版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
如何順利通過(guò)電磁兼容測(cè)試
電磁兼容對(duì)策
工業(yè)和信息化部電子五所(中國(guó)賽寶實(shí)驗(yàn)室)賽寶質(zhì)量安全檢測(cè)中心:朱文立TELAX-Mail:zwl@本次課程內(nèi)容介紹及時(shí)間安排電磁騷擾發(fā)射測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施諧波電流測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施瞬態(tài)脈沖抗擾度測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施工頻(低頻)場(chǎng)電磁干擾、抗擾及防護(hù)概述射頻連續(xù)波抗擾測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施電磁兼容對(duì)策1.概述1.1什么時(shí)候需要電磁兼容整改及對(duì)策對(duì)一個(gè)電子、電氣產(chǎn)品來(lái)說(shuō),在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮其電磁兼容性,這樣可以將產(chǎn)品在生產(chǎn)階段出現(xiàn)電磁兼容問(wèn)題的可能性減少到一個(gè)較低的程度。但是否滿(mǎn)足要求,最終要通過(guò)電磁兼容測(cè)試檢驗(yàn)其電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的符合性。由于電磁兼容的復(fù)雜性,即使對(duì)一個(gè)電磁兼容設(shè)計(jì)問(wèn)題考慮得比較周全得產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,難免出現(xiàn)一些電磁干擾的因素,造成最終電磁兼容測(cè)試不合格。在電磁兼容測(cè)試中,這種情況還是比較常見(jiàn)的。電磁兼容對(duì)策
對(duì)產(chǎn)品定型前的電磁兼容測(cè)試不合格的問(wèn)題,我們完全可以遵循正常的電磁兼容設(shè)計(jì)思路,按照電磁兼容設(shè)計(jì)規(guī)范法和系統(tǒng)法,針對(duì)產(chǎn)品存在的電磁兼容問(wèn)題重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。從源頭上解決存在的電磁兼容隱患。屬電磁兼容設(shè)計(jì)范疇。目前國(guó)內(nèi)電子、電氣產(chǎn)品比較普遍存在的情況是:產(chǎn)品在進(jìn)行電磁兼容型式試驗(yàn)時(shí),產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)定型,產(chǎn)品外殼已經(jīng)開(kāi)模,PCB板已經(jīng)設(shè)計(jì)生產(chǎn),部件板卡已經(jīng)加工,甚至產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)等著出貨放行。對(duì)此類(lèi)產(chǎn)品存在的電磁兼容問(wèn)題,只能采取“出現(xiàn)什么問(wèn)題,解決什么問(wèn)題”的問(wèn)題解決法,以對(duì)產(chǎn)品的最小改動(dòng)使其達(dá)到電磁兼容要求。這就屬于電磁兼容整改對(duì)策的范疇,這是我們這次課程需要探討的問(wèn)題。電磁兼容對(duì)策1.2常見(jiàn)的電磁兼容整改措施對(duì)常見(jiàn)的電磁兼容問(wèn)題,我們通過(guò)綜合采用以下幾個(gè)方面的整改措施,一般可以解決大部分的問(wèn)題:屏蔽問(wèn)題:可以在屏蔽體的裝配面處涂導(dǎo)電膠,或者在裝配面處加導(dǎo)電襯墊,甚至采用導(dǎo)電金屬膠帶進(jìn)行補(bǔ)救。導(dǎo)電襯墊可以是編織的金屬絲線、硬度較低易于塑型的軟金屬(銅、鉛等)、包裝金屬層的橡膠、導(dǎo)電橡膠或者是梳狀簧片接觸指狀物等。布局布線問(wèn)題:在不影響性能的前提下,適當(dāng)調(diào)整設(shè)備電纜走向和排列,做到不同類(lèi)型的電纜相互隔離。電纜問(wèn)題:改變普通的小信號(hào)或高頻信號(hào)電纜為帶屏蔽的電纜,改變普通的大電流信號(hào)或數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)電纜為對(duì)稱(chēng)絞線電纜。電磁兼容對(duì)策接地問(wèn)題:加強(qiáng)接地的機(jī)械性能,降低接地電阻。同時(shí)對(duì)于設(shè)備整體要有單獨(dú)的低阻抗接地。接口問(wèn)題:在設(shè)備電源輸入線上加裝或串聯(lián)電源濾波器。關(guān)鍵部位的處理:在可能的情況下,對(duì)重要器件進(jìn)行屏蔽、隔離處理,如加裝接地良好的金屬隔離板或小的屏蔽罩等。電路和電源問(wèn)題:在各器件電源輸入端并聯(lián)小電容,以旁路電源帶來(lái)的高頻干擾。電磁兼容對(duì)策下面,我們分別就電子、電器產(chǎn)品在傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、諧波電流、靜電放電、電快速脈沖、浪涌、傳導(dǎo)抗擾度、輻射抗擾度、磁場(chǎng)干擾和抗擾度等電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目試驗(yàn)過(guò)程中較常出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案和補(bǔ)救措施與大家共同探討。我們根據(jù)各項(xiàng)目的特點(diǎn),將這些內(nèi)容分為四大類(lèi)分別進(jìn)行討論:討論內(nèi)容電磁騷擾發(fā)射諧波電流瞬態(tài)脈沖抗擾度連續(xù)波抗擾度靜電放電電快速脈沖浪涌沖擊傳導(dǎo)發(fā)射輻射發(fā)射連續(xù)發(fā)射斷續(xù)發(fā)射騷擾場(chǎng)強(qiáng)騷擾功率傳導(dǎo)抗擾度輻射抗擾度電磁兼容對(duì)策2.電磁騷擾發(fā)射測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施電磁兼容對(duì)策2.1電子、電氣產(chǎn)品內(nèi)的主要電磁騷擾源設(shè)備開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)回路:騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz,高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。設(shè)備直流電源的整流回路:工頻線性電源工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百kHz;開(kāi)關(guān)電源高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)十MHz。電動(dòng)設(shè)備直流電機(jī)的電刷噪聲:噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百M(fèi)Hz。電動(dòng)設(shè)備交流電機(jī)的運(yùn)行噪聲:高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射:開(kāi)關(guān)調(diào)速回路騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz。電磁兼容對(duì)策設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)切換的開(kāi)關(guān)噪聲:由機(jī)械或電子開(kāi)關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百M(fèi)Hz。智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾:騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz,高次諧波可延伸到數(shù)百M(fèi)Hz。微波設(shè)備的微波泄漏:騷擾源主頻數(shù)GHz。電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾發(fā)射:騷擾源主頻幾十kHz,高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。電視電聲接收設(shè)備的高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波:騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百M(fèi)Hz,高次諧波可延伸到數(shù)GHz。信息技術(shù)設(shè)備及各類(lèi)自動(dòng)控制設(shè)備的數(shù)字處理電路:騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百M(fèi)Hz(經(jīng)過(guò)內(nèi)部鎖相倍頻主頻可達(dá)數(shù)GHz),高次諧波可延伸到數(shù)GHz或十幾GHz。電磁兼容對(duì)策電磁干擾的主要傳播途徑電磁兼容對(duì)策2.2騷擾源定位2.2.1根據(jù)測(cè)量曲線定位:依據(jù):超標(biāo)騷擾頻率范圍、超標(biāo)騷擾頻域分布、窄帶還是寬帶騷擾等來(lái)判斷電磁兼容對(duì)策2.2.2根據(jù)被測(cè)設(shè)備工作方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)定位:電磁兼容對(duì)策2.2.3根據(jù)被測(cè)設(shè)備組成和功能定位:根據(jù)被測(cè)設(shè)備組成和功能定位設(shè)備內(nèi)部有否二次電源,其工作方式?設(shè)備內(nèi)是否有驅(qū)動(dòng)電機(jī),電機(jī)類(lèi)型?設(shè)備內(nèi)是否有變頻調(diào)速電路?設(shè)備內(nèi)是否有數(shù)碼控制或智能控制電路?是否使用晶振?設(shè)備內(nèi)是否存在程控的繼電器或開(kāi)關(guān)電路?設(shè)備正常工作是否利用電磁波或微波?設(shè)備內(nèi)是否存在工作中的無(wú)線收發(fā)電路?電磁兼容對(duì)策2.2.4根據(jù)功能模塊工作情況進(jìn)行故障定位:若設(shè)備的各個(gè)模塊可以暫停和恢復(fù)工作,可以通過(guò)逐個(gè)暫停這些模塊的工作來(lái)判斷騷擾來(lái)源。若模塊不可以獨(dú)立暫停和恢復(fù)工作,可以通過(guò)與該設(shè)備其它功能模塊一起組合進(jìn)行暫停和恢復(fù)工作,從而判斷騷擾的大概來(lái)源。若模塊不可以獨(dú)立暫停和恢復(fù)工作,也可以通過(guò)用待判斷模塊與其它合格設(shè)備的相關(guān)功能模塊組合并測(cè)量的方式,從而判斷騷擾的大概來(lái)源。對(duì)懷疑騷擾超標(biāo)的模塊,可以用與合格模塊置換的方式來(lái)進(jìn)行騷擾判定。電磁兼容對(duì)策2.3電子、電氣產(chǎn)品連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)問(wèn)題及對(duì)策電子、電氣產(chǎn)品連續(xù)傳導(dǎo)騷擾一般測(cè)量頻率范圍為150kHz-30MHz或9kHz-30MHz。測(cè)量分別在電源端子及負(fù)載端子和附加端子上進(jìn)行。電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策當(dāng)我們通過(guò)騷擾定位方式找到超標(biāo)點(diǎn)的騷擾來(lái)源后,即可采用相對(duì)應(yīng)的騷擾抑制措施。電磁兼容對(duì)策2.3.1射頻傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)失敗的原因?qū)е律漕l傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)的原因如圖所示。電磁兼容對(duì)策(1)開(kāi)關(guān)電源或DC/DC變換器工作在脈沖狀態(tài),它們本身會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾,這種干擾既有共模分量,也有差模分量。對(duì)于一般開(kāi)關(guān)電源和變換器,在1MHz以下以差模干擾為主,在1MHz以上以共模干擾為主。(2)數(shù)字電路的工作電流是瞬變的,雖然在每個(gè)電路芯片的旁邊和線路板上都安裝了解耦電容,但還是會(huì)有一部分瞬變電流反映在電源中,沿著電源線傳導(dǎo)發(fā)射。(3)機(jī)箱內(nèi)的線路板、電纜都是輻射源,這些輻射能量會(huì)感應(yīng)進(jìn)電源線和電源電路本身,形成傳導(dǎo)發(fā)射。需要注意的是,當(dāng)機(jī)箱內(nèi)各種頻率的信號(hào)耦合進(jìn)電源電路時(shí),由于電源內(nèi)有許多二極管、三極管電路,會(huì)使這些不同頻率的信號(hào)相互發(fā)生混頻、調(diào)制,甚至對(duì)干擾進(jìn)行放大,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的干擾。電磁兼容對(duì)策2.3.2通過(guò)射頻傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的措施在電源線入口處安裝電源線濾波器是保證通過(guò)射頻傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的唯一方法。如果僅做150kHz~30MHz范圍內(nèi)的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn),一般的電源線濾波器就可以滿(mǎn)足要求,大部分電源線濾波器在100kHz以上都已有較大的插入損耗。由于30MHz以上的高頻性能不良會(huì)導(dǎo)致輻射發(fā)射的問(wèn)題,所以應(yīng)加以注意。如果需要做30~300MHz頻率范圍內(nèi)的騷擾功率發(fā)射試驗(yàn)或30~1GHz頻率范圍內(nèi)的輻射騷擾,選擇濾波器時(shí)必須注意濾波器的高頻特性。電磁兼容對(duì)策
