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文章詳情
安規和EMC
日期:2024-06-25 03:59
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摘要:前言
經(jīng)常聽(tīng)到某些產(chǎn)品需要各種各樣的認證,或者在產(chǎn)品標簽上看到各種認證的標簽貼紙。例如,中國強制性的3C認證,另有美國的UL、歐洲CE等。這些認證既需要對產(chǎn)品的功能、性能參數進(jìn)行測試,也需要對安規和EMC進(jìn)行測試。本文將講解安規和EMC的測試內容,使工程師在設計時(shí),能夠有目的地設計。一個(gè)產(chǎn)品的安規和EMC問(wèn)題,不僅僅是PCB工程師的職責,也是結構工程師的職責(輻射發(fā)射、輻射抗擾度、靜電)。安規和EMC是一項系統工程,不能僅靠在測試中整改,而應貫穿需求分析、原理圖設計、PCB設計、結構設計之中。
何為安規、EMC
安...
前言
經(jīng)常聽(tīng)到某些產(chǎn)品需要各種各樣的認證,或者在產(chǎn)品標簽上看到各種認證的標簽貼紙。例如,中國強制性的3C認證,另有美國的UL、歐洲CE等。這些認證既需要對產(chǎn)品的功能、性能參數進(jìn)行測試,也需要對安規和EMC進(jìn)行測試。本文將講解安規和EMC的測試內容,使工程師在設計時(shí),能夠有目的地設計。一個(gè)產(chǎn)品的安規和EMC問(wèn)題,不僅僅是PCB工程師的職責,也是結構工程師的職責(輻射發(fā)射、輻射抗擾度、靜電)。安規和EMC是一項系統工程,不能僅靠在測試中整改,而應貫穿需求分析、原理圖設計、PCB設計、結構設計之中。
何為安規、EMC
安規主要是對產(chǎn)品**性方面的測試和要求,例如阻燃性、絕緣性、漏電、防塵防水等。
EMC(Electromagnetic Compatibility)電磁兼容性,指設備或系統在其電磁環(huán)境中符合要求運行,并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁騷擾的能力。EMC=EMI(Electromagnetic Interference)電磁干擾+EMS(Electromagnetic Susceptibility)電磁抗干擾。如果是非高頻和射頻設備,EMC主要是電源方面的EMI(輻射 和傳導)問(wèn)題。
設計前的準備
《產(chǎn)品需求說(shuō)明書(shū)》:明確產(chǎn)品的功能、性能參數、安規標準和EMC標準。
安規標準文件
EMC標準文件
上面是EMC的所有項目:
1.輻射RE(Radiated Emission):測試場(chǎng)地要求比較高,一般使用EMC暗室代替開(kāi)闊場(chǎng)地測量。EMC暗室只有地面為反射面,其他面都安裝吸波材料,測試時(shí),人員等不在暗室內,防止有干擾。輻射測量的信號在30MHz-1GHz。注意頻率,在150KHz~30MHz的干擾信號主要通過(guò)傳導泄漏,輻射量比較?。ㄔ蚴切盘柌ㄩL(cháng)有關(guān))。
2.傳導CE(Conducted Emission):傳導測量信號頻率在150KHz-30MHz。試驗前,接好所有線(xiàn)纜(電源、通信、IO等),待設備工作正常穩定后,測試線(xiàn)纜上的傳導騷擾。
3.諧波(Harmonics):設備工作時(shí),向電網(wǎng)中傳輸的電源高次諧波的強度。難點(diǎn)
4.電源閃爍(Flickers):
