电磁兼容的设计基础ppt课件

1、1/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 基本电磁兼容设计的方法一般有三种：基本电磁兼容设计的方法一般有三种： 问题解决法问题解决法: 发现产品在检测中出现问题后进行改进。发现产品在检测中出现问题后进行改进。 问题解决法是过去应用较多的方法。它就是在发现产问题解决法是过去应用较多的方法。它就是在发现产品在检测中出现问题后进行改进。这种方法虽然具有品在检测中出现问题后进行改进。这种方法虽然具有针对性，但很可能导致成本上升，并影响产品及早上针对性，但很可能导致成本上升，并影响产品及早上市。市。 规范法规范法: 在产品开发阶段就按照有关电磁兼容标准规范在产品开发

2、阶段就按照有关电磁兼容标准规范的要求进行设计，使产品可能出现的问题得到早期解的要求进行设计，使产品可能出现的问题得到早期解决。决。电磁兼容设计方法电磁兼容设计方法2/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 系统法：系统法： 在产品的初始设计阶段对产品的每一个可在产品的初始设计阶段对产品的每一个可能影响产品电磁兼容性的元器件、模块及线路建能影响产品电磁兼容性的元器件、模块及线路建立数学模型，利用辅助设计工具对其电磁兼容性立数学模型，利用辅助设计工具对其电磁兼容性进行分析预测和控制分配，从而为整个产品的满进行分析预测和控制分配，从而为整个产品的满足要求打下良好基

3、础。足要求打下良好基础。 无论是规范法或是系统法设计，其有效性无论是规范法或是系统法设计，其有效性都应是以最后产品或系统的实际运行情况或检验都应是以最后产品或系统的实际运行情况或检验结果为准则，必要时还是需要结合问题解决法才结果为准则，必要时还是需要结合问题解决法才能完成设计目标能完成设计目标3/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 电磁兼容设计的费效比电磁兼容设计的费效比 产品阶段与措施、成本关系产品阶段与措施、成本关系4/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 n该图横轴为产品生产过程的各个阶段；该图横轴为产品生产过

4、程的各个阶段；n纵轴为对该产品解决电磁兼容问题所需的费用，即所需的人力纵轴为对该产品解决电磁兼容问题所需的费用，即所需的人力物力。物力。n由该图可见，如果在产品开发阶段解决电磁兼容问题所需费用由该图可见，如果在产品开发阶段解决电磁兼容问题所需费用为为1；n如到型号研制阶段，可能需要如到型号研制阶段，可能需要10；n到批量生产时再解决需要的费用可能达到到批量生产时再解决需要的费用可能达到100。n而如果批量生产时尚未发现或尚未能解决电磁兼容问题，则到而如果批量生产时尚未发现或尚未能解决电磁兼容问题，则到现场安装调试阶段再解决，费用将可能高达千倍。现场安装调试阶段再解决，费用将可能高达千倍。n由此

5、可见，对于一个产品或一个系统，尽早解决电磁兼容问题由此可见，对于一个产品或一个系统，尽早解决电磁兼容问题是十分必要的。是十分必要的。5/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 电磁兼容设计一般要求电磁兼容设计一般要求电磁兼容设计的内容包括：电磁兼容设计的内容包括：分析设备或系统所处的电磁环境和要求，正确选择设计的主攻分析设备或系统所处的电磁环境和要求，正确选择设计的主攻方向；方向； 精心选择产品所使用的频率；精心选择产品所使用的频率； 制定电磁兼容性要求和控制计划；制定电磁兼容性要求和控制计划； 对元器件、模块、电路采取合理的干扰抑制和防护技术。对元器件、模

6、块、电路采取合理的干扰抑制和防护技术。电磁兼容设计的主要参数有：电磁兼容设计的主要参数有：限额值限额值安全裕度安全裕度费效比费效比6/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 抑制电磁骚扰源抑制电磁骚扰源 针对形成电磁干扰三要素，可以从以下几个方面努力：针对形成电磁干扰三要素，可以从以下几个方面努力： 抑制电磁骚扰源抑制电磁骚扰源 抑制干扰耦合抑制干扰耦合 提高敏感设备的抗扰能力提高敏感设备的抗扰能力7/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 抑制电磁骚扰源抑制电磁骚扰源l 尽量去掉对设备或系统工作用处不大的潜在电磁骚扰源，