對(duì)電源線的處理(1)檢查電源線附近有無(wú)信號(hào)電纜存在,有無(wú)可能是因?yàn)樾盘?hào)電纜與電源線之間的耦合使電源線的傳導(dǎo)騷擾發(fā)射超標(biāo)(這種情況多見(jiàn)于超標(biāo)頻率的頻段較高的情況下)。如有,或拉大兩者間的距離,或采取屏蔽措施。(2)加裝電源線濾波器(如果已經(jīng)有濾波器。則換用高性能的濾波器),要特別注意安裝位置(盡可能放在機(jī)箱中電源線入口端)和安裝情況,要保證濾波器外殼與機(jī)箱搭接良好、接地良好。(3)雖經(jīng)采取措施,設(shè)備傳導(dǎo)騷擾發(fā)射仍未達(dá)標(biāo)。此時(shí)可考慮在設(shè)備內(nèi)部線路連接接地端子的地方串入一個(gè)電感。由于這部分連接屬單點(diǎn)接地,平時(shí)無(wú)電流流過(guò),因此這個(gè)電感可以做得較大,而無(wú)需擔(dān)心有鐵芯的飽和問(wèn)題。采取這一措施的理由是設(shè)備傳導(dǎo)騷擾發(fā)射測(cè)試實(shí)際上是對(duì)地電壓測(cè)試(電源線對(duì)大地的騷擾電壓測(cè)試),電源線上有工作電流流過(guò),故濾波器的濾波電感值受制于工作電流,不能做得很大,濾波器的插入損耗也就有限,特別是低頻端損耗更加有限。新方案里的附加電感正好可以彌補(bǔ)這一缺憾,從而取得更好的傳導(dǎo)騷擾抑制能力。電磁兼容對(duì)策
對(duì)信號(hào)線的處理(1)注意信號(hào)線周?chē)袩o(wú)其他輻射能量(附近的布線及印刷板的布局)被引到信號(hào)線上。如有,或拉大兩者的距離,或采取屏蔽措施,或考慮改變?cè)O(shè)備內(nèi)部布局和印刷板的布局。(2)在信號(hào)線上套鐵氧體磁環(huán)(或鐵氧體磁夾)。(3)對(duì)信號(hào)線進(jìn)行共模濾波,必要時(shí)采用濾波連接器(或?yàn)V波陣列板)。注意濾波器的參數(shù),傳導(dǎo)騷擾發(fā)射超標(biāo)的頻率比輻射騷擾發(fā)射超標(biāo)的頻率應(yīng)低些,因此取用的元件參數(shù)應(yīng)當(dāng)偏大一些。電磁兼容對(duì)策對(duì)電源端連續(xù)傳導(dǎo)騷擾可以通過(guò)以下的電路加以抑制:圖1:交流電源濾波網(wǎng)絡(luò)2.3.3典型實(shí)例電磁兼容對(duì)策對(duì)于負(fù)載端子和附加端子的傳導(dǎo)騷擾可以通過(guò)以下的電路加以抑制:圖2:直流輸出濾波網(wǎng)絡(luò)電磁兼容對(duì)策無(wú)論是對(duì)電源端子、負(fù)載端子和附加端子采取抑制措施,若使用獨(dú)立的濾波器時(shí),需注意其安裝方式。d)正確安裝c)錯(cuò)誤安裝b)錯(cuò)誤安裝a)錯(cuò)誤安裝濾波器的安裝方法電磁兼容對(duì)策常見(jiàn)的傳導(dǎo)抑制濾波器電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策2.4電子、電氣產(chǎn)品斷續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)問(wèn)題及對(duì)策例如:家電類(lèi)產(chǎn)品斷續(xù)傳導(dǎo)騷擾標(biāo)稱(chēng)測(cè)量頻率范圍148.5kHz-30MHz(實(shí)際為150kHz-30MHz)。測(cè)量在電源端子上進(jìn)行,喀嚦聲測(cè)量的頻率點(diǎn)為:150kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz斷續(xù)傳導(dǎo)騷擾的主要來(lái)源:恒溫控制器具,程序自動(dòng)的機(jī)器和其他電氣控制或操作的器具的開(kāi)關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)騷擾。此類(lèi)操作一般通過(guò)繼電器和程控電子/機(jī)械開(kāi)關(guān)等實(shí)現(xiàn)。此類(lèi)騷擾一般由繼電器、開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)抖動(dòng)及非純阻負(fù)載通斷所產(chǎn)生的電涌沖擊形成。電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策2.4.1斷續(xù)傳導(dǎo)騷擾測(cè)試存在問(wèn)題的相應(yīng)對(duì)策從以上分析,我們知道若設(shè)備存在斷續(xù)騷擾測(cè)試不合格,一般是由設(shè)備的程控開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的。我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮處理對(duì)策:一是從內(nèi)部電路和結(jié)構(gòu)上考慮,減少其斷續(xù)騷擾,使其滿(mǎn)足測(cè)量要求。二是從電源電路和電源結(jié)構(gòu)入手,在電源中采取適當(dāng)?shù)拇胧?,?duì)內(nèi)部電路產(chǎn)生的斷續(xù)騷擾加以抑制,使其滿(mǎn)足測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。電磁兼容對(duì)策2.4.2對(duì)內(nèi)部電路的斷續(xù)騷擾抑制措施:a)在開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)或開(kāi)關(guān)模塊兩端并聯(lián)高頻電容或RC、DRC吸波網(wǎng)絡(luò),吸收開(kāi)關(guān)抖動(dòng)脈沖及非阻性負(fù)載的浪涌脈沖。同時(shí)應(yīng)留意這些元器件的耐壓和功率承受能力應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)備正常工作的要求。b)對(duì)被供電設(shè)備內(nèi)通過(guò)程控開(kāi)關(guān)控制的非阻性部件的供電回路上增加限流電路或軟啟動(dòng)裝置,抑制其啟動(dòng)浪涌沖擊。c)對(duì)被供電設(shè)備內(nèi)通過(guò)開(kāi)關(guān)量控制的感性部件應(yīng)增加反向浪涌吸收元件,以吸收部件斷電時(shí)產(chǎn)生的反向感應(yīng)高壓浪涌沖擊。d)在被供電設(shè)備的電源輸入端增加高頻吸收回路,抑制其高頻騷擾向電源反向注入。電磁兼容對(duì)策2.4.3電源本身的斷續(xù)騷擾抑制措施:首先,前面介紹的針對(duì)電源連續(xù)騷擾電壓抑制措施若實(shí)施得當(dāng)能很好地解決這個(gè)問(wèn)題,這些措施能在電源的輸入和輸出端形成很好的隔離。若實(shí)際測(cè)量時(shí)還是發(fā)現(xiàn)被供電設(shè)備的斷續(xù)騷擾反向流入供電網(wǎng)絡(luò),可能對(duì)策有:a)被供電設(shè)備的斷續(xù)騷擾巨大,電源濾波網(wǎng)絡(luò)無(wú)法將其完全抑制,此時(shí)應(yīng)根據(jù)超標(biāo)的頻率范圍加強(qiáng)相應(yīng)頻段濾波網(wǎng)絡(luò)的濾波能力;b)電源的輸入端和輸出端靠得太近,被供電設(shè)備的斷續(xù)騷擾通過(guò)空間耦合到供電端,形成騷擾,此時(shí)應(yīng)通過(guò)改變布局和布線結(jié)構(gòu),以減輕這種耦合;電磁兼容對(duì)策c)若被測(cè)設(shè)備是有外接地線的安規(guī)I類(lèi)設(shè)備,可能因?yàn)橄到y(tǒng)接地方式不合理,被供電設(shè)備斷續(xù)騷擾通過(guò)接地不良的地線耦合到電源輸入端,造成測(cè)量超標(biāo),此時(shí)應(yīng)通過(guò)調(diào)整和改變系統(tǒng)的接地方式來(lái)減少這種騷擾的發(fā)生。d)若確定斷續(xù)騷擾超標(biāo)是通過(guò)接地線引起的,在電源地與負(fù)載地之間連接時(shí)增加高頻扼流圈也是一種對(duì)策。e)若確定斷續(xù)騷擾超標(biāo)是因?yàn)殡娫磁c被供電設(shè)備的地線引起的,在不影響供電設(shè)備正常工作時(shí),若可以將電源地與負(fù)載地分開(kāi),讓負(fù)載浮地,也不失為一種簡(jiǎn)單有效的方法。電磁兼容對(duì)策2.5電子、電氣產(chǎn)品輻射騷擾超標(biāo)問(wèn)題及對(duì)策電子、電氣產(chǎn)品輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量頻率范圍30MHz-1000MHz。測(cè)量一般在開(kāi)闊場(chǎng)或半電波暗室中進(jìn)行。輻射騷擾的主要騷擾來(lái)源:開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率及諧波騷擾交流電機(jī)的運(yùn)行噪聲、直流電機(jī)的電刷噪聲電磁感應(yīng)設(shè)備的電磁騷擾智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾等電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策輻射發(fā)射解決框圖電磁兼容對(duì)策當(dāng)我們通過(guò)騷擾定位方式找到輻射騷擾超標(biāo)點(diǎn)的騷擾源后,即可采用相對(duì)應(yīng)的騷擾源抑制措施。一般來(lái)說(shuō):首先抑制騷擾源,這可以通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、電路結(jié)構(gòu)和排版,加強(qiáng)濾波和正確的接地來(lái)達(dá)到。其次是要切斷耦合途徑,這可以通過(guò)正確的機(jī)殼屏蔽和傳輸線濾波達(dá)到。電磁兼容對(duì)策2.5.1導(dǎo)致輻射發(fā)射試驗(yàn)失敗的原因設(shè)備的輻射騷擾發(fā)射超標(biāo)有兩種可能:一種是設(shè)備外殼的屏蔽性能不完善;另一種是射頻騷擾經(jīng)由電源線和其他線纜的逸出。判斷方法是,拔掉不必要的電線和電源插頭,繼續(xù)做試驗(yàn),如果沒(méi)有任何改善跡象,則應(yīng)當(dāng)懷疑是設(shè)備外殼屏蔽性能不完善;如果有所改善,則有可能是線纜的問(wèn)題。如果針對(duì)以上兩種可能,采取了必要措施,仍然沒(méi)有任何改進(jìn),則有可能是設(shè)備上余下線纜的問(wèn)題。工作時(shí)產(chǎn)生脈沖電壓或電流的設(shè)備在進(jìn)行輻射發(fā)射試驗(yàn)時(shí)容易失敗。電磁兼容對(duì)策設(shè)備產(chǎn)生輻射發(fā)射的原因按照影響大小排序如下:(1)設(shè)備外拖的、沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾波的非屏蔽電纜。設(shè)備外拖的任何電纜都是高效的輻射天線,無(wú)論這根電纜上是否傳輸高頻信號(hào),它都是最主要的輻射源。一個(gè)錯(cuò)誤的概念是:只有傳輸高頻信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的電纜才會(huì)產(chǎn)生輻射。電纜產(chǎn)生的輻射以共模輻射為主,對(duì)于傳輸高頻信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)的電纜,所傳輸?shù)男盘?hào)本身就是輻射源。對(duì)于傳輸?shù)皖l或直流信號(hào)的電纜,共模電壓主要由機(jī)箱內(nèi)的電磁波感應(yīng)上電纜,或者由線路板的地線和電源線噪聲引起。電磁兼容對(duì)策(2)高頻濾波不良的電源電纜。另一個(gè)重要的輻射源就是濾波不良的電源線電纜,這是一個(gè)極容易被忽視的問(wèn)題。在電源線上安裝濾波器已經(jīng)成為一個(gè)規(guī)范性的設(shè)計(jì)。但是許多人僅認(rèn)識(shí)到電源線濾波器對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射的作用,而沒(méi)有認(rèn)識(shí)到它對(duì)輻射發(fā)射的影響。實(shí)際上很多輻射發(fā)射超標(biāo)都是電源線濾波不良引起的。(3)非屏蔽機(jī)箱(機(jī)箱內(nèi)的線路板和電纜)。許多商業(yè)設(shè)備采用了沒(méi)有經(jīng)過(guò)導(dǎo)電涂覆處理的塑料機(jī)箱,這類(lèi)機(jī)箱對(duì)電磁波沒(méi)有屏蔽作用,因此線路板及內(nèi)部互連電纜產(chǎn)生的輻射都是不容忽視的。一般含有微處理器電路的設(shè)備使用非屏蔽機(jī)箱很難滿(mǎn)足商業(yè)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)輻射發(fā)射限制的要求。電磁兼容對(duì)策(4)屏蔽層端接不良的屏蔽電纜。有些設(shè)備雖然采用屏蔽電纜作為互連電纜,但是電纜屏蔽層并沒(méi)有接到正確的位置,或者沒(méi)有按照360°端接的原則端接,從而產(chǎn)生輻射。(5)屏蔽機(jī)箱上的縫隙和孔洞屏蔽機(jī)箱的泄漏主要來(lái)自機(jī)箱上的孔洞和縫隙。特別是當(dāng)孔洞和縫隙附近有電纜、線路板等輻射源時(shí),孔洞和縫隙的泄漏十分明顯。電磁兼容對(duì)策2.5.2通過(guò)輻射發(fā)射試驗(yàn)的措施