5.靜電放電ESD(Electrostatic Discharge):包含直接放電和間接放電。直接放電時(shí)對產(chǎn)品直接打靜電,模擬的是人體和其他帶電設備對產(chǎn)品進(jìn)行放電時(shí)的情況。直接放電分為:接觸放電、空氣放電。產(chǎn)品外殼是金屬部分的,需要放電槍直接接觸金屬部位,塑料外殼需要空氣放電。間接放電比較有意思,把設備放在水平耦合板和垂直耦合板間,放電槍在耦合板上接觸放電,這樣在耦合板上就會(huì )形成電場(chǎng),對設備進(jìn)行干擾。
6.輻射抗干擾RS(Radiated Susceptibility):在暗室,使用天線(xiàn)對設備進(jìn)行輻射發(fā)射,測試。
7.電快速瞬變脈沖群EFT/B:設備附近或者設備所處的電網(wǎng)中,有感性負載切斷時(shí),產(chǎn)生的脈沖。使用耦合板耦合在通訊和電源線(xiàn)上,脈沖群的能量會(huì )耦合到線(xiàn)纜上,產(chǎn)生電荷積累,對于沒(méi)有大地的設備(浮地系統),積累到一定程度,會(huì )導致數字邏輯電平錯亂、設備損壞等。
8.浪涌試驗(Surge):對電源和信號都需要做浪涌測試。浪涌的能量遠大于脈沖群和靜電。干擾頻率寬度比較窄。一般使用壓敏電阻和保險電阻抑制。
9.傳導騷擾抗擾度CS(Conducted Susceptibility):
10.工頻磁場(chǎng)試驗PMS(Power-frequency Magnetic Susceptibility):50Hz工頻磁場(chǎng)(例如大型變壓設備)下對設備的影響,主要影響設備中的一些磁性設備,如線(xiàn)圈、霍爾器件。
11.電壓跌落/短時(shí)中斷DIP/interruptions:指設備所在的電網(wǎng)中突然接入大功率設備,導致電網(wǎng)電壓變低對設備的影響。IEEE中定義,電網(wǎng)電壓跌落10%~90%,持續10ms-1min后恢復正常。電網(wǎng)短路一般跌落幅度30%,輸電線(xiàn)在絕緣子處發(fā)生閃爍,或對地放電,一般跌落幅度60%。跌落、短時(shí)中斷都會(huì )導致繼電器復位、通訊錯亂、不顯示、設備復位等,需要添加大電容進(jìn)行儲能,扛過(guò)中斷和跌落。
2、產(chǎn)品對EMC的標準要求?
中國強制3C認證,美國的UL、歐洲CE等。標準中對不同類(lèi)型的產(chǎn)品有不同的等級,例如靜電有6kV、8kV、12kV、15kV等級別,按照具體需求進(jìn)行EMC試驗。
3、產(chǎn)品EMC整改的思路?
要分析上述11中測試中,如何進(jìn)行設計,才能提出如何整改。
輻射RE(Radiated Emission)
根源:EMI是高頻電流回路形成。走線(xiàn)長(cháng)度大于波長(cháng)的1/20,就會(huì )成為天線(xiàn)。
消除:傳播路徑、源頭方面考慮。
源頭:層疊設計、地平面的完整(布局、走線(xiàn))、電源濾波、布線(xiàn)(阻抗連續)、提高頻信號上升沿和下降沿的時(shí)間。
傳導CE(Conducted Emission)
諧波(Harmonics)
電源閃爍(Flickers)
靜電放電ESD(Electrostatic Discharge):
輻射抗干擾RS(Radiated Susceptibility)
電快速瞬變脈沖群EFT/B:
浪涌試驗(Surge):
傳導騷擾抗擾度CS(Conducted Susceptibility)
工頻磁場(chǎng)試驗PMS(Power-frequency Magnetic Susceptibility):
電壓跌落
4、產(chǎn)品整改時(shí)常用元器件的使用?