7、减少骚尽量去掉对设备或系统工作用处不大的潜在电磁骚扰源，减少骚扰源的个数；扰源的个数；l 恰当选择元器件和线路的工作模式，尽量使设备工作在特性曲线的恰当选择元器件和线路的工作模式，尽量使设备工作在特性曲线的线性区域，以使谐波成份降低；线性区域，以使谐波成份降低；l 对有用的电磁发射或信号输出也要进行功率限制和频带控制；对有用的电磁发射或信号输出也要进行功率限制和频带控制；l 合理选择电磁波发射天线的类型和高度，不盲目追求覆盖面积和信合理选择电磁波发射天线的类型和高度，不盲目追求覆盖面积和信号强度；号强度；l 合理选择电磁脉冲形状，不盲目追求上升时间和幅度；合理选择电磁脉冲形状，不盲目追求上升时

8、间和幅度；l 控制产生电弧放电和电火花，宜选用工作电平低的或有触点保护的控制产生电弧放电和电火花，宜选用工作电平低的或有触点保护的开关或继电器，宜选用加工精密的直流电机；开关或继电器，宜选用加工精密的直流电机；l 应用良好接地技术来抑制接地干扰、地环路干扰并抑制高频噪声。应用良好接地技术来抑制接地干扰、地环路干扰并抑制高频噪声。8/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 抑制干扰耦合抑制干扰耦合l 把携带电磁噪声的元件和导线与连接敏感元件或电磁骚扰特性把携带电磁噪声的元件和导线与连接敏感元件或电磁骚扰特性测量端口、界面隔离；测量端口、界面隔离；l 缩短干扰耦

9、合路径的长度，宜使导线尽量短，必要时使用屏蔽线缩短干扰耦合路径的长度，宜使导线尽量短，必要时使用屏蔽线或加屏蔽套；或加屏蔽套；l 注意布线和结构件的天线效应注意布线和结构件的天线效应;l 对通过电场耦合的辐射，尽量减少电路的阻抗对通过电场耦合的辐射，尽量减少电路的阻抗;l 而对通过磁场耦合的辐射，则尽量增加电路的阻抗；而对通过磁场耦合的辐射，则尽量增加电路的阻抗；l 应用屏蔽等技术隔离或减少辐射途径的电磁骚扰；应用屏蔽等技术隔离或减少辐射途径的电磁骚扰；l 应用滤波器、脉冲吸收器、隔离变压器和光电耦合器等滤除或减应用滤波器、脉冲吸收器、隔离变压器和光电耦合器等滤除或减少传导途径的电磁骚扰。少传

10、导途径的电磁骚扰。9/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 提高敏感设备的抗扰能力提高敏感设备的抗扰能力l 对于骚扰源的各种电磁防护措施，一般也同样适用于敏感设备；对于骚扰源的各种电磁防护措施，一般也同样适用于敏感设备；l 可以采用滤波、脉冲吸收、内部屏蔽、隔离技术、内部去耦电可以采用滤波、脉冲吸收、内部屏蔽、隔离技术、内部去耦电路及线路和结构的合理布局等来抑制电磁干扰；路及线路和结构的合理布局等来抑制电磁干扰；l 在设计中尽量少用低电平器件；在设计中尽量少用低电平器件；l 不盲目选择高速器件；不盲目选择高速器件；l 去掉那些不十分需要的敏感部件；去掉那些

11、不十分需要的敏感部件；l 适当控制输入灵敏度。适当控制输入灵敏度。10/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 11/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 电磁兼容设计一般原则一）电磁兼容设计一般原则一）一般保证设备电磁兼容的技术方法为：一般保证设备电磁兼容的技术方法为： 在设计阶段选择合理的元器件在设计阶段选择合理的元器件 优化线路和结构布局优化线路和结构布局 采用接地、屏蔽、滤波等技术，降低所产生的干扰电平，增采用接地、屏蔽、滤波等技术，降低所产生的干扰电平，增加干扰在传播途径上的衰减。加干扰在传播途径上的衰减。12