機(jī)箱問(wèn)題一、金屬機(jī)箱屏蔽性能不完善對(duì)于金屬機(jī)箱屏蔽性能不完善引起的輻射騷擾發(fā)射超標(biāo),應(yīng)采取以下措施:1)機(jī)箱的縫隙過(guò)大,或機(jī)箱配合上存在問(wèn)題處理意見(jiàn):(1)清除結(jié)合面上的油漆、氧化層及表面玷污;(2)增加結(jié)合面上的緊固件數(shù)目及接觸表面的平整度;(3)采取永久性的接縫(要連續(xù)焊接);(4)采用導(dǎo)電襯墊來(lái)改善接觸表面的接觸性能。電磁兼容對(duì)策2)其他功能性開(kāi)孔過(guò)大處理意見(jiàn):(1)通風(fēng)口采用防塵板,必要時(shí)采用波導(dǎo)通風(fēng)板,但后者成本昂貴;(2)顯示窗口采用帶有屏蔽作用的透明材料;或采用隔艙,并對(duì)信號(hào)線采取濾波措施;(3)對(duì)鍵盤(pán)等采用隔艙,并對(duì)信號(hào)線采取濾波措施。3)機(jī)箱內(nèi)部布線不當(dāng),電磁騷擾透過(guò)縫隙逸出處理意見(jiàn):將印刷板及設(shè)備內(nèi)部布線等可能產(chǎn)生輻射騷擾的布局,遠(yuǎn)離縫隙或功能性開(kāi)孔的部位,或采取增加屏蔽的補(bǔ)救措施或重新布局。電磁兼容對(duì)策二、非金屬機(jī)箱非金屬機(jī)箱輻射騷擾發(fā)射超標(biāo)時(shí),應(yīng)采取以下措施:(1)對(duì)機(jī)箱進(jìn)行導(dǎo)電性噴涂,特別要注意在結(jié)合部分的縫隙也要進(jìn)行噴涂,保證機(jī)箱有導(dǎo)電性的連接;(2)對(duì)產(chǎn)生輻射騷擾和可能產(chǎn)生輻射騷擾的部分采取局部屏蔽,并將所有進(jìn)入或離開(kāi)屏蔽體的導(dǎo)線需進(jìn)行濾波或套上吸收磁環(huán);(3)對(duì)內(nèi)部布線和印刷線路板的布局重新考慮,盡可能使信號(hào)及其回線的環(huán)路為最小。電磁兼容對(duì)策
線纜問(wèn)題由線纜問(wèn)題引起輻射騷擾發(fā)射超標(biāo)時(shí),應(yīng)采取以下措施:1)對(duì)電源線的處理(1)加裝電源線濾波器(如果己經(jīng)有濾波器,則換用高性能的濾波器),要特別注意安裝位置(盡可能放在機(jī)箱中電源線入口端)和安裝情況,要保證濾波器外殼與機(jī)箱搭接良好、接地良好;(2)如果不合格的頻率比較高,可考慮在電源線入口的部分套裝鐵氧體磁環(huán)。2)對(duì)信號(hào)線的處理(1)在信號(hào)線上套鐵氧體磁環(huán)(或鐵氧體磁夾);(2)對(duì)信號(hào)線濾波(共模濾波),必要時(shí)將連接器改用濾波陣列板或?yàn)V波連接器;(3)換用屏蔽電纜,屏蔽電纜的屏蔽層與機(jī)箱盡量采用360°搭接方式,必要時(shí)在屏蔽線上再套鐵氧體磁環(huán)。電磁兼容對(duì)策
其他處理方法如果機(jī)箱是金屬機(jī)箱(包括做過(guò)導(dǎo)電涂覆處理的塑料機(jī)箱),可采取以下設(shè)計(jì):(1)所有外拖電纜采用屏蔽電纜,屏蔽層與金屬機(jī)箱360°端接;(2)傳輸?shù)皖l信號(hào)(直流或低頻模擬信號(hào))的電纜在端口采取良好的共模濾波措施;(3)電源線上安裝高頻性能良好的濾波器,并且將濾波器安裝在金屬機(jī)箱的電源插座面板上;(4)按照電磁屏蔽的原理設(shè)計(jì)機(jī)箱。電磁兼容對(duì)策如果機(jī)箱是非屏蔽機(jī)箱,可采取以下技術(shù)措施:(1)精心設(shè)計(jì)線路板,減小線路板的差模輻射和I/O端口的共模電壓,最好采用多層線路板;(2)精心設(shè)計(jì)內(nèi)部電纜,減小內(nèi)部電纜的差模輻射和共模輻射;(3)在線路板下放置一塊金屬板,金屬板與線路板之間的距離盡量小。如果線路板是雙層板,甚至是單層板,需將金屬板與線路板的信號(hào)地多點(diǎn)連接起來(lái),以改善信號(hào)地的質(zhì)量。如果線路板是四層以上的線路板,由于本身的信號(hào)地已經(jīng)很好,僅需要將金屬板與線路板的地線在I/O接口處相連;(4)內(nèi)部互連電纜避免從線路板上方跨過(guò),盡量靠近線路板下方的金屬板,必要時(shí)采用屏蔽電纜,屏蔽層與金屬板以低阻抗搭接起來(lái),如下頁(yè)圖所示。電磁兼容對(duì)策內(nèi)部互連電纜的處理電磁兼容對(duì)策(5)外拖電纜使用屏蔽電纜,屏蔽電纜的屏蔽層與線路板下方的金屬板以最低的阻抗搭接起來(lái);(6)在線路板的I/O電纜接口處安裝濾波器,濾波器的地與線路板下方的金屬板以最低的阻抗連接;(7)采用高頻性能良好的電源線濾波器,濾波器的外殼直接安裝在金屬板上。如果設(shè)備使用了開(kāi)關(guān)電源,開(kāi)關(guān)電源必須屏蔽起來(lái)。并且將電源線濾波器的外殼與開(kāi)關(guān)電源的金屬外殼以最低的阻抗搭接起來(lái)(通過(guò)線路板下方的金屬板連接),如上圖所示。電磁兼容對(duì)策2.6騷擾功率干擾的產(chǎn)生和對(duì)策2.6.1騷擾功率(30MHz~300MHz)的測(cè)量一般認(rèn)為,聲頻功率放大器、音/視盤(pán)機(jī)、錄音機(jī)等設(shè)備,它們30MHz以上的輻射發(fā)射主要是通過(guò)與其相連的電源線和其他連接線向外輻射的。因此可以用電源線和其他連接線上的騷擾功率來(lái)定義其輻射騷擾性能??紤]到連接線的天線輻射效應(yīng)
一般在半波長(zhǎng)處輻射最大,30MHz對(duì)應(yīng)的半波長(zhǎng)5m,所以測(cè)試前要將被測(cè)設(shè)備的電源線以及長(zhǎng)度可選的其他連接線用同質(zhì)線纜延長(zhǎng)至5m以上,再考慮到功率吸收鉗(及起濾波作用的輔助吸收鉗)的長(zhǎng)度大約1m,則線纜總長(zhǎng)度延長(zhǎng)至大約為6m。電磁兼容對(duì)策測(cè)試時(shí),將被測(cè)設(shè)備置于0.8m高的非金屬臺(tái)子上,被測(cè)線纜在臺(tái)上平直展開(kāi),功率吸收鉗的測(cè)量端(即電流互感器一端對(duì)著被測(cè)設(shè)備,然后沿著遠(yuǎn)離它的方向移動(dòng),最多移動(dòng)至5m處。記錄測(cè)量頻率點(diǎn)處的最大干擾值。對(duì)每個(gè)感興趣的頻率,都必須反復(fù)這樣移動(dòng)吸收鉗,以獲得測(cè)量結(jié)果。電磁兼容對(duì)策2.6.2形成騷擾功率泄漏的騷擾源分析騷擾功率泄漏的騷擾源與輻射發(fā)射騷擾源基本相同,此處不再加以分析。電磁兼容對(duì)策2.6.3導(dǎo)致功率發(fā)射試驗(yàn)失敗的原因由于功率發(fā)射試驗(yàn)的頻率較高(30~300MHz),因此導(dǎo)致這項(xiàng)試驗(yàn)失敗的主要原因是電源線濾波裝置的高頻插入損耗不足。對(duì)可能存在的問(wèn)題總結(jié)如下:(1)濾波器電路沒(méi)有屏蔽,這種情況經(jīng)常發(fā)生在將濾波電路安裝在線路板上的場(chǎng)合,高頻干擾直接耦合進(jìn)濾波電路,造成濾波器失效;(2)濾波器本身高頻性能不良,在100MHz以上插入損耗很??;(3)使用非屏蔽機(jī)箱,導(dǎo)致濾波器的金屬外殼無(wú)處端接;電磁兼容對(duì)策(4)使用非屏蔽機(jī)箱,干擾直接耦合到電源線和信號(hào)線上,濾波器實(shí)際上沒(méi)有起作用;(5)在屏蔽機(jī)箱中,濾波器離電源進(jìn)口過(guò)遠(yuǎn)、造成干擾直接耦合到電源線和信號(hào)線上;(6)在屏蔽機(jī)箱中,濾波器外殼與金屬機(jī)箱之間連接阻抗過(guò)大(沒(méi)有直接搭接,而是通過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)線連接);(7)濾波器的輸入線與輸出線靠得很近,發(fā)生耦合,導(dǎo)致濾波器的高頻插人損耗不足。電磁兼容對(duì)策2.6.4通過(guò)騷擾功率發(fā)射試驗(yàn)應(yīng)采取的措施針對(duì)以上可能發(fā)生的問(wèn)題,在設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意電源線的高頻濾波,主要的措施如下:(1)選用高頻性能良好(在100kHz~300MHz的頻率范圍內(nèi)具有40dB以上的插入損耗)的電源線和信號(hào)線濾波器;(2)如果是屏蔽機(jī)箱,將濾波器安裝在金屬機(jī)箱面板上;(3)如果是非金屬機(jī)箱,在機(jī)箱底部設(shè)置一塊大金屬板,將開(kāi)關(guān)電源和濾波器安裝在這塊金屬板上。電磁兼容對(duì)策3.諧波電流測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施本節(jié)介紹內(nèi)容什么是諧波電流諧波電流標(biāo)準(zhǔn)介紹諧波電流發(fā)射對(duì)策諧波問(wèn)題的其它對(duì)策
主動(dòng)PFC解決方案
低頻諧波電流抑制濾波解決方案標(biāo)準(zhǔn)適用范圍設(shè)備的分類(lèi)諧波電流限值諧波電流測(cè)量?jī)x器諧波電流試驗(yàn)條件電磁兼容對(duì)策對(duì)于由交流市電供電的電子、電氣產(chǎn)品,諧波電流是一個(gè)很重要的電磁兼容測(cè)量項(xiàng)目。在低壓市電網(wǎng)絡(luò)使用的電子電氣設(shè)備,其供電電壓是正弦波,但其電流波形未必是正弦波,可能有或多或少的畸變。大量的此類(lèi)設(shè)備應(yīng)用,會(huì)造成電網(wǎng)電壓波形畸變,使電網(wǎng)電能質(zhì)量下降。電磁兼容對(duì)策圖4:高壓整流電路及對(duì)應(yīng)的畸變電流波形電磁兼容對(duì)策一個(gè)周期函數(shù)可以分解為傅立葉級(jí)數(shù),表示為多級(jí)正弦函數(shù)的和式。即可把周期信號(hào)當(dāng)作是正弦函數(shù)的基波與高次諧波的合成。所以,我們可以將設(shè)備的畸變電流波形分解為基波和高次諧波,通過(guò)特定的儀器測(cè)量高次諧波含量,就可以分析出設(shè)備電流波形畸變的程度。這些高次諧波電流分量我們簡(jiǎn)稱(chēng)為諧波電流。電磁兼容對(duì)策當(dāng)電網(wǎng)中存在過(guò)量的諧波電流:不僅會(huì)使發(fā)電機(jī)的效率降低,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)設(shè)備的損壞,同時(shí)還會(huì)影響電網(wǎng)用戶(hù)設(shè)備的正常工作,比如計(jì)算機(jī)運(yùn)算出錯(cuò),電視機(jī)畫(huà)面翻滾。正是出于保護(hù)共用電網(wǎng)電能質(zhì)量,保障電網(wǎng)和用戶(hù)設(shè)備的正常進(jìn)行,IEC提出了諧波電流限值標(biāo)準(zhǔn)。諧波電流測(cè)試不適用于由非市電的低壓交、直流和電池供電的電子、電氣產(chǎn)品。電磁兼容對(duì)策3.1測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)介紹下面以GB17625.1標(biāo)準(zhǔn)為例,對(duì)諧波電流的測(cè)量作一個(gè)簡(jiǎn)要介紹。