电磁兼容性(EMC)讲课基本内容(第二讲)课件

电磁兼容（EMC）技术讲座CombaTELECOMSYSTEMS电磁兼容性（EMC）讲课基本内容第二讲EMC设计、工艺技术基本要点和问题处理流程电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点1.系统/设备方案设计1)确认需要满足的电磁兼容技术标准；2)采用通过安规和EMC认证的模块电源；3)选定箱体结构形式：19”标准机柜U型单元、铝压铸机箱、铝型材机箱，尽可能不采用板金装配结构机箱；4)电路中尽量避免使用高速脉冲信号，对干扰源电路，高敏感电路采用特殊的隔离措施，如局部屏蔽，滤波等；必要时，可以使用隔离变压器，光耦合器件、电容耦合和继电器隔离措施，把可能引入或引出的共模干扰或危险电压隔离在敏感电路或安全电路之外。5)尽量使用大规模集成电路和贴装元器件，减少插孔元器件，以便提高抗扰能力和减小干扰发射；6)对射频端口、电源端口采取有效的防护措施，如串联正温度系数热敏电阻，并联放电管（避雷器）、压敏电阻等；屏蔽、滤波、接地三大要素电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点2.结构设计和安装1)首先确定屏蔽箱体的材料，如果没有低频（1KHz以下）磁场的屏蔽要求，可选用钢、铝、铜；如果有，应采用高导磁率的材料，如坡莫合金；2)机箱上需要低阻抗搭接的部位（如屏蔽体的接缝，静电放电电路的路径，滤波器的接地，系统公共地线等），对于永久性连接，最好是焊接，对于长缝隙要连续焊接；对于非永久性搭接，应采用电磁密封衬垫，并保证表面的导电性能，如机箱盖；3)对于恶劣环境（如潮湿、盐雾、尘埃等）应采用环境密封措施（按GB4208《外壳防护等级》即IP代码，如IP65、IP68等级）；4)电源滤波器安装时接地良好，外壳应直接搭接在金属机箱上。电源进线尽量短，采用双芯屏蔽电缆，屏蔽层要可靠接地，避免输入输出端空中耦合（把滤波器旁路了）。5)机箱上的缝隙或孔尽量远离辐射源（如电缆、连接器、线路板等）或敏感电路，不能有任何金属物体直接穿过机箱；6)如果避免不了通风口、显示窗口，则应采用电磁密封衬垫；7）机箱内模块布局合理，按信号的传输流程依次排列，上一个模块的输出端口紧靠下一个模块的输入端口，尽可能缩短之间的连接电缆；8)箱体上必须有可靠的接地装置，并有正确的标识，接地电阻≤0.1Ω。电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点3.电路与PCB设计1)综合考虑EMC要求和成本，尽量采用多层线路板，设置一层地线面，将不同性质的电路分别布置在线路板的不同区域，使干扰电路与敏感电路远离；2)不同区域、不同性质的电路用不同的地线和电源，如DC26V、5V、9V、12V，进入工作电路之前应加去耦电路或分配电路；3)对于多层板，要使高速信号，高敏感信号与地线层相邻布置，对于多层板，不同区域的地线面边缘要满足20H法则（即地线面的边沿要比电源层或信号线层的边沿外延出20Ｈ，Ｈ是地线面与信号线层之间的高度）。4)充分考虑器件在线路板上的位置和方向，引出线尽可能短，不要来回兜圈。5)对于多层板专门设置的地线面、电源面，要保证它们的完整性。需避免地线面上有长缝隙（不包括为了分割不同地线而有意设置的缝隙），如果有长缝隙，不能有信号线穿过。6)信号的回路面积尽量小，在关键信号线（高频或敏感的信号）的临近设置回流线（信号地线）。对于多层板，信号层必须邻近地平面层或电源平面层布放。7)如果采用双层板，必须设置地线网格（A面打上横线，B面打上坚线，通过金属化过孔连接起来，作为地线使用）。8)高速脉冲信号线要尽量短，并且不要换层布线，拐角不要小于90度，以避免阻抗发生突变，造成信号反射；高速脉冲电路尽量远离I/O端口，防止高频信号耦合到电缆上，借助电缆产生共模辐射。电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点3.电路与PCB设计9)在I/O区域将传输地与机壳以非常低的阻抗连接起来，I/O接口上使用独立的地线，这块独立的地线与线路板上的其它部分地线仅通过一点连接，这块地专门为滤波和屏蔽层提供干净地。10)安装在线路板上的I/O接口滤波器，要尽量靠近电缆进出口，使滤波器与电缆连接器之间的连线最短。11)输入端口和输出端口要分别设置在PCB的左、右侧或上、下侧。12)接口电路应采用敏感度为3级（静电损伤阈值＞4000V）或不敏感的元器件；如果不能满足上述条件，则应输入输出接口电路上采取保护措施，设置串联电阻、分流器、箱位器件、TVS等保护器件，这些保护器应紧靠相应的连接器。13)对于NMOS、CMOS等静电敏感器件，禁止布放在单板的边缘区域。CMOS器件有不用的输入端引线不允许悬空。14)相互之间具有很多互连线的元器件应尽可能彼此靠近。I/O器件和I/O连接器应尽量接近。安装在PCB上具有金属外壳的元器件，其金属外壳必须就近可靠接地，或是保护地，或是信号传输地，优先考虑保护地。

电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点5.附件（供参考）1)电源线上干扰的类型电源线上的干扰电流按照其流动路径可以分为两类，一类是差模干扰电流，另一类是共模干扰电流。差模干扰电流是在火线和零线之间流动的干扰电流，共模干扰电流是在火线、零线与大地（基其它参考物体）之间流动的干扰电流，如图1、图2所示。由于这两种干扰的抑制方式不同，因此正确辨认干扰的类型是实施正确滤波方法的前提。电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点5.附件2)电源线滤波器的基本原理

图3电源线滤波器的基本电路电磁兼容性（EMC）讲课基本内容1.设计、工艺技术基本要点电源线滤波器是由电感和电容组成的低通滤波，它允许直流或50Hz的电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此电源线滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。滤波器的基本电路如图3所示。图3中，C1\C2是滤除共模干扰用的电容，一般称为Y电容；而C3\C4的作用是滤除差模干扰信号，一般称为X电容；L是电感线，一般绕制成共模扼流圈的形式。共模扼流圈的绕法如图所示，从图4中可以看出，当负载电流流过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上的线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。因此即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。而对于共摸干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会有较大的电感，从而起到衰减干扰信号的作用。图3中的地线一般是金属机箱，当设备的机箱不是金属材料时，滤波器的地线一般与安全地相连，但由于安全地的阻抗很大，滤波器对共模干扰的衰减效果将大大降低。电磁兼容性（EMC）讲课基本内容2.EMC问题处理流程常见电磁兼容问题在用电缆的问题电源线安装电源线滤波器有滤波器ACABAB机箱辐射骚扰过强机箱辐射抚扰度过低电源传导骚扰过强传导抚扰度过低电路模块之间相互干扰拔掉设备工作时不必要的电缆电缆传导问题有所改善无改善无改善电缆问题机箱问题信号线检查电源线滤波器没有滤波器干扰通过空间耦合进入机箱，对电路造成干扰对模块进行屏蔽、隔离，互联导线经过滤波或屏蔽隔离两个模块的地线和电源线，单点接地，分别供电，加强去耦干扰通过电缆耦合通过机箱薄弱环节耦合电源线信号线电磁兼容性（EMC）讲课基本内容2.EMC问题处