12、/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 电磁兼容设计一般原则二）电磁兼容设计一般原则二） 接地：接地： 接地属于线路设计的范畴，对产品电磁兼容性有着接地属于线路设计的范畴，对产品电磁兼容性有着至关重要的意义。至关重要的意义。 合理的接地是最经济有效的电磁兼合理的接地是最经济有效的电磁兼容设计技术。容设计技术。屏蔽：屏蔽：屏蔽措施经常要与滤波和接地共同使用屏蔽措施经常要与滤波和接地共同使用屏蔽可理解为隔离的一种方法但隔离包括内容更为屏蔽可理解为隔离的一种方法但隔离包括内容更为广泛）广泛）屏蔽是抑制辐射干扰的有效办法屏蔽是抑制辐射干扰的有效办法 滤波：滤波：

13、是抑制传导干扰最直接有效的办法。是抑制传导干扰最直接有效的办法。 由于良好的滤波抑制了干扰源的泄漏，所以也利于解由于良好的滤波抑制了干扰源的泄漏，所以也利于解决辐射干扰方面的问题。决辐射干扰方面的问题。13/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 一般设计顺序一般设计顺序u功能性设计功能性设计u 在方案已经确定的功能电路中，检验电磁兼容指标能否满在方案已经确定的功能电路中，检验电磁兼容指标能否满足标准要求，此时若不满足要求主要靠修改参数来达到要求，足标准要求，此时若不满足要求主要靠修改参数来达到要求，包括修改发射功率、工作频率、接收机灵敏度，重新选择元器包括

14、修改发射功率、工作频率、接收机灵敏度，重新选择元器件等手段实现。件等手段实现。u防护性设计防护性设计u 包括滤波、屏蔽、接地与搭接的设计，还包括时间、空包括滤波、屏蔽、接地与搭接的设计，还包括时间、空间隔离和频率回避等技术措施。间隔离和频率回避等技术措施。u 布局性设计布局性设计u 包括对整体布局的检验，电缆布线和分配，孔缝的位置包括对整体布局的检验，电缆布线和分配，孔缝的位置检验和调整，组件和印制板布局方位的检验和调整等。检验和调整，组件和印制板布局方位的检验和调整等。14/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 电磁兼容控制策略与控制技术电磁兼容控制策略

15、与控制技术电磁兼容控制策略与控制技术方案可分为如下几类：电磁兼容控制策略与控制技术方案可分为如下几类：传输通道抑制：传输通道抑制： 具体方法有滤波、屏蔽、搭接、接地、布线。具体方法有滤波、屏蔽、搭接、接地、布线。空间分离空间分离 地点位置控制、自然地形隔离、方位角控制、电场矢量方向地点位置控制、自然地形隔离、方位角控制、电场矢量方向控制。控制。时间分隔时间分隔 时间共用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分时间共用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔。隔。频率管理频率管理 频率管制、滤波、频率调制、数字传输、光电转换。频率管制、滤波、频率调制、数字传输、光电转换。电气隔离电气隔

16、离 变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换。变换。15/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 电磁兼容性补救措施电磁兼容性补救措施 某些系统设计制造过程中，难免出现一些电磁干扰的因某些系统设计制造过程中，难免出现一些电磁干扰的因素。我们发现问题后，还可以作一些补救。素。我们发现问题后，还可以作一些补救。 如：如：在屏蔽体的装配面处涂导电胶在屏蔽体的装配面处涂导电胶 在装配面处加导电衬垫在装配面处加导电衬垫 导电衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的导电衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属软金属(铜、铅等铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳状簧片接触指状物等。状簧片接触指状物等。采用导电金属胶带采用导电金属胶带适当调整设备电缆走向和排列适当调整设备电缆走向和排列16/18中国赛宝实验室中国赛宝实验室 工信部电子第五研究所工信部电子第五研究所 在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器EMI对重要器件进行屏蔽、隔离处理，如加装接地良好的金属隔离对重要器件进行屏蔽、隔离处理，如加装接地良好的金属隔离板或小的屏蔽罩等。板或小的屏蔽罩等。加强接地的机械性能，降低接地电阻，同时对于设备整体要有加