標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng):GB17625.1-2003idtIEC61000-3-2:2001《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值(設(shè)備每相輸入電流≤16A)》GB17625.1-2003是眾多電子電器產(chǎn)品認(rèn)證檢驗(yàn)的一個(gè)重要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量和限制的就是由低壓市電供電的電子、電氣產(chǎn)品(設(shè)備每相輸入電流≤16A)在使用時(shí)其供電電流波形畸變的程度。GB17625.1-2003標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)限制設(shè)備電流的高次諧波分量的大小來(lái)限制設(shè)備電流波形的畸變的。GB17625.1考慮到第40次諧波電流含量。電磁兼容對(duì)策3.1.1標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍該標(biāo)準(zhǔn)只對(duì):接入頻率為50Hz/60Hz、相電壓為220V/230V/240V低壓供電系統(tǒng)且每相輸入電流不大于16A提出諧波電流限值要求。該標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)通用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。適合于本標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品類(lèi)別較多,如:家用電器、電動(dòng)工具、電氣照明設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備、影音設(shè)備等等。電磁兼容對(duì)策3.1.2設(shè)備的分類(lèi)分類(lèi)是按照諧波電流限值不同而進(jìn)行的。A類(lèi):平衡的三相設(shè)備;家用電器,不包括列入D類(lèi)的設(shè)備;工具,不包括便攜式工具;白熾燈調(diào)光器;音頻設(shè)備;以及除以下幾類(lèi)設(shè)備外的所有其他設(shè)備。B類(lèi):便攜式工具;不屬于專(zhuān)用設(shè)備的電弧焊設(shè)備C類(lèi):照明設(shè)備D類(lèi):有功功率不大于600W下列設(shè)備:個(gè)人計(jì)算機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)顯示器;電視接收機(jī)。B類(lèi)、C類(lèi)和D類(lèi)設(shè)備定義比較簡(jiǎn)單,A類(lèi)的區(qū)分比較復(fù)雜。電磁兼容對(duì)策3.1.3諧波電流限值下列類(lèi)型設(shè)備的限值在該標(biāo)準(zhǔn)中未作規(guī)定:額定功率75W及以下的設(shè)備,照明設(shè)備除外(將來(lái)該值可能從75W減小到50W);總額定功率大于1kW的專(zhuān)用設(shè)備;額定功率不大于200W的對(duì)稱(chēng)控制加熱元件;額定功率不大于1kW的白熾燈獨(dú)立調(diào)光器。(通常有生產(chǎn)廠家利用此條的限制項(xiàng)來(lái)達(dá)到免于進(jìn)行諧波電流限制的目的)電磁兼容對(duì)策A類(lèi)設(shè)備的諧波電流限值A(chǔ)類(lèi)設(shè)備的諧波電流限值見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)表格。限值是有效值,單位為安培。該限值是固定值,與產(chǎn)品的功率和基波電流大小不相關(guān)。B類(lèi)設(shè)備的諧波電流限值B類(lèi)設(shè)備的諧波電流限值是A類(lèi)設(shè)備的限值的1.5倍。電磁兼容對(duì)策C類(lèi)設(shè)備的諧波電流限值a)有功輸入功率大于25W對(duì)于有功輸入功率大于25W的照明電器,諧波電流不應(yīng)超過(guò)C類(lèi)設(shè)備的相關(guān)限值。該限值與產(chǎn)品基波電流大小不相關(guān)。b)有功輸入功率不大于25W對(duì)于有功功率不大于25W的放電燈,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其特定的合格判定條件。電磁兼容對(duì)策D類(lèi)設(shè)備的諧波電流限值a)只限制奇次諧波電流。b)奇次諧波電流不僅要符合最大允許諧波電流,還要符合“每瓦功率允許的最大諧波電流”。可以說(shuō)對(duì)D類(lèi)設(shè)備的要求是比較嚴(yán)格的,而實(shí)際情況卻是D類(lèi)設(shè)備的諧波電流往往比較大。該規(guī)定是考慮到D類(lèi)設(shè)備應(yīng)用非常廣泛,又經(jīng)常是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),客觀上又經(jīng)常同時(shí)使用。如此多的D類(lèi)設(shè)備同時(shí)工作,它們產(chǎn)生的諧波電流在合成(矢量合成)后對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響將是不能不考慮的。電磁兼容對(duì)策3.1.4諧波電流測(cè)量?jī)x器諧波測(cè)量設(shè)備一般由兩部分組成:精密電源單元測(cè)量?jī)x表單元。要求電源部分能向被測(cè)設(shè)備提供良好波形的電壓源、負(fù)載能力和平坦的阻抗特性。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)量?jī)x表單元必須是離散付氏變換(FFT)的時(shí)域測(cè)量?jī)x器,能夠連續(xù)、準(zhǔn)確地同時(shí)測(cè)量全部各次諧波所涉及的幅值、相位角等需要量。目前實(shí)驗(yàn)室多采用以FFT為頻譜分析原理的諧波測(cè)量?jī)x。測(cè)量?jī)x的前級(jí)為采樣電路、模-數(shù)變化器,后級(jí)是FFT分析儀(可以利用PC機(jī)實(shí)現(xiàn))。電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策3.1.5試驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了部分類(lèi)型設(shè)備諧波電流的試驗(yàn)條件。對(duì)于沒(méi)有提到的設(shè)備,發(fā)射測(cè)量應(yīng):在用戶(hù)操作控制下或自動(dòng)程序設(shè)定在正常工作狀態(tài)下,預(yù)計(jì)產(chǎn)生最大總諧波電流(THC)的模式進(jìn)行。這是規(guī)定了發(fā)射試驗(yàn)時(shí)設(shè)備的配置,而不是要求測(cè)量THC值或?qū)ふ易類(lèi)毫訝顟B(tài)下的發(fā)射。電磁兼容對(duì)策3.2諧波電流發(fā)射的基本對(duì)策解決諧波發(fā)射超標(biāo)問(wèn)題的基本辦法:在原來(lái)的電源電路中增加功率因數(shù)校正(PFC)電路?;蚋淖円延械腜FC電路,使其滿(mǎn)足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求。功率因數(shù)校正一般分為兩種類(lèi)型:即主動(dòng)式和被動(dòng)式。當(dāng)然對(duì)于中小功率的電子、電器設(shè)備:盡可能將其消耗的有功功率降低到75W以下,也不失為一種有效的方法。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)75W及以下的設(shè)備給出限值(照明設(shè)備除外)。對(duì)于一些專(zhuān)用的或特殊用途的設(shè)備:使其滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)限值中免于限制條款,也是可行的。電磁兼容對(duì)策3.2.1主動(dòng)式功率因數(shù)校正主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路可以最大限度的提高功率因數(shù),使其接近于1,這是目前較為理想的諧波電流解決方案。這樣的開(kāi)關(guān)電源電路必須使用二級(jí)開(kāi)關(guān)電路控制:其中一級(jí)開(kāi)關(guān)電路用來(lái)控制電流諧波;另外一級(jí)開(kāi)關(guān)電路用作電壓調(diào)整。該方案特點(diǎn):電路比較復(fù)雜;對(duì)電路元件要求高;增加的改進(jìn)成本較高;而且對(duì)原來(lái)電源電路的設(shè)計(jì)概念必須作徹底的更新。電磁兼容對(duì)策使用中還應(yīng)該注意到:設(shè)備注入電源的射頻傳導(dǎo)騷擾可能因此而增加,這時(shí)必須再根據(jù)需要增加抑制電源傳導(dǎo)騷擾的元件。顯然,因?yàn)榧夹g(shù)的原因,該方案一般不能應(yīng)用在采用線形電源變壓器供電的設(shè)備上。由于該方案對(duì)電路改動(dòng)太大,一般少在諧波電流測(cè)試不通過(guò)時(shí)作為整改對(duì)策使用。電磁兼容對(duì)策3.2.2被動(dòng)式功率因數(shù)校正目前消費(fèi)類(lèi)電子、電氣產(chǎn)品所采用的開(kāi)關(guān)電源電路多是開(kāi)關(guān)頻率比較低、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的那種形式,其諧波電流發(fā)射超過(guò)限值的問(wèn)題也較普遍。在這種情況下,成本控制可能是主要的考慮。采用低頻濾波電路可以降低諧波成份到標(biāo)準(zhǔn)限值以下,這種措施屬于被動(dòng)式功率因數(shù)校正。這種方案適合于中小功率設(shè)備。因?yàn)樾枰獮V除的是工頻諧波,對(duì)功率較大的設(shè)備,濾波器的重量和成本可能會(huì)比較高。此為其不足。電磁兼容對(duì)策3.2.3其它解決措施對(duì)那些設(shè)備整體呈感性或容性的電子、電氣設(shè)備(如電動(dòng)設(shè)備等),在正常工作時(shí),其電流波形的峰值出現(xiàn)時(shí)間可能會(huì)滯后或超前電壓波形的峰值,造成產(chǎn)品的功率因素的下降。對(duì)此類(lèi)設(shè)備較常采用的方式是對(duì)應(yīng)的容性或感性補(bǔ)償,使補(bǔ)償后的電流波形的峰值出現(xiàn)時(shí)間與電壓波形的峰值出現(xiàn)時(shí)間保持同步。此類(lèi)補(bǔ)償需注意,不要出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償,否則,效果適得其反。此類(lèi)補(bǔ)償方式多用于電力系統(tǒng)的功率因素補(bǔ)償,一般的電子、電氣設(shè)備上較少采用。因?yàn)椋话愕碾娮?、電氣設(shè)備的諧波問(wèn)題主要表現(xiàn)為波形畸變,而不僅是電流波形相位滯后、超前的問(wèn)題,這種補(bǔ)償方式效果不明顯。電磁兼容對(duì)策下面首先介紹被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路,然后再介紹主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路。對(duì)一般用電設(shè)備來(lái)說(shuō),這兩種被動(dòng)式功率因數(shù)校正電路所增加的元件成本均比較低,體積也不大,一般是可以接受的。采用主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路的比被動(dòng)式成本略高,但校正效果會(huì)比被動(dòng)式好的多。對(duì)有些采用其它方案不能湊效的產(chǎn)品,主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路可能是最后唯一的選擇。當(dāng)然,有些產(chǎn)品為提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次,也會(huì)主動(dòng)采用主動(dòng)式功率因數(shù)校正電路。電磁兼容對(duì)策3.3低頻諧波電流抑制濾波解決方案如圖所示:方案適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。僅僅由一個(gè)低頻扼流圈組成,插入整流橋和濾波電容之間。其工作原理非常簡(jiǎn)單:低頻扼流圈的電感L和整流電容C以及低頻扼流圈的分布電容共同組成一個(gè)低頻諧波電流濾波器。電路參數(shù)要設(shè)計(jì)成對(duì)50Hz的基波成份衰減很小,對(duì)三次以上諧波成份衰減很大,尤其是第三次諧波(150Hz)的衰減最大。低頻諧波電流抑制濾波器在電源整流之后或者之前的某些點(diǎn)插入電流回路,就可以起到抑制諧波電流的目的??梢越鉀Q300W以下產(chǎn)品的諧波電流問(wèn)題,并且不需要電路其它參數(shù)作任何改變,也不會(huì)降低原電源電路的其它性能。其缺點(diǎn)是體積較大,重量約100-200克。LC電磁兼容對(duì)策3.4主動(dòng)PFC解決方案該方案是在主電源上串聯(lián)另一個(gè)電源變換器,它強(qiáng)迫電源緊密跟隨正弦型線電壓獲取電流。如圖所示。