共模電感
當共模干擾從左向右經(jīng)過(guò)時(shí),根據右手螺旋法則,可以知道上面的線(xiàn),產(chǎn)生的磁場(chǎng)是繞著(zhù)鐵氧體順時(shí)針,下面的線(xiàn),一樣。這樣,兩個(gè)線(xiàn)圈就會(huì )產(chǎn)生比較大的感抗,阻礙共模干擾信號的流出。
當正常信號經(jīng)過(guò)時(shí),例如電流,上面的線(xiàn)是電源正,下面的線(xiàn)是電源負,上面的線(xiàn)電流從左到右走,下面的線(xiàn)從右到左走。這樣,兩個(gè)線(xiàn)圈會(huì )產(chǎn)生方向相反的磁場(chǎng),并抵消掉。所以,電感主要表現出阻抗。
共模電感在選用時(shí),應考慮
瞬時(shí)大電流經(jīng)過(guò)時(shí),磁芯會(huì )不會(huì )飽和,要選用電流合適的共模電感。
高電壓經(jīng)過(guò)時(shí),漆包線(xiàn)的絕緣漆會(huì )不會(huì )被擊穿。漆包線(xiàn)的耐壓應該要測試,不能全信供應商。
線(xiàn)圈要盡可能單層,減小線(xiàn)圈的寄生電容。
共模電感的抑制頻率。主要根據使用環(huán)境中的共模干擾頻率決定。
由于繞線(xiàn)不能完全封閉,會(huì )產(chǎn)生部分差模電感,有時(shí)需要人為增加此部分差模電感,抑制差模干擾。
電感
電感量越大,其分布電容也越大,導致其對高頻信號的抑制作用降低,所以,電感的電感量是隨著(zhù)信號的頻率變化的,在某個(gè)頻率點(diǎn),阻抗才會(huì )達到*大。在選型時(shí),應該查看其頻率電感特性曲線(xiàn)。
電感量越大,其諧振頻率越低。也就是說(shuō),其分布電容諧振在這個(gè)頻率點(diǎn)對交流的直通作用,抵消了電感的阻抗。
如果我們還要對抑制頻率進(jìn)一步提高,那么我們*后選用的電感線(xiàn)圈就只好是它的*小極限值,只有1圈或不到1圈了。磁珠,即穿心電感,就是一個(gè)匝數小于1圈的電感線(xiàn)圈。但穿心電感比單圈電感線(xiàn)圈的分布電容小好幾倍到幾十倍,因此,磁珠比單圈電感線(xiàn)圈的工作頻率更高。
磁珠
磁珠是鐵氧體材料,高頻流過(guò)時(shí),由于高感抗,轉化成熱能,低頻信號可以經(jīng)過(guò)。與普通電感相比,具有更好的高頻抑制效果。
磁珠廣泛應用在電源、信號線(xiàn)路上,可以抑制靜電脈沖等。磁珠的單位是歐姆,可以在datasheet上查看頻率阻抗特性曲線(xiàn)圖,比如100MHz的頻率下,阻抗位1000歐姆,通常選用600歐姆阻抗以上的。另外,需要降額80%使用,另外,用在電源線(xiàn)路上,應考慮直流阻抗產(chǎn)生的壓降。
一般磁環(huán)居里溫度110℃,達到這一溫度以后立刻失去磁性,有如空氣介質(zhì)一般;恢復室溫以后,磁性能發(fā)生了長(cháng)久性改變,磁導率降低了10%。所以,在大功率電路中應用時(shí),應該考慮這種可能出現的溫度環(huán)境,放置器件失效。
濾波電容
濾波電容在高頻應用時(shí),應考慮其諧振(同物理意義上的共振)。對于高頻噪聲提供一個(gè)旁路,流通到地。
普通陶瓷電容的電容量會(huì )隨著(zhù)溫度的變化而變化,但穿心電容更接近理想電容,在數百兆Hz~1GHz,具有很好的旁路作用。穿心電容怕高溫和溫度沖擊,所以在焊接時(shí),容易造成損壞。另外,穿心電容是三端電容:入、出、地。
5、EMC設計如何在設計過(guò)程的各階段開(kāi)展?
