台对干扰敏感的设备；及有一条电磁干扰的传播途径。为解决设备的电磁兼容问题，无论从抑制骚扰源逸出，或切断电磁干扰的传播通路，或提高设备自身的抗干扰能力，都能取得满意效果。为此，本讲座拟从三个不同侧面讨论提高设备电磁兼容的措施，包括产品骚扰的抑制方法；提高产品抗扰度的方法；产品内部的电磁兼容性设计要点。首先讨论产品骚扰的抑制方法。产品骚扰的抑制有三种基本方法，即接地、屏蔽和滤波。每种方法在电路与系统的设计中各有独特

3、作用，但在使用上又是相互关连。如良好的接地可降低设备对屏蔽和滤波的要求；而良好的屏蔽也能降低对滤波的要求。1接地“接地”有设备内部的信号接地和设备接大地，两者概念不同，目的也不同。1.1设备的信号接地设备的信号接地，可能是以设备中的某一点或一块金属薄板来作为信号的接地参考点，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。500)this.style.ouseg(this)">实用中有三种基本的信号接地方式，即浮地、单点接地和多点接地。（1）浮地采用浮地的目的是将电路或设备与公共接地系统，或可能引起环流的公共导线

4、隔离开来。浮地还可以使不同电位间的电路配合变得容易。实现电路或设备浮地的方法有变压器隔离和光电隔离。浮地的最大优点是抗干扰性能好。浮地的缺点是由于设备不与公共地相连，容易在两者间造成静电积累，当电荷积累到一定程度后，在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈的静电放电，而成为破坏性很强的骚扰源。一个折衷方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻，用以释放所积聚的电荷。注意控制泄放电阻的阻抗，太低的电阻值会影响设备泄漏电流的合格性。（2）单点接地单点接地是指在一个电路或设备中只有一个物理点被定义为接地参考

5、点，电路或设备中凡需要接地的点都被接至这一点。对一个系统，如采用单点接地，则系统中的每个设备都有自己的单点接地点，然后各设备的“地”再与系统中唯一指定的参考接地点相连。单点接地的缺点是当系统工作频率很高时，以致信号的波长可与接地线长度相比拟时（如达到1/4波长），接地线就不能作为一根普通连接线考虑，它会呈现某种电抗效应，使接地效果不理想，此时必须引进多点接地概念。（3）多点接地多点接地指设备中凡需要接地的点都直接接到距它最近的接地平面上，以便使接地线最短。这里说的接地平面可以是设备的底板、专用接地母线，甚至是

6、设备的框架。多点接地的优点是简单，凡需要接地的点都可以就近接地，从而使接地线上出现高波驻波的现象大为减少。故多点接地在高频下使用有上佳表现。多点接地对接地点的维护要求较高，任何一些因锈蚀或松动等原因，均可造成接地效果变差，使设备工作不可靠。（4）混合接地单点和多点接地的各自优缺点，促使人们想到了混合接地。只将需要就近接地的点，就近直接与接地平面相连（或对需要高频接地的点，通过旁路电容与接地平面相连），其余各点均采用单点接地。500)this.style.ouseg(this)">单点接地与多点接地的分界常以流

7、通信号波长λ的0.05倍为界，凡单点接地线长度达到0.05λ以上时，就应当用多点接地。（5）信号接地线的处理信号接地是在指定的两个点（其中有一个被称为“地”的参考点）间建立导电通路，以便实现电路与机壳，或电路与指定接地板之间的连接。最关键的是要强调连接良好，建立低阻抗的通路，这对射频电流在接地回路中的流动特别重要。1.2设备的接大地（1）设备的接大地实用中，除认真考虑设备内部的信号接地外，通常还要将设备的信号地、机壳与大地连在一起，并以大地作为设备的接地参考点。设备接大地的目的有三个：①设备的安全接地，保证了

8、对设备的操作人员实现安全保护。②泄放机箱上所积聚的电荷，避免因电荷积聚使机箱电位升高，造成电路工作的不稳定。③避免设备在外界电磁环境的作用下使设备对大地的电位发生变化，造成设备工作的不稳定。由此可见，设备接大地除了对人员安全、设备安全的考虑外，也是抑制干扰发生的重要手段。实用中，如能将接地与屏蔽、滤波等技术配合使用，将会对提高设备的电磁兼容性起到事半功倍的作用。（2）接大地的方法与接地电阻接大地有效性的重要指标是接地电阻。接地电阻除与接地电极的制作方式有关外，也和大地自身的性质有关。人们习惯把地下金属管道作为

9、接地电极，由于它与大地有较大的接触面积，可取得较小的接地电阻。但做法不规范，流入管道的故障电流和杂散电流容易对管道检修人员造成伤害。此外，任何非金属的管道构件都能使接地的有效性受到破坏。正确的接大地方法是用直径1cm～2cm的铜棒（长2m～4m）打入地下，深度在2m以上。一根铜棒的接地电阻在25Ω左右，这对一些小功率电气设备已足够用。若要更小的接地电阻，可增加铜棒附近地域的盐份和水份，必要时还可将几