該方案適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。工頻交流經(jīng)過(guò)整流器整流后變成波動(dòng)的直流,該波動(dòng)直流提供給PFC轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)一般普通的開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō),由于PFC控制電路相當(dāng)于在原開(kāi)關(guān)電源的整流和濾波回路之間增加了一級(jí)開(kāi)關(guān)回路。一方面增加了電路的復(fù)雜程度,可能需要對(duì)原系統(tǒng)的電源部分重新設(shè)計(jì)和排版;另一方面,由于相當(dāng)于增加了一級(jí)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電路,電源產(chǎn)生的射頻騷擾必然有所增加甚至超標(biāo),這時(shí)可能需要采取一些措施使其重新符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。電磁兼容對(duì)策3.5諧波問(wèn)題的其它對(duì)策以上諧波電流問(wèn)題解決方案主要適用于直接利用高壓整流方式來(lái)供電的產(chǎn)品。因?yàn)榇祟?lèi)產(chǎn)品諧波電流非常大,若不采取相應(yīng)對(duì)策,則難以滿(mǎn)足諧波標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)通過(guò)工頻變壓器供電的產(chǎn)品和直接使用交流電源而不通過(guò)電源變換電路二次供電的家電產(chǎn)品,一般情況下諧波電流不大,且其波電流限值比較寬松,即使不采取諧波電流抑制措施,其諧波電流測(cè)試合格率還是非常高的。但我們依然需要注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:對(duì)那些非高壓整流方式來(lái)供電的家電產(chǎn)品,低次諧波電流限值比較寬松,合格是比較容易的,此時(shí),應(yīng)注意的是20次以上的高次諧波電流容易出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)此類(lèi)的高次諧波超標(biāo)問(wèn)題,一般在電源回路中增加適當(dāng)?shù)母叽沃C波濾波電感(高頻扼流圈)即可解決問(wèn)題。電磁兼容對(duì)策由于半波整流方式和利用相位截波方式調(diào)節(jié)(如可控硅非過(guò)零控制)對(duì)電源進(jìn)行對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)控制都很容易產(chǎn)生非常大的諧波電流。諧波電流標(biāo)準(zhǔn)一般不允許采用半波整流方式和對(duì)電源進(jìn)行對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)控制。若測(cè)試時(shí)諧波電流超標(biāo),建議將電源半波整流方式和對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)控制方式改為其他的控制方式:將半波整流改為全波整流或橋式整流方式。將利用相位截波方式調(diào)節(jié)的對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)控制方式改成對(duì)稱(chēng)的過(guò)零觸發(fā)控制方式。可以有效地解決此類(lèi)諧波問(wèn)題。電磁兼容對(duì)策4.瞬態(tài)脈沖抗擾度測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施電磁兼容對(duì)策4.1瞬態(tài)脈沖抗擾度綜述電磁兼容所說(shuō)的瞬態(tài)脈沖是指干擾脈沖是斷續(xù)性的,一般具有較:高的干擾電壓;較快速的脈沖上升時(shí)間;較寬的頻譜范圍。一般包括:靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊等。由于它們具有以上共同特點(diǎn),因此在試驗(yàn)結(jié)果的判斷及抑制電路上有較大的共同點(diǎn)。在此處先進(jìn)行介紹。電磁兼容對(duì)策4.1.1瞬態(tài)脈沖抗擾度測(cè)試常見(jiàn)的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明對(duì)不同試驗(yàn)結(jié)果,可以根據(jù)該產(chǎn)品的工作條件和功能規(guī)范按以下內(nèi)容分類(lèi)(抗擾度通用結(jié)果):A:技術(shù)要求范圍內(nèi)的性能正常;B:功能暫時(shí)降低或喪失,但可自行恢復(fù)性能;C:功能暫時(shí)降低或喪失,要求操作人員干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位;D:由于設(shè)備(元件)或軟件的損壞或數(shù)據(jù)的喪失,而造成不可恢復(fù)的功能降低或喪失。電磁兼容對(duì)策符合A的產(chǎn)品,試驗(yàn)結(jié)果判合格。這意味著產(chǎn)品在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中功能正常,性能指標(biāo)符合技術(shù)要求。符合B的產(chǎn)品,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)視其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)或者試驗(yàn)大綱的規(guī)定,當(dāng)認(rèn)為某些影響不重要時(shí),可以判為合格。符合C的產(chǎn)品,試驗(yàn)結(jié)果除了特殊情況并且不會(huì)造成危害以外,多數(shù)判為不合格。符合D的產(chǎn)品判別為不合格。符合B和C的產(chǎn)品試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)寫(xiě)明B類(lèi)或C類(lèi)評(píng)判依據(jù)。符合B類(lèi)應(yīng)記錄其喪失功能的時(shí)間。電磁兼容對(duì)策4.1.2常用的瞬態(tài)脈沖抑制電路:
箝位二極管保護(hù)電路:使用2只二極管的目的是為了同時(shí)抑制正、負(fù)極性的瞬態(tài)電壓。瞬態(tài)電壓被箝位在V++VPN~V--VPN范圍內(nèi),串聯(lián)電阻擔(dān)負(fù)功率耗散的作用。利用現(xiàn)有電源的電壓范圍作為瞬態(tài)電壓的抑制范圍,二極管的正向?qū)娏骱痛?lián)電阻的阻值決定了該電路的保護(hù)能力。本電路具有極好的保護(hù)效果,同時(shí)其代價(jià)低廉,適合成本控制比較嚴(yán)、瞬態(tài)脈沖強(qiáng)度和頻率不十分嚴(yán)重的場(chǎng)合。電磁兼容對(duì)策
壓敏電阻保護(hù)電路:壓敏電阻的阻值隨兩端電壓變化而呈非線性變化:當(dāng)施加在其兩端的電壓小于閥值電壓時(shí),器件呈現(xiàn)無(wú)窮大的電阻;當(dāng)施加在其兩端的電壓大于閥值電壓時(shí),器件呈現(xiàn)很小電阻值。此物理現(xiàn)象類(lèi)似穩(wěn)壓管的齊納擊穿現(xiàn)象,不同的是壓敏電阻無(wú)電壓極性要求。使用壓敏電阻保護(hù)電路的特點(diǎn)是:簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、瞬態(tài)抑制效果好;且可以獲得較大的保護(hù)功率。電磁兼容對(duì)策
穩(wěn)壓管保護(hù)電路:背對(duì)背串接的穩(wěn)壓管對(duì)瞬態(tài)抑制電路的工作原理是顯而易見(jiàn)的:當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)V1的穩(wěn)壓值時(shí),V1反向擊穿,V2正向?qū)?;?dāng)瞬態(tài)電壓是負(fù)極性時(shí),V2反向擊穿,V1正向?qū)?。將這2只穩(wěn)壓管制作在同一硅片上就制成了穩(wěn)壓管對(duì),使用更加方便。該方案只適用于脈沖能力較低的場(chǎng)合。電磁兼容對(duì)策TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)二極管:這是最近發(fā)展起來(lái)的一種固態(tài)二極管,適用于瞬態(tài)保護(hù)。一般選擇工作電壓大于或等于電路正常工作電壓的器件。TVS二極管是和被保護(hù)電路并聯(lián)的,當(dāng)瞬態(tài)電壓超過(guò)電路的正常工作電壓時(shí),二極管發(fā)生雪崩,為瞬態(tài)電流提供通路,使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過(guò)熱燒毀。由于TVS二極管的結(jié)面積較大,使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點(diǎn),具有理想的保護(hù)作用。但同時(shí)必須注意,結(jié)面積大造成結(jié)電容增大,因而不適合高頻信號(hào)電路的保護(hù)。改進(jìn)后的TVS二極管還具有適應(yīng)低壓電路(<5V)的特點(diǎn),且封裝集成度高,適用于在印制電路板面積緊張的情況下使用。這些特點(diǎn)決定了它有廣泛的適用范圍,尤其在高檔便攜設(shè)備的接口電路中有很好的使用價(jià)值。電磁兼容對(duì)策常見(jiàn)TVS外觀電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策下面將對(duì)靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的測(cè)試及常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施分別展開(kāi)進(jìn)行探討。由于,這三個(gè)有較大的共同點(diǎn),因此在測(cè)試及對(duì)策上都有較大共同點(diǎn)。下面將對(duì)靜電放電問(wèn)題展開(kāi)詳細(xì)深入的討論;而在電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的討論中出現(xiàn)的相同之處將不再重復(fù)探討。電磁兼容對(duì)策4.2靜電放電抗擾度測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施靜電放電形成機(jī)理及其危害電子產(chǎn)品靜電放電測(cè)試及相關(guān)要求電子產(chǎn)品靜電放電對(duì)策及改進(jìn)要點(diǎn)一般靜電放電對(duì)策準(zhǔn)則靜電放電抗擾度測(cè)試問(wèn)題及對(duì)策電磁兼容對(duì)策4.2.1靜電放電形成的機(jī)理及其對(duì)電子產(chǎn)品的危害靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r,正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個(gè)物體上而形成。就人體而言,衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。靜電源跟其它物體接觸時(shí),存在著電荷流動(dòng)以抵消電壓,這個(gè)高速電量的傳送,將產(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場(chǎng),這就是靜電放電。在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過(guò)程中,操作者是最活躍的靜電源,可能積累一定數(shù)量的電荷,當(dāng)人體接觸與地相連的元件、裝置的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生靜電放電。靜電放電一般用ESD表示。電磁兼容對(duì)策ESD會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重地?fù)p壞或操作失常。大多數(shù)半導(dǎo)體器件都很容易受靜電放電而損壞,特別是大規(guī)模集成電路器件更為脆弱。靜電對(duì)器件造成的損壞有顯性的和隱性的兩種。隱性損壞在當(dāng)時(shí)看不出來(lái),但器件變得更脆弱,在過(guò)壓、高溫等條件下極易損壞。ESD兩種主要的破壞機(jī)制是:由于ESD電流產(chǎn)生熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效;由于ESD感應(yīng)出高的電壓導(dǎo)致絕緣擊穿。除容易造成電路損害外,ESD也會(huì)對(duì)電子電路造成干擾。一般來(lái)說(shuō),造成損壞,ESD電火花必須直接接觸電路線,而輻射耦合通常只導(dǎo)致失常。在ESD作用下,電路中的器件在通電條件下比不通電條件下更易損壞。電磁兼容對(duì)策ESD電路的干擾有二種方式。