電路設計(包括器件選型)、軟件設計、線(xiàn)路板設計、屏蔽結構、信號線(xiàn)電源線(xiàn)濾波、電路接地方式。
Tips:電磁兼容領(lǐng)域,要描述的幅度和頻率范圍都很寬,在圖形上用對數坐標更容易表示,而 dB 就是用對數表示。
對于功率,dB=10log(),對于電壓和電流,dB=20log()。
例如:X = 100000 = 10*log(10^5) = 50 dB X = 0.000000000000001 = 10*log(10^-15) = -150 dB 減法:10dB-5dB,實(shí)際就是兩個(gè)數值的相除,例如信噪比。
如何設計好EMC:
設計人員的水平
公司EMC設計規范
公司EMC負責人
在設計前期解決EMC問(wèn)題
系統流程法(System Flow Method)
系統流程法,即主要在研發(fā)流程中融入 EMC 設計理念,在產(chǎn)品設計的各個(gè)階段進(jìn)行 EMC 設計控制,把可能出現的 EMC 問(wèn)題在研發(fā)前期進(jìn)行考慮;設計過(guò)程中主要
從產(chǎn)品的電路(原理圖、PCB 設計),結構與電纜,電源模塊,接地等方面系統考慮 EMC 問(wèn)題,針對可能出現 EMC 問(wèn)題進(jìn)行前期充分考慮,從而確保產(chǎn)品樣品出來(lái)后能夠一次性通過(guò)測試與認證!
產(chǎn)品總體方案設計
產(chǎn)品詳細方案設計
產(chǎn)品原理圖設計
產(chǎn)品PCB設計
產(chǎn)品結構設計
產(chǎn)品初樣試裝
產(chǎn)品EMC摸底驗證
產(chǎn)品認證
設計Tips
1、設計階段進(jìn)行EMC設計,成本和效果是*好的。
2、高頻電流環(huán)路面積越大,EMI越嚴重。高頻信號電流流經(jīng)電感*小路徑。當頻率較高時(shí),一般走線(xiàn)電抗大于電阻,連線(xiàn)對高頻信號就是電感,串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的,*惡劣的情況就是開(kāi)路之天線(xiàn)形式。對應處理方法就是減少、減短連線(xiàn),減小高頻電流回路面積,盡量消除任何非正常工作需要的天線(xiàn),如不連續的布線(xiàn)或有天線(xiàn)效應之元器件過(guò)長(cháng)的插腳。
3、環(huán)路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴重,電磁輻射場(chǎng)強隨電流頻率f的平方成正比增大。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的*重要途徑之二,就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f,即減小騷擾電磁波的頻率f。
經(jīng)常聽(tīng)到某些產(chǎn)品需要各種各樣的認證,或者在產(chǎn)品標簽上看到各種認證的標簽貼紙。例如,中國強制性的3C認證,另有美國的UL、歐洲CE等。這些認證既需要對產(chǎn)品的功能、性能參數進(jìn)行測試,也需要對安規和EMC進(jìn)行測試。本文將講解安規和EMC的測試內容,使工程師在設計時(shí),能夠有目的地設計。一個(gè)產(chǎn)品的安規和EMC問(wèn)題,不僅僅是PCB工程師的職責,也是結構工程師的職責(輻射發(fā)射、輻射抗擾度、靜電)。安規和EMC是一項系統工程,不能僅靠在測試中整改,而應貫穿需求分析、原理圖設計、PCB設計、結構設計之中。
何為安規、EMC
安規主要是對產(chǎn)品**性方面的測試和要求,例如阻燃性、絕緣性、漏電、防塵防水等。
EMC(Electromagnetic Compatibility)電磁兼容性,指設備或系統在其電磁環(huán)境中符合要求運行,并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁騷擾的能力。EMC=EMI(Electromagnetic Interference)電磁干擾+EMS(Electromagnetic Susceptibility)電磁抗干擾。如果是非高頻和射頻設備,EMC主要是電源方面的EMI(輻射 和傳導)問(wèn)題。
設計前的準備
《產(chǎn)品需求說(shuō)明書(shū)》:明確產(chǎn)品的功能、性能參數、安規標準和EMC標準。
安規標準文件
EMC標準文件
1、EMC的基本測試項目
?
