电磁兼容设计简介.ppt

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1、第七章电磁兼容设计（简介）7－1概述在电子、电气设备的设计中必须进行电磁兼容设计，电磁兼容设计包括：元器件的选择，电路的设计和布线，设备结构的设计，屏蔽、滤波、接地和搭接技术的应用等。1、EMC设计的目的①、设备内部的电路、器件不互相干扰。②、设备产生的电磁干扰强度低于规定的限值。③、设备具有一定的抗干扰能力。2、设计的主要参数，对于系统、各设备、各器件：①、抗扰度允许值（电磁敏感度阈值）3－1－2②、电磁兼容安全系数3－1－33、EMC设计的内容⑴、电气设计①、各元器件的干扰控制和抗干扰措施屏蔽技术、滤波技术、接地技术的应用②、元器件的布局、导线的敷设等⑵、结

2、构设计：机箱的屏蔽，包括通风口、缝隙、表头、显示器、指示灯等处的处理。7－2一些元器件产生的干扰及控制一、电感器，各种线圈（磁芯、空气芯）电感器是抑制干扰的元件（滤波电路中……），也是产生干扰的元件，磁场干扰……，磁芯电感可分为开环型和闭环形，图7－1。常见的电感器如图7－2所示。（电感量的估算）控制干扰的措施：①、采用闭环型电感器②、屏蔽，对于低频，要选用高磁导率材料。二、变压器1、漏磁干扰例：一电源变压器（图7－3a）的漏磁干扰。图７－3b,沿线包轴线方向（z方向）漏磁最大,沿铁芯方向(y方向)漏磁最小。控制措施①、加装漏磁短路环，在线包外面包一层铜

3、皮，图7－4,漏磁通穿过短路环时，在短路环中产生感应涡流，涡流产生的反向磁通可以抵消部分漏磁，屏蔽效果如图7－5……，加装短路环后，x方向漏磁最小。②、对变压器侧面屏蔽，用铁皮，与铁芯绝缘，图7－6，屏蔽效果，图7－7。③、对变压器本身的设计制造也可采取措施，例如选用高磁导滤材料作铁芯，采用C型铁芯（一般是E型铁芯）等。2、电容耦合干扰：变压器的初次级之间的分布电容，可以使供电电网中感应的高频干扰信号从初级耦合到次级，从而进入设备。控制措施：在变压器的初、次级之间增加一层静电屏蔽，如图7－8，可以用铜箔，也可以绕一层线圈，一端接地，另一端绝缘。三、开

4、关和继电器1、开关产生的干扰开关闭合和断开时，会产生很大的dI/dt或dV/dt，即电流或电压的突变，产生宽带的高频干扰。开关负载的功率越大，干扰也越大。对于电感性电路，电流突然切断会产生很高的瞬态感应电压，引起电弧放电，产生电磁干扰。2、继电器产生的干扰继电器中有线圈和铁芯，电感比较大，电流突然切断产生的瞬态感应电压，可达电源电压的10～20倍，会在接触处产生电弧放电，引起传导干扰和辐射干扰。触点闭合时，会发生反弹断开，再闭合……，反复几次，也会产生干扰，在数字电路中会引起数据的错误。3、控制措施，几种常用的电弧抑制电路，图7－9。①、电阻型K断开，产生

5、感应电动势，LR电路中出现阻尼衰减振荡可以使感应电动势衰减。R过大，仍有电弧产生，R过小，常态时（无开、关动作）R上的功率损耗过大。②、R－C型LCR电路（电阻型的改进电路）K断开时，电感向电容器充电，抑制开关触点两端的浪涌电压，可避免电弧发生，常态时，电容相当于开路状态，电阻R上没有电流，也没有功率损耗。（优于电阻型……）③、D－R型K断开时，电感上的瞬时感应电压（下端为正）使二极管导通，相当于（a），可拟制电弧。常态时（上端为正）二级管不导通，不消耗功率。④、背对背的二极管型两个齐纳二极管齐纳二极管（稳定二极管）在达到临界反向击穿电压前反向电阻都很高

6、，在临界击穿点上，反向电阻变得很小，电流增大而电压保持恒定。K断开时，电感上的瞬时感应电压很高，一个二极管反向击穿，一个正向导通，电阻很小，可抑制电弧。常态时总有一个二极管不导通，不消耗功率，这种电路既适用于交流，也适用于直流。⑤、R－C－D型在R－C型电路中R两端并联一个二极管。常态时二极管不导通，与R－C型电路相同，K断开时，电感上的瞬时电压，（下端为正）可通过C和二极管释放，抑制电弧。四、小型电动机带动风扇和机械装置整流子的电刷产生的火花放电引起干扰，主要频率在100K～1MHz，谐波频谱可达100MHz，控制措施：1、电容法，图7－10①、C1

7、：跨接在电动机的两根电源线上，滤除火花放电产生的高频干扰。②、整个电动机被屏蔽,电源线穿过机壳处安装穿心电容，一方面可以进一步滤除高频干扰，另一方面也可增强屏蔽效果。电容法中，C1，C2，C3均采用无感电容器，引线要尽量短，抑制作用约为20dB。2、电容－铁氧体磁环法(图7－11)在电容法的基础上，加套铁氧体磁环。铁氧体磁环是损耗滤波器,可以滤除1MHz以上的干扰信号。五、逻辑电路器件数字电路中的基本器件逻辑电路器件是干扰源：工作时其电平状态迅速改变，不但在公共电源线和地线中产生传导干扰，还会产生辐射干扰。逻辑电路器件也是敏感设备:受到干扰