一種是傳導(dǎo)方式,若電路的某部分構(gòu)成了放電路徑,即ESD接侵入設(shè)備內(nèi)的電路,ESD電流流過(guò)IC的輸入端,造成干擾。ESD干擾的另一種方式是輻射干擾。即靜電放電時(shí)產(chǎn)生了尖峰電流,這種電流中包含有豐富的高頻成分。從而產(chǎn)生輻射磁場(chǎng)和電場(chǎng)。當(dāng)距離較近時(shí),無(wú)論是電場(chǎng)還是磁場(chǎng)都是很強(qiáng)的。ESD發(fā)生時(shí),在附近位置的電路一般會(huì)受到影響。ESD在近場(chǎng),輻射耦合的基本方式可以是電容或電感方式,取決于ESD源和接受器的阻抗。在遠(yuǎn)場(chǎng),則存在電磁場(chǎng)耦合。與ESD相關(guān)的電磁干擾(EMI)能量上限頻率可以超過(guò)1GHz。在這個(gè)頻率上,典型的設(shè)備電纜甚至印制板上的走線會(huì)變成非常有效的接收天線。因而,對(duì)于典型的模擬或數(shù)字電子設(shè)備,ESD會(huì)感應(yīng)出高電平的噪聲。電磁兼容對(duì)策4.2.2電子產(chǎn)品的靜電放電測(cè)試及相關(guān)要求對(duì)不同使用環(huán)境、不同用途、不同ESD敏感度的電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)靜電放電抗擾度試驗(yàn)的要求是不同的但這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于ESD抗擾度試驗(yàn)大多都直接或間接引用GB/T17626.2(idtIEC61000-4-2):《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》這一國(guó)家電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),并按其中的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。下面就簡(jiǎn)要介紹一下該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、試驗(yàn)方法及相關(guān)要求。電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)對(duì)象:該標(biāo)準(zhǔn)所涉及的是處于靜電放電環(huán)境中和安裝條件下的裝置、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和外部設(shè)備。
試驗(yàn)內(nèi)容:靜電放電的起因有多種,但該標(biāo)準(zhǔn)主要描述在低濕度情況下,通過(guò)摩擦等因素,使操作者積累了靜電。電子和電氣設(shè)備遭受直接來(lái)自操作者的靜電放電和對(duì)臨近物體的靜電放電時(shí)的抗擾度要求和試驗(yàn)方法。
試驗(yàn)?zāi)康模涸囼?yàn)單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的抗靜電干擾的能力。它模擬:(1)操作人員或物體在接觸設(shè)備時(shí)的放電。(2)人或物體對(duì)鄰近物體的放電。電磁兼容對(duì)策ESD的模擬:放電線路中的儲(chǔ)能電容CS代表人體電容,現(xiàn)公認(rèn)150pF比較合適。放電電阻Rd為330Ω,代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻?,F(xiàn)已證明,用這種放電狀態(tài)來(lái)體現(xiàn)人體放電的模型是足夠嚴(yán)酷的。電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)方法該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法有兩種:接觸放電法和空氣放電法。接觸放電法:試驗(yàn)發(fā)生器的電極保持與受試設(shè)備的接觸并由發(fā)生器內(nèi)的放電開(kāi)關(guān)激勵(lì)放電的一種試驗(yàn)方法??諝夥烹姺ǎ簩⒃囼?yàn)發(fā)生器的充電電極靠近受試設(shè)備并由火花對(duì)受試設(shè)備激勵(lì)放電的一種試驗(yàn)方法。接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗(yàn)方法;空氣放電則用在不能使用接觸放電的場(chǎng)合中。電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)等級(jí)及其選擇:試驗(yàn)電平以最切合實(shí)際的安裝環(huán)境和條件來(lái)選擇,表1提供了一個(gè)指導(dǎo)原則。表1同時(shí)也給出了靜電放電試驗(yàn)等級(jí)的優(yōu)先選擇范圍,試驗(yàn)應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足該表所列的較低等級(jí)。電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)環(huán)境對(duì)空氣放電該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境條件:環(huán)境溫度:15℃~35℃、相對(duì)濕度:30%~60%RH、大氣壓力:86kPa~106kPa對(duì)接觸放電該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定特定的環(huán)境條件。
試驗(yàn)布置標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)布置也做出了詳細(xì)的規(guī)定。圖13所示為臺(tái)式設(shè)備的試驗(yàn)布置示意圖。電磁兼容對(duì)策臺(tái)式和落地式設(shè)備ESD試驗(yàn)配置圖電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)實(shí)施實(shí)施部位:直接放電施加于操作人員正常使用受試設(shè)備時(shí)可能接觸到的點(diǎn)或面上;間接放電施加于水平耦合板和垂直耦合板。直接放電模擬了操作人員對(duì)受試設(shè)備直接接觸時(shí)發(fā)生的靜電放電情況。間接放電則是對(duì)水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行放電,模擬了操作人員對(duì)放置于或安裝在受試設(shè)備附近的物體放電時(shí)的情況。直接放電時(shí),接觸放電為首選形式;只有在不能用接觸放電的地方(如表面涂有絕緣層,計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)縫隙等情況)才改用氣隙(空氣)放電。間接放電:選用接觸放電方式。試驗(yàn)電壓要由低到高逐漸增加到規(guī)定值。不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)的實(shí)施可能根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)有特定的規(guī)定。電磁兼容對(duì)策0試驗(yàn)結(jié)果若靜電放電測(cè)試通不過(guò),可能產(chǎn)生如下后果:(1)直接通過(guò)能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞。(2)放電所引起的電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化,造成設(shè)備的誤動(dòng)作。電磁兼容對(duì)策4.2.3電子產(chǎn)品的靜電放電對(duì)策及改進(jìn)要點(diǎn)ESD通常發(fā)生在產(chǎn)品自身暴露在外的導(dǎo)電物體,或者發(fā)生在鄰近的導(dǎo)電物體上。對(duì)設(shè)備而言,容易產(chǎn)生靜電放電的部位是:電纜、鍵盤(pán)及暴露在外的金屬框架以及設(shè)備外殼上的孔、洞、縫隙等。常用的改進(jìn)方法是在產(chǎn)品ESD發(fā)生或侵入危險(xiǎn)點(diǎn),例如輸入點(diǎn)和地之間設(shè)置瞬態(tài)保護(hù)電路,這些電路僅僅在ESD感應(yīng)電壓超過(guò)極限時(shí)發(fā)揮作用。保護(hù)電路可以包括多個(gè)電流分流單元。減小ESD產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)影響電子產(chǎn)品或設(shè)備的方法:完全阻止ESD產(chǎn)生;阻止因ESD產(chǎn)生的EMI耦合到電路或設(shè)備以及通過(guò)設(shè)計(jì)工藝增加設(shè)備固有的ESD抗擾性。電磁兼容對(duì)策有很多種電路可以達(dá)到ESD保護(hù)的目的,但選用時(shí)必須考慮以下原則,并在性能和成本之間加以權(quán)衡:速度要快,這是ESD干擾的特點(diǎn)決定的;能應(yīng)付大的電流通過(guò);考慮瞬態(tài)電壓會(huì)在正、負(fù)極性?xún)蓚€(gè)方向發(fā)生;對(duì)信號(hào)增加的電容效應(yīng)和電阻效應(yīng)控制在允許范圍內(nèi);考慮體積因素;考慮產(chǎn)品成本因素。我們可以從以下幾種抑制ESD干擾的方法中選擇適用的對(duì)策:電磁兼容對(duì)策
外殼設(shè)計(jì):外殼在人手和內(nèi)部電路間建立隔離層,阻止ESD的發(fā)生。金屬外殼同時(shí)也是阻止ESD間接放電形成的輻射及傳導(dǎo)耦合的關(guān)鍵。一個(gè)完整的封閉金屬殼能在輻射噪聲中屏蔽電路。但由于從電路到屏蔽殼體的ESD副級(jí)電弧可能產(chǎn)生傳導(dǎo)耦合,因而一些外殼設(shè)計(jì)使用絕緣體,在絕緣殼中,再放置一個(gè)金屬的屏蔽體。這種設(shè)計(jì)的好處是既可以防止因操作者對(duì)金屬外殼的直接接觸放電造成干擾,又可以防止操作者對(duì)周?chē)矬w放電時(shí)形成的EMI耦合到內(nèi)部形成干擾。同時(shí)在操作者對(duì)外殼的孔、洞、縫隙放電時(shí)給放電電流一個(gè)泄放通道,防止對(duì)內(nèi)部電路直接放電。這種做法的簡(jiǎn)化是在設(shè)備金屬外殼上涂絕緣漆或貼一層絕緣物質(zhì),使絕緣能力大于20kV。電磁兼容對(duì)策因?yàn)殪o電會(huì)穿過(guò)孔洞、縫隙放電,所以絕緣外殼的孔洞、縫隙與內(nèi)部電路間應(yīng)留有足夠的空間。2cm左右的空氣隙可以阻止靜電放電的發(fā)生。對(duì)外殼上的孔、洞、排氣口等,用幾個(gè)小孔代替一個(gè)大孔,從EMI抑制的角度來(lái)說(shuō)更好。為減小EMI噪聲,縫隙邊沿每隔一定距離處使用電連接。對(duì)金屬外殼而言,外殼各部分之間的搭接非常重要:若機(jī)箱兩部分之間的搭接阻抗較高,當(dāng)靜電放電電流流過(guò)搭接點(diǎn)時(shí),會(huì)產(chǎn)生電壓降,這可能會(huì)影響電路的正常工作。電磁兼容對(duì)策解決這個(gè)問(wèn)題的方法有兩個(gè):1)盡量使外殼保持導(dǎo)電連續(xù),減少搭接阻抗。2)在電路與機(jī)箱之間增加一層屏蔽,減小電路與機(jī)箱之間的電容耦合。內(nèi)層屏蔽要與外殼連接起來(lái)。如果是塑料外殼,則要求對(duì)電路的接地進(jìn)行仔細(xì)布置,以防止放電電流感應(yīng)到電路上去。塑料外殼的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生直接放電現(xiàn)象。如果塑料外殼上沒(méi)有大的開(kāi)孔,則塑料外殼能對(duì)電路起到保護(hù)作用。但塑料外殼對(duì)防止操作者對(duì)周?chē)矬w放電時(shí)耦合到內(nèi)部形成干擾無(wú)抑制能力。電磁兼容對(duì)策
接地設(shè)計(jì):一旦發(fā)生了靜電放電,應(yīng)該讓其盡快旁路人地,不要直接侵入內(nèi)部電路。例如內(nèi)部電路如用金屬機(jī)箱屏蔽,則機(jī)箱應(yīng)良好接地,接地電阻要盡量小。這樣放電電流可以由機(jī)箱外層流入大地;同時(shí)也可以將對(duì)周?chē)矬w放電時(shí)形成的騷擾導(dǎo)入大地,不會(huì)影響內(nèi)部電路。對(duì)塑料機(jī)箱,則不存在機(jī)箱接地的問(wèn)題。電磁兼容對(duì)策對(duì)金屬機(jī)箱,通常箱內(nèi)的電路會(huì)通過(guò)I/O電纜、電源線等接地。若機(jī)箱接地不良或不接地,當(dāng)機(jī)箱上發(fā)生靜電放電時(shí),機(jī)箱的電位上升,而內(nèi)部電路由于接地,電位保持在地電位附近。這時(shí),機(jī)箱與電路之間存在著很大的電位差。這會(huì)在機(jī)箱與電路之間引起二次電弧,使電路造成損壞。通過(guò)增加電路與外殼之間的距離可以避免二次電弧的發(fā)生。當(dāng)電路與外殼之間的距離不能增加時(shí),可以在外殼與電路之間加一層接地的金屬擋板,擋住電弧。如果電路與機(jī)箱連在一起,則只應(yīng)通過(guò)一點(diǎn)連接。防止電流流過(guò)電路。也可以很好地防止二次電弧的發(fā)生。線路板與機(jī)箱連接的點(diǎn)應(yīng)在電纜入口處。電磁兼容對(duì)策