上面是EMC的所有項目:
1.輻射RE(Radiated Emission):測試場(chǎng)地要求比較高,一般使用EMC暗室代替開(kāi)闊場(chǎng)地測量。EMC暗室只有地面為反射面,其他面都安裝吸波材料,測試時(shí),人員等不在暗室內,防止有干擾。輻射測量的信號在30MHz-1GHz。注意頻率,在150KHz~30MHz的干擾信號主要通過(guò)傳導泄漏,輻射量比較?。ㄔ蚴切盘柌ㄩL(cháng)有關(guān))。
2.傳導CE(Conducted Emission):傳導測量信號頻率在150KHz-30MHz。試驗前,接好所有線(xiàn)纜(電源、通信、IO等),待設備工作正常穩定后,測試線(xiàn)纜上的傳導騷擾。
3.諧波(Harmonics):設備工作時(shí),向電網(wǎng)中傳輸的電源高次諧波的強度。難點(diǎn)
4.電源閃爍(Flickers):
5.靜電放電ESD(Electrostatic Discharge):包含直接放電和間接放電。直接放電時(shí)對產(chǎn)品直接打靜電,模擬的是人體和其他帶電設備對產(chǎn)品進(jìn)行放電時(shí)的情況。直接放電分為:接觸放電、空氣放電。產(chǎn)品外殼是金屬部分的,需要放電槍直接接觸金屬部位,塑料外殼需要空氣放電。間接放電比較有意思,把設備放在水平耦合板和垂直耦合板間,放電槍在耦合板上接觸放電,這樣在耦合板上就會(huì )形成電場(chǎng),對設備進(jìn)行干擾。
6.輻射抗干擾RS(Radiated Susceptibility):在暗室,使用天線(xiàn)對設備進(jìn)行輻射發(fā)射,測試。
7.電快速瞬變脈沖群EFT/B:設備附近或者設備所處的電網(wǎng)中,有感性負載切斷時(shí),產(chǎn)生的脈沖。使用耦合板耦合在通訊和電源線(xiàn)上,脈沖群的能量會(huì )耦合到線(xiàn)纜上,產(chǎn)生電荷積累,對于沒(méi)有大地的設備(浮地系統),積累到一定程度,會(huì )導致數字邏輯電平錯亂、設備損壞等。
8.浪涌試驗(Surge):對電源和信號都需要做浪涌測試。浪涌的能量遠大于脈沖群和靜電。干擾頻率寬度比較窄。一般使用壓敏電阻和保險電阻抑制。
9.傳導騷擾抗擾度CS(Conducted Susceptibility):
10.工頻磁場(chǎng)試驗PMS(Power-frequency Magnetic Susceptibility):50Hz工頻磁場(chǎng)(例如大型變壓設備)下對設備的影響,主要影響設備中的一些磁性設備,如線(xiàn)圈、霍爾器件。
11.電壓跌落/短時(shí)中斷DIP/interruptions:指設備所在的電網(wǎng)中突然接入大功率設備,導致電網(wǎng)電壓變低對設備的影響。IEEE中定義,電網(wǎng)電壓跌落10%~90%,持續10ms-1min后恢復正常。電網(wǎng)短路一般跌落幅度30%,輸電線(xiàn)在絕緣子處發(fā)生閃爍,或對地放電,一般跌落幅度60%。跌落、短時(shí)中斷都會(huì )導致繼電器復位、通訊錯亂、不顯示、設備復位等,需要添加大電容進(jìn)行儲能,扛過(guò)中斷和跌落。
2、產(chǎn)品對EMC的標準要求?
中國強制3C認證,美國的UL、歐洲CE等。標準中對不同類(lèi)型的產(chǎn)品有不同的等級,例如靜電有6kV、8kV、12kV、15kV等級別,按照具體需求進(jìn)行EMC試驗。
3、產(chǎn)品EMC整改的思路?
要分析上述11中測試中,如何進(jìn)行設計,才能提出如何整改。
輻射RE(Radiated Emission)
根源:EMI是高頻電流回路形成。走線(xiàn)長(cháng)度大于波長(cháng)的1/20,就會(huì )成為天線(xiàn)。
測試:在內部可以先對設備進(jìn)行測試,使用頻譜儀,在設備開(kāi)機和關(guān)機時(shí)各測試一次,結果相減,去除環(huán)境噪聲的影響。在設備內部,使用近場(chǎng)探頭,追蹤定位EMI的源。另外,瞬態(tài)EMI可能不好測試,但可能會(huì )引起復位、死機、通訊錯誤等。
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消除:傳播路徑、源頭方面考慮。
源頭:層疊設計、地平面的完整(布局、走線(xiàn))、電源濾波、布線(xiàn)(阻抗連續)、提高頻信號上升沿和下降沿的時(shí)間。
傳導CE(Conducted Emission)
諧波(Harmonics)
電源閃爍(Flickers)
靜電放電ESD(Electrostatic Discharge):
輻射抗干擾RS(Radiated Susceptibility)
電快速瞬變脈沖群EFT/B:
浪涌試驗(Surge):
傳導騷擾抗擾度CS(Conducted Susceptibility)
工頻磁場(chǎng)試驗PMS(Power-frequency Magnetic Susceptibility):
電壓跌落
4、產(chǎn)品整改時(shí)常用元器件的使用?
共模電感
共模電感用于抑制共模干擾(指在兩根信號線(xiàn)上產(chǎn)生的幅度相等,相位相同的噪聲)。注意,下圖中的繞線(xiàn)方向。
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當共模干擾從左向右經(jīng)過(guò)時(shí),根據右手螺旋法則,可以知道上面的線(xiàn),產(chǎn)生的磁場(chǎng)是繞著(zhù)鐵氧體順時(shí)針,下面的線(xiàn),一樣。這樣,兩個(gè)線(xiàn)圈就會(huì )產(chǎn)生比較大的感抗,阻礙共模干擾信號的流出。
當正常信號經(jīng)過(guò)時(shí),例如電流,上面的線(xiàn)是電源正,下面的線(xiàn)是電源負,上面的線(xiàn)電流從左到右走,下面的線(xiàn)從右到左走。這樣,兩個(gè)線(xiàn)圈會(huì )產(chǎn)生方向相反的磁場(chǎng),并抵消掉。所以,電感主要表現出阻抗。
共模電感在選用時(shí),應考慮
瞬時(shí)大電流經(jīng)過(guò)時(shí),磁芯會(huì )不會(huì )飽和,要選用電流合適的共模電感。
高電壓經(jīng)過(guò)時(shí),漆包線(xiàn)的絕緣漆會(huì )不會(huì )被擊穿。漆包線(xiàn)的耐壓應該要測試,不能全信供應商。
線(xiàn)圈要盡可能單層,減小線(xiàn)圈的寄生電容。
共模電感的抑制頻率。主要根據使用環(huán)境中的共模干擾頻率決定。
由于繞線(xiàn)不能完全封閉,會(huì )產(chǎn)生部分差模電感,有時(shí)需要人為增加此部分差模電感,抑制差模干擾。
電感
電感可以抑制高頻信號,其等效電路如下:
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電感量越大,其分布電容也越大,導致其對高頻信號的抑制作用降低,所以,電感的電感量是隨著(zhù)信號的頻率變化的,在某個(gè)頻率點(diǎn),阻抗才會(huì )達到*大。在選型時(shí),應該查看其頻率電感特性曲線(xiàn)。
電感量越大,其諧振頻率越低。也就是說(shuō),其分布電容諧振在這個(gè)頻率點(diǎn)對交流的直通作用,抵消了電感的阻抗。
如果我們還要對抑制頻率進(jìn)一步提高,那么我們*后選用的電感線(xiàn)圈就只好是它的*小極限值,只有1圈或不到1圈了。磁珠,即穿心電感,就是一個(gè)匝數小于1圈的電感線(xiàn)圈。但穿心電感比單圈電感線(xiàn)圈的分布電容小好幾倍到幾十倍,因此,磁珠比單圈電感線(xiàn)圈的工作頻率更高。