電纜設(shè)計(jì):一個(gè)正確設(shè)計(jì)的電纜保護(hù)系統(tǒng)可能是提高系統(tǒng)ESD非易感性的關(guān)鍵。作為大多數(shù)系統(tǒng)中的最大的“天線”—I/O電纜特別易于被ESD干擾感應(yīng)出大的電壓或電流。從另一方面,如果電纜屏蔽同機(jī)殼地連接的話(huà),電纜也對(duì)ESD干擾提供低阻抗通道。通過(guò)該通道ESD干擾能量可從系統(tǒng)接地回路中釋放,因而可間接地避免傳導(dǎo)耦合。為減少ESD干擾輻射耦合到電纜:線長(zhǎng)和回路面積要減小;應(yīng)抑制共模耦合并且使用金屬屏蔽。電磁兼容對(duì)策對(duì)于輸入/輸出電纜可采用使用屏蔽電纜、共模扼流圈、過(guò)壓箝位電路及電纜旁路濾波器措施。在電纜的兩端,電纜屏蔽必須與殼體屏蔽連接。在互聯(lián)電纜上安裝一個(gè)共模扼流圈可以使靜電放電造成的共模電壓降在扼流圈上,而不是另一端的電路上。兩個(gè)機(jī)箱之間用屏蔽電纜連接時(shí),通過(guò)電纜的屏蔽層將兩個(gè)機(jī)箱連接在一起,這樣可以使兩個(gè)機(jī)箱之間的電位差盡量小。這里,機(jī)箱與電纜屏蔽層之間的搭接方式很重要。強(qiáng)烈建議在電纜兩端機(jī)箱與電纜屏蔽層之間360°搭接。電磁兼容對(duì)策
鍵盤(pán)和面板:鍵盤(pán)和控制面板的設(shè)計(jì)必須保證放電電流能夠直接流到地,而不會(huì)經(jīng)過(guò)敏感電路。對(duì)于絕緣鍵盤(pán),在鍵與電路之間要安裝一個(gè)放電防護(hù)器(如金屬支架),為放電電流提供一條放電路徑。放電防護(hù)器要直接連到機(jī)箱或機(jī)架上,而不能連到電路地上。當(dāng)然,用較大的旋鈕(增加操作者到內(nèi)部線路的距離)能夠直接防止靜電放電。鍵盤(pán)和控制面板設(shè)計(jì)應(yīng)使放電電流不過(guò)敏感電路而直接到地。采用絕緣軸和大旋鈕可以防止向控制鍵或電位器放電?,F(xiàn)在,較多的電子產(chǎn)品面板采用薄膜按鍵和薄膜顯示窗,由于該另外,現(xiàn)在大多數(shù)鍵盤(pán)的按鍵內(nèi)部均有由耐高壓的絕緣薄膜構(gòu)成的襯墊,可有效防止ESD的干擾。電磁兼容對(duì)策
電路設(shè)計(jì):設(shè)備中不用的輸入端不允許處于不連接或懸浮狀態(tài),而應(yīng)當(dāng)直接或通過(guò)適當(dāng)電阻與地線或電源端相連通。一般來(lái)說(shuō),與外部設(shè)備連接的接口電路都需要加保護(hù)電路:其中也包括電源線,這一點(diǎn)往往被硬件設(shè)計(jì)所忽視。以微機(jī)為例來(lái)講,應(yīng)該考慮安排保護(hù)電路的環(huán)節(jié)有:串行通信接口、并行通信接口、鍵盤(pán)接口、顯示接口等。濾波器必須用在電路中以阻止ESD形成的EMI耦合到設(shè)備。如果輸入為高阻抗,一個(gè)分流電容濾波器最有效,因?yàn)樗牡妥杩箤⒂行У嘏月犯咻斎胱杩?,分流電容越接近輸入端越好。如果輸入阻抗低,使用一系列鐵氧體可以提供最好的濾波器,這些鐵氧體也應(yīng)盡可能接近輸入端。電磁兼容對(duì)策在內(nèi)部電路上加強(qiáng)防護(hù)措施:對(duì)于可能遭受直接傳導(dǎo)的靜電放電干擾的端口,可以在I/O接口處串接電阻或并聯(lián)二極管至正負(fù)電源端。MOS管的輸入端串接100kΩ電阻,輸出端串接1kΩ電阻,以限制放電電流量。TTL管輸人端串接22~100Ω電阻,輸出端串接22~47Ω電阻。模擬管輸入端串接100Ω~100kΩ,并且加并聯(lián)二極管,分流放電電流至電源正或負(fù)極,模擬管輸出端串接100Ω的電阻。在I/O信號(hào)線上安裝一個(gè)對(duì)地的電容能夠?qū)⒔涌陔娎|上感應(yīng)的靜電放電電流分流到機(jī)箱,避免流到電路上。但這個(gè)電容也會(huì)將機(jī)殼上的電流分流到信號(hào)線上。為了避免這種情況的發(fā)生,可以在旁路電容與線路板之間安裝一只鐵氧體磁珠,增加流向線路板的路徑的阻抗。需要注意的是,電容的耐壓一定要滿(mǎn)足要求。靜電放電的電壓可以高達(dá)數(shù)千伏。電磁兼容對(duì)策一個(gè)瞬態(tài)防護(hù)二極管也能夠?qū)o電放電起到有效的保護(hù)。但需要注意:用二極管雖然將瞬態(tài)干擾的電壓限制住了,但高頻干擾成分并沒(méi)有減少;該電路中一般應(yīng)有與瞬態(tài)防護(hù)二極管并聯(lián)的高頻旁路電容抑制高頻干擾。在電路設(shè)計(jì)及電路板布線方面:應(yīng)采用門(mén)電路和選通脈沖。這種輸入方式只有在靜電放電和選通同時(shí)發(fā)生時(shí)才能造成損壞。而脈沖邊沿觸發(fā)輸入方式對(duì)靜電放電引起的瞬變很敏感,不宜采用。電磁兼容對(duì)策PCB設(shè)計(jì):良好的PCB設(shè)計(jì)可以有效地減少ESD干擾對(duì)產(chǎn)品造成的影響。這也是電磁兼容設(shè)計(jì)中ESD設(shè)計(jì)部分的一個(gè)重要的內(nèi)容。大家可以從那部分課程中得到詳細(xì)的指引。對(duì)一個(gè)成品進(jìn)行電磁兼容對(duì)策時(shí),很難再對(duì)PCB進(jìn)行重新設(shè)計(jì)(改進(jìn)成本太高),此處不再加以介紹。電磁兼容對(duì)策
軟件:除了硬件措施外,軟件抑制方案也是減少系統(tǒng)鎖定等嚴(yán)重失常的有力方法。軟件ESD抑制措施分為兩種常用的類(lèi)別:刷新、檢查并且恢復(fù)。刷新:涉及到周期性地復(fù)位到休止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng),定期刷新顯示器和指示器狀態(tài)。只需進(jìn)行反復(fù)刷新然后假設(shè)狀態(tài)是正確的,其它的事就不用做了。檢查/恢復(fù):過(guò)程用于決定程序是否正確執(zhí)行。它們?cè)谝欢ㄩg隔時(shí)間被激活,以確認(rèn)程序是否在完成某個(gè)功能。如果這些功能沒(méi)有實(shí)現(xiàn),一個(gè)恢復(fù)程序被激活并執(zhí)行。電磁兼容對(duì)策4.2.4一般ESD對(duì)策準(zhǔn)則:(1)在易感CMOS、MOS器件中加入保護(hù)二極管;(2)在易感傳輸線上(地線在內(nèi))串幾十歐姆的電阻或鐵氧體磁珠;(3)使用靜電保護(hù)表面涂敷技術(shù),使ESD難以機(jī)芯放電,經(jīng)證明十分有效;(4)盡量使用屏蔽電纜;(5)在易感接口處安裝濾波器;并將無(wú)法安裝濾波器的敏感接口加以隔離;(6)選擇低脈沖頻率的邏輯電路;(7)外殼屏蔽加良好的接地。電磁兼容對(duì)策4.3電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施電快速瞬變脈沖群形成機(jī)理及其影響電快速瞬變脈沖群測(cè)試及相關(guān)要求導(dǎo)致電快速脈沖試驗(yàn)失敗的原因通過(guò)電快速脈沖試驗(yàn)的整改措施電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試問(wèn)題及對(duì)策電磁兼容對(duì)策4.3.1電快速瞬變脈沖群形成機(jī)理及其影響電快速瞬變脈沖群是:由電感性負(fù)載(如繼電器、接觸器等)在斷開(kāi)時(shí),由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因,在斷開(kāi)處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。當(dāng)電感性負(fù)載多次重復(fù)開(kāi)關(guān),則脈沖群又會(huì)以相應(yīng)的時(shí)間間隙多次重復(fù)出現(xiàn)。這種暫態(tài)騷擾能量較小,一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞,由于其頻譜分布較寬,會(huì)對(duì)電子、電氣設(shè)備的可靠工作產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為電快速瞬變脈沖群會(huì)造成設(shè)備的誤動(dòng)作的原因:脈沖群對(duì)線路中半導(dǎo)體結(jié)電容充電,當(dāng)結(jié)電容上的能量累積到一定程度,便會(huì)引起線路乃至設(shè)備的誤動(dòng)作。電磁兼容對(duì)策4.3.2電快速瞬變脈沖群測(cè)試及相關(guān)要求不同的電子、電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)的要求是不同的。這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)大多都直接或間接引用GB/T17626.4(idtIEC61000-4-4):《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》這一國(guó)家電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),并按其中的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。下面就簡(jiǎn)要介紹一下該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、試驗(yàn)方法及相關(guān)要求。電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)對(duì)象:適用于在住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)/工業(yè)區(qū)使用的在運(yùn)行條件下的電子、電氣設(shè)備的電快速瞬變脈沖群的抗擾性能測(cè)試。
試驗(yàn)內(nèi)容:對(duì)電氣和電子設(shè)備的供電電源端口、信號(hào)和控制端口在受到重復(fù)性快速瞬變脈沖群干擾時(shí)的性能進(jìn)行評(píng)定。
試驗(yàn)?zāi)康模褐貜?fù)快速瞬變?cè)囼?yàn)是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設(shè)備的電源端口、信號(hào)和控制端口的試驗(yàn)。試驗(yàn)脈沖的特點(diǎn)是:瞬變的短上升時(shí)間、重復(fù)出現(xiàn)和低能量。電快速速變脈沖群試驗(yàn)的目的就是為了檢驗(yàn)電子、電氣設(shè)備在遭受這類(lèi)暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)發(fā)生器試驗(yàn)發(fā)生器性能的主要指標(biāo)有三個(gè):?jiǎn)蝹€(gè)脈沖波形、脈沖的重復(fù)頻率和輸出電壓峰值。GB/T17626.4要求試驗(yàn)發(fā)生器輸出波形應(yīng)如下圖所示。電磁兼容對(duì)策接50Ω負(fù)載時(shí)單個(gè)脈沖的波形電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)方法對(duì)交/直流電源端子的選擇耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)來(lái)施加快速瞬變脈沖群干擾信號(hào)。對(duì)I/O信號(hào)、數(shù)據(jù)和控制端口選擇快速瞬變脈沖群測(cè)試專(zhuān)用的容性耦合夾來(lái)施加快速瞬變脈沖群干擾信號(hào)。電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)等級(jí)及其選擇:試驗(yàn)等級(jí)見(jiàn)下頁(yè)表格。其選擇應(yīng)根據(jù)下列情況來(lái)進(jìn)行:----電磁環(huán)境;----騷擾源與關(guān)心的設(shè)備的鄰近情況;----兼容性裕度。對(duì)具體的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),試驗(yàn)等級(jí)選擇往往已在相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)中加以規(guī)定。
試驗(yàn)環(huán)境該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境條件:環(huán)境溫度:15℃~35℃相對(duì)濕度:25%~75%RH大氣壓力:86kPa~106kPa電磁兼容對(duì)策電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)布置用于實(shí)驗(yàn)室型式試驗(yàn)的一般試驗(yàn)配置電磁兼容對(duì)策