磁珠
磁珠是鐵氧體材料,高頻流過(guò)時(shí),由于高感抗,轉化成熱能,低頻信號可以經(jīng)過(guò)。與普通電感相比,具有更好的高頻抑制效果。
磁珠廣泛應用在電源、信號線(xiàn)路上,可以抑制靜電脈沖等。磁珠的單位是歐姆,可以在datasheet上查看頻率阻抗特性曲線(xiàn)圖,比如100MHz的頻率下,阻抗位1000歐姆,通常選用600歐姆阻抗以上的。另外,需要降額80%使用,另外,用在電源線(xiàn)路上,應考慮直流阻抗產(chǎn)生的壓降。
一般磁環(huán)居里溫度110℃,達到這一溫度以后立刻失去磁性,有如空氣介質(zhì)一般;恢復室溫以后,磁性能發(fā)生了長(cháng)久性改變,磁導率降低了10%。所以,在大功率電路中應用時(shí),應該考慮這種可能出現的溫度環(huán)境,放置器件失效。
濾波電容
濾波電容在高頻應用時(shí),應考慮其諧振(同物理意義上的共振)。對于高頻噪聲提供一個(gè)旁路,流通到地。
普通陶瓷電容的電容量會(huì )隨著(zhù)溫度的變化而變化,但穿心電容更接近理想電容,在數百兆Hz~1GHz,具有很好的旁路作用。穿心電容怕高溫和溫度沖擊,所以在焊接時(shí),容易造成損壞。另外,穿心電容是三端電容:入、出、地。
5、EMC設計如何在設計過(guò)程的各階段開(kāi)展?
電路設計(包括器件選型)、軟件設計、線(xiàn)路板設計、屏蔽結構、信號線(xiàn)電源線(xiàn)濾波、電路接地方式。
Tips:電磁兼容領(lǐng)域,要描述的幅度和頻率范圍都很寬,在圖形上用對數坐標更容易表示,而 dB 就是用對數表示。
對于功率,dB=10log(),對于電壓和電流,dB=20log()。
例如:X = 100000 = 10*log(10^5) = 50 dB X = 0.000000000000001 = 10*log(10^-15) = -150 dB 減法:10dB-5dB,實(shí)際就是兩個(gè)數值的相除,例如信噪比。
如何設計好EMC:
設計人員的水平
公司EMC設計規范
公司EMC負責人
在設計前期解決EMC問(wèn)題
系統流程法(System Flow Method)
系統流程法,即主要在研發(fā)流程中融入 EMC 設計理念,在產(chǎn)品設計的各個(gè)階段進(jìn)行 EMC 設計控制,把可能出現的 EMC 問(wèn)題在研發(fā)前期進(jìn)行考慮;設計過(guò)程中主要
從產(chǎn)品的電路(原理圖、PCB 設計),結構與電纜,電源模塊,接地等方面系統考慮 EMC 問(wèn)題,針對可能出現 EMC 問(wèn)題進(jìn)行前期充分考慮,從而確保產(chǎn)品樣品出來(lái)后能夠一次性通過(guò)測試與認證!
產(chǎn)品總體方案設計
產(chǎn)品詳細方案設計
產(chǎn)品原理圖設計
產(chǎn)品PCB設計
產(chǎn)品結構設計
產(chǎn)品初樣試裝
產(chǎn)品EMC摸底驗證
產(chǎn)品認證
設計Tips
1、設計階段進(jìn)行EMC設計,成本和效果是*好的。
2、高頻電流環(huán)路面積越大,EMI越嚴重。高頻信號電流流經(jīng)電感*小路徑。當頻率較高時(shí),一般走線(xiàn)電抗大于電阻,連線(xiàn)對高頻信號就是電感,串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的,*惡劣的情況就是開(kāi)路之天線(xiàn)形式。對應處理方法就是減少、減短連線(xiàn),減小高頻電流回路面積,盡量消除任何非正常工作需要的天線(xiàn),如不連續的布線(xiàn)或有天線(xiàn)效應之元器件過(guò)長(cháng)的插腳。
3、環(huán)路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴重,電磁輻射場(chǎng)強隨電流頻率f的平方成正比增大。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的*重要途徑之二,就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f,即減小騷擾電磁波的頻率f。