試驗(yàn)實(shí)施電源、信號(hào)和其他功能電量應(yīng)在其額定的范圍內(nèi)使用,并處于正常的工作狀態(tài)。根據(jù)要進(jìn)行試驗(yàn)的EUT的端口類(lèi)型選擇相應(yīng)的試驗(yàn)等級(jí)和耦合方式。使受試設(shè)備處于典型工作條件下,根據(jù)受試設(shè)備端口及其組合,依次對(duì)各端口施加試驗(yàn)電壓。每種組合應(yīng)針對(duì)不同脈沖極性進(jìn)行測(cè)試,每種狀態(tài)的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間不少于1min。不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)的實(shí)施可能根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)有特定的規(guī)定。0試驗(yàn)結(jié)果若電快速速變脈沖群測(cè)試通不過(guò),可能產(chǎn)生如下后果:造成設(shè)備的誤動(dòng)作。電磁兼容對(duì)策4.3.3導(dǎo)致電快速脈沖試驗(yàn)失敗的原因脈沖群試驗(yàn)主要是進(jìn)行電源線和信號(hào)/控制線的傳導(dǎo)差/共模干擾試驗(yàn)。只是電快速干擾脈沖的波形前沿非常陡峭,持續(xù)時(shí)間非常短暫,因此含有極其豐富的高頻成分,這就導(dǎo)致在干擾波形的傳輸過(guò)程中,會(huì)有一部分干擾從傳輸?shù)木€纜中逸出,這樣設(shè)備最終受到的是傳導(dǎo)和輻射的復(fù)合干擾。另外,由于試驗(yàn)脈沖是持續(xù)一段時(shí)間的脈沖串,因此它對(duì)電路的干擾有一個(gè)累積效應(yīng)。大多數(shù)電路為了抗瞬態(tài)干擾,在輸入端安裝了積分電路,這種電路對(duì)單個(gè)脈沖具有很好的抑制作用,但是對(duì)于一串脈沖則不能有效地抑制。電磁兼容對(duì)策電快速脈沖對(duì)設(shè)備影響的原因有三種,包括:1)通過(guò)電源線直接傳導(dǎo)進(jìn)設(shè)備的電源,導(dǎo)致電路的電源線上有過(guò)大的噪聲電壓。當(dāng)單獨(dú)對(duì)火線或零線注入時(shí),盡管是采取的對(duì)地的共模方式注入,但在火線和零線之間存在著差模干擾,這種差模電壓會(huì)出現(xiàn)在電源的直流輸出端。當(dāng)同時(shí)對(duì)火線和零線注入時(shí),存在著共模干擾,但對(duì)電源的輸出影響并不大。2)干擾能量在電源線上傳導(dǎo)的過(guò)程中,向空間輻射,這些輻射能量感應(yīng)到鄰近的信號(hào)電纜上,對(duì)信號(hào)電纜連接的電路形成干擾。3)干擾脈沖信號(hào)直接通過(guò)信號(hào)電纜進(jìn)入設(shè)備電路或在電纜(包括信號(hào)電纜和電源電纜)上傳輸時(shí)產(chǎn)生的二次輻射能量感應(yīng)進(jìn)電路,對(duì)電路形成干擾。電磁兼容對(duì)策快速脈沖對(duì)設(shè)備影響示意圖PCB電源濾波器被測(cè)樣品耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)容性耦合夾電源線信號(hào)線脈沖發(fā)生器原因二原因一原因一原因三EFT測(cè)試失敗原因分析示意圖電磁兼容對(duì)策4.3.4通過(guò)電快速脈沖試驗(yàn)的整改措施針對(duì)脈沖群干擾,主要采用濾波(電源線和信號(hào)線的濾波)及吸收(用鐵氧體磁芯來(lái)吸收)。采用鐵氧體磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效。但要注意做試驗(yàn)時(shí)鐵氧體磁芯的擺放位置,就是今后要使用鐵氧體磁芯的位置,千萬(wàn)不要隨意更改。因?yàn)槊}沖群干擾不僅僅是一個(gè)傳導(dǎo)干擾,更麻煩的是它還含有輻射的成分,不同的安裝位置,輻射干擾的逸出情況各不相同,難以捉摸。一般將鐵氧體磁芯用在干擾的源頭和設(shè)備的入口處最為有效。下面根據(jù)端口的不同分別進(jìn)行探討。電磁兼容對(duì)策
針對(duì)電源線試驗(yàn)的措施解決電源線干擾問(wèn)題的主要方法是在電源線入口處安裝電源線濾波器,阻止干擾進(jìn)入設(shè)備??焖倜}沖通過(guò)電源線注入是共模方式注入。注入到電源線上的電壓是共模電壓,濾波器必須能對(duì)這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設(shè)備順利通過(guò)試驗(yàn)。下面是用濾波器抑制電源線上的電快速脈沖的方法。電磁兼容對(duì)策a)設(shè)備的機(jī)箱是金屬的:這種情況是最容易的。因?yàn)闄C(jī)箱是金屬的,它與地線面之間有較大的雜散電容,能夠?yàn)楣材k娏魈峁┍容^固定的通路。這時(shí),只要在電源線的入口處安裝一只含有共模電容的電源線濾波器,共模電容就能將干擾旁路掉,使其回到干擾源。由于電源線濾波器中的共模電容受到漏電流的限制容量較小,因此對(duì)于干擾中較低的頻率成分主要依靠共模電感抑制。另外,由于設(shè)備與地面之間的接地線具有較大電感,對(duì)于高頻干擾成分阻抗較大,因此設(shè)備接地與否對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果一般沒(méi)什么影響。除了選擇高頻性能良好的濾波器以外,在安裝濾波器時(shí)注意濾波器應(yīng)靠近金屬機(jī)箱上的電源入口處,防止電源線二次輻射造成的干擾。電磁兼容對(duì)策b)設(shè)備機(jī)箱是非金屬的如果設(shè)備的機(jī)箱是非金屬的:必須在機(jī)箱底部加一塊金屬板,供濾波器中的共模濾波電容接地。這時(shí)的共模干擾電流通路通過(guò)金屬板與地線面之間的雜散電容形成通路。如設(shè)備尺寸較小意味著金屬板尺寸也較小,這時(shí)金屬板與地線面之間的電容量較小,不能起到較好的旁路作用。在這種情況下,主要靠電感發(fā)揮作用。此時(shí),需要采用各種措施提高電感高頻特性,必要時(shí)可用多個(gè)電感串聯(lián)。電磁兼容對(duì)策
針對(duì)信號(hào)線試驗(yàn)應(yīng)采取的措施快速脈沖通過(guò)信號(hào)/控制線注入時(shí),由于是采用容性耦合夾注入,屬共模注入方式。a)信號(hào)電纜屏蔽:從試驗(yàn)方法可知,干擾脈沖耦合進(jìn)信號(hào)電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來(lái),并且接地。因此,用電纜屏蔽的方法解決電快速脈沖干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗(yàn)中的參考地線面可靠連接。如果設(shè)備的外殼是金屬的并是接地的設(shè)備,這個(gè)條件容易滿(mǎn)足。當(dāng)設(shè)備的外殼是金屬的,但是不接地時(shí),屏蔽電纜只能對(duì)電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用,這是通過(guò)金屬機(jī)殼與地之間的雜散電容來(lái)接地的。如果機(jī)箱是非金屬機(jī)箱,則電纜屏蔽的方法就沒(méi)有什么效果。電磁兼容對(duì)策b)信號(hào)電纜上安裝共模扼流圈:共模扼流圈實(shí)際是一種低通濾波器,只有當(dāng)電感量足夠大時(shí),才能對(duì)電快速脈沖群有效果。但是當(dāng)扼流圈的電感量較大時(shí)(往往匝數(shù)較多),雜散電容也較大,扼流圈的高頻抑制效果降低。而電快速脈沖波形中包含了大量的高頻成分。因此,在實(shí)際使用時(shí),需要注意調(diào)整扼流圈的匝數(shù)。必要時(shí)用兩個(gè)不同匝數(shù)扼流圈串聯(lián)起來(lái),兼顧高頻和低頻的要求。電磁兼容對(duì)策c)信號(hào)電纜上安裝共模濾波電容:這種濾波方法比扼流圈具有更好的效果,但是需要金屬機(jī)箱作為濾波電容的地。另外,這種方法會(huì)對(duì)差模信號(hào)有一定的衰減,在使用時(shí)需要注意。d)對(duì)敏感電路局部屏蔽:當(dāng)設(shè)備的機(jī)箱為非金屬機(jī)箱,或者電纜的屏蔽和濾波措施不易實(shí)施時(shí),干擾會(huì)直接耦合進(jìn)電路。這時(shí)只能對(duì)敏感電路進(jìn)行局部屏蔽。屏蔽體應(yīng)該是一個(gè)完整的六面體。電磁兼容對(duì)策4.4浪涌沖擊抗擾度測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策及整改措施浪涌沖擊形成的機(jī)理浪涌沖擊測(cè)試及相關(guān)要求導(dǎo)致浪涌沖擊抗擾度試驗(yàn)失敗的原因通過(guò)浪涌抗擾度試驗(yàn)應(yīng)采取的措施浪涌沖擊抗擾度測(cè)試問(wèn)題及對(duì)策電磁兼容對(duì)策
4.4.1浪涌沖擊形成的機(jī)理電磁兼容領(lǐng)域所指的浪涌沖擊一般來(lái)源于開(kāi)關(guān)瞬態(tài)和雷擊瞬態(tài)。
開(kāi)關(guān)瞬態(tài)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)瞬態(tài)與以下內(nèi)容有關(guān):a)主電源系統(tǒng)切換騷擾,例如電容器組的切換;b)配電系統(tǒng)內(nèi)在儀器附近的輕微開(kāi)關(guān)動(dòng)作或者負(fù)荷變化;c)與開(kāi)關(guān)裝置有關(guān)的諧振電路,如晶閘管;d)各種系統(tǒng)故障,例對(duì)設(shè)備組接地系統(tǒng)的短路和電弧故障。電磁兼容對(duì)策
雷擊瞬態(tài)雷電產(chǎn)生浪涌(沖擊)電壓的主要原理如下:a)直接雷擊于外部電路(戶(hù)外),注入的大電流流過(guò)接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生電壓;b)在建筑物內(nèi)、外導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和電流的間接雷擊(即云層之間或云層中的雷擊或擊于附近物體的雷擊,這種雷擊產(chǎn)生的磁場(chǎng));c)附近直接對(duì)地放電地雷電入地電流耦合到設(shè)備組接地系統(tǒng)的公共接地路徑。當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),電壓和電流可能發(fā)生迅速變化,并可能耦合到內(nèi)部電路。電磁兼容對(duì)策4.4.2浪涌沖擊測(cè)試及相關(guān)要求不同的電子、電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)的要求是不同的。但這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)大多都直接或間接引用GB/T17626.5(id
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 特效剪輯拍攝課程設(shè)計(jì)
- 自由散步主題課程設(shè)計(jì)
- 2024年知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可使用合同標(biāo)的及許可范圍具體描述
- 液壓課程設(shè)計(jì)死擋鐵停留
- 2025版貸款合同違約責(zé)任協(xié)議3篇
- 網(wǎng)吧簡(jiǎn)易局域網(wǎng)課程設(shè)計(jì)
- 約瑟夫環(huán)課程設(shè)計(jì)總結(jié)
- 2024年電子商務(wù)平臺(tái)聯(lián)合運(yùn)營(yíng)協(xié)議
- 承德護(hù)理職業(yè)學(xué)院《學(xué)校體育課程標(biāo)準(zhǔn)與教材分析》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 成都中醫(yī)藥大學(xué)《電子商務(wù)模擬操作實(shí)訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 冶煉煙氣制酸工藝設(shè)計(jì)規(guī)范
- 《上帝擲骰子嗎:量子物理史話(huà)》超星爾雅學(xué)習(xí)通章節(jié)測(cè)試答案
- Unit13 同步教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年人教版九年級(jí)英語(yǔ)全冊(cè)
- 2023-2024學(xué)年河北省保定市滿(mǎn)城區(qū)八年級(jí)(上)期末英語(yǔ)試卷
- 2024成都中考數(shù)學(xué)第一輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)之專(zhuān)題四 幾何動(dòng)態(tài)探究題 教學(xué)課件
- 2024合同范本之太平洋保險(xiǎn)合同條款
- 萬(wàn)用表的使用
- TDT1062-2021《社區(qū)生活圈規(guī)劃技術(shù)指南》
- GB/T 12959-2024水泥水化熱測(cè)定方法
- 《商務(wù)禮儀》試題及答案大全
- 《核電廠焊接材料評(píng)定與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論