《EMI安规详解》课件

EMI安规详解本课件将深入探讨EMI安规，涵盖基本概念、测试标准、设计指南、常见问题及解决方案等方面。DH投稿人：DingJunHongEMI基本知识1电磁干扰EMI是指电磁能量在不受欢迎的时间和地点传播，对电路或系统造成不良影响。2电磁兼容性EMC是指电子设备或系统能够在电磁环境中正常运行，且不会对其他设备造成电磁干扰的能力。3频率范围EMI涵盖各种频率，从低频（例如电源线）到高频（例如无线信号）。4干扰类型EMI可分为两种类型：传导干扰和辐射干扰。EMI产生的原因电子元件工作原理电子元件工作时，电流快速变化会产生电磁场。电磁波辐射电磁场以电磁波的形式向周围空间传播。干扰其他设备辐射的电磁波可能影响附近设备的正常工作。元器件之间的耦合电路板上的元器件之间，通过电磁场相互影响，产生干扰。EMI的危害干扰无线通信EMI会导致无线通信设备接收不到信号，影响手机信号、WIFI连接等。电子设备故障EMI会导致电子设备工作不稳定，甚至造成设备损坏。数据丢失EMI可能导致数据传输错误，造成数据丢失或损坏。安全隐患EMI可能影响医疗设备、交通工具等安全设备正常工作，存在安全隐患。EMI的分类传导EMI传导EMI通过导体传播，如电源线、信号线。传导EMI产生于电路中的电流变化，如开关、电机。辐射EMI辐射EMI通过电磁波传播，如无线电波、微波。辐射EMI产生于电路中的电磁场变化，如天线、电容。EMI噪声源的识别1开关电源开关电源是常见的EMI噪声源，由于其快速开关操作，会产生高频电磁干扰。2数字电路数字电路中的时钟信号和逻辑操作也会产生电磁干扰，特别是高速数字电路。3射频电路射频电路工作在高频范围，其信号传输和处理过程更容易产生电磁干扰。4电机和马达电机和马达在运行过程中会产生电磁干扰，特别是旋转电机和马达。5电缆和连接器电缆和连接器是电磁干扰的传播途径，特别是长电缆和高频信号连接器。电子电路EMI抗扰度设计电子电路EMI抗扰度设计是确保电路正常工作，不受外部电磁干扰影响的关键环节。1抗扰度评估评估电路对不同频率和强度电磁干扰的承受能力。2电路设计采用抗干扰电路设计技术，例如滤波器、屏蔽等。3元器件选择选择低辐射、抗干扰能力强的元器件。4PCB布局合理布局电路板，减少敏感电路间的耦合。电源端EMI抑制1电源滤波电源滤波器抑制高频噪声。2电源去耦去耦电容抑制快速电流变化。3共模抑制共模扼流圈抑制共模噪声。4电源整流整流电路将交流电转换为直流电。电源端是EMI噪声的主要来源之一，因此在设计过程中需要采取有效的措施进行抑制。信号线EMI抑制信号线屏蔽使用屏蔽线可以有效地减少信号线上的辐射。屏蔽线通常使用金属编织或金属箔作为屏蔽层，可以将信号线上的电磁场限制在屏蔽层内部。信号线滤波在信号线上添加滤波器可以消除高频噪声，从而降低信号线的辐射。信号线布局合理的信号线布局可以减少信号线之间的串扰，从而降低EMI。信号线长度信号线长度越短，辐射越小。因此，在设计中应尽可能缩短信号线长度。信号线走线信号线走线应尽量远离电源线和地线，以减少串扰。PCB布线EMI抑制PCB布线是影响EMI的关键因素之一，合理的布线设计可以有效抑制EMI辐射。1信号线和电源线分离不同信号线和电源线保持一定间距。2短线和直线布线减少信号线和电源线长度，避免过长线形成天线。3合理层级分配将高速信号线放置在内层，减少辐射影响。4地线处理使用多层地线，形成封闭回路，降低辐射。除了以上措施，还需要注意走线距离、信号线的走向以及过孔的使用等细节。屏蔽技术EMI抑制1屏蔽箱屏蔽箱是一种常见的EMI抑制方法，它可以有效地减少电子设备辐射的电磁干扰。金属屏蔽箱可以有效地阻挡电磁波的传播。屏蔽箱的材料、尺寸和形状会影响其屏蔽效果。2金属屏蔽罩金属屏蔽罩可以有效地阻挡电磁波的传播，降低电磁干扰。屏蔽罩可以覆盖在敏感的电子元件上，以保护它们免受电磁干扰。屏蔽罩的材料、尺寸和形状会影响其屏蔽效果。3导电材料导电材料可以有效地吸收和衰减电磁波，降低电磁干扰。导电材料可以作为屏蔽层的材料，例如导电涂层、导电布料等。导电材料的电阻率、厚度和形状会影响其屏蔽效果。EMI测试方法传导测试测试设备与电源线之间的电磁干扰，通常使用LISN（线路阻抗稳定网络）进行测量。辐射测试测试设备在工作时产生的电磁辐射强度，通常使用屏蔽室和接收天线进行测量。抗扰度测试测试设备在受到外部电磁干扰时的抗干扰能力，通过模拟真实环境的电磁环境进行。EMI预认证标准11.标准制定预认证标准由专业机构制定，例如FCC、CE等。22.测试要求定义了测试方法、测试环境、限值等关键参数。33.预认证测试在产品正式上市前，进行预认证测试，验证产品是否符合标准。44.认证证书通过预认证测试的产品可以获得认证证书，证明产品符合标准。EMC/EMI国际标准IEC61000-4系列标准IEC61000-4系列标准涵盖了各种电磁兼容测试方法，用于评估产品对电磁干扰的抗扰度和辐射。CISPR标准系列CISPR标准系列规定了无线电干扰限值，旨在减少电子设备对无线电通信的干扰，确保无线电环境的正常运作。FCCPart15标准FCCPart15标准规定了美国市场上电子设备的电磁兼容要求，涵盖了辐射干扰和传导干扰限值。CE认证CE认证标志着产品符合欧盟的电磁兼容指令，确保产品在欧盟市场上的合法销售和使用。IEC61000-4系列标准介绍IEC61000-4系列标准IEC61000-4系列标准针对电磁兼容性（EMC）进行测试，评估电子设备在电磁环境中的抗扰度和发射性能。抗扰度测试包括静电放电（ESD）、电快速瞬变/脉冲群（EFT/Burst）、电压跌落/中断（Dip/Interruption）、射频电磁场（RF）、谐波电流、闪烁等。抗扰度测试测试方法和测试条件由标准中定义，旨在模拟真实的电磁环境，评估设备对电磁干扰的承受能力。应用范围广泛适用于各种电子设备，如家用电器、信息技术设备、工业设备等，确保其在电磁环境中正常运行。CISPR标准系列简介CISPR标准概述CISPR是国际无线电干扰特别委员会的简称，该组织主要负责制定电磁兼容性（EMC）标准。国际标准化CISPR标准被广泛应用于世界各地，为电子产品设计和生产提供统一的标准规范。电磁兼容性CISPR标准旨在确保电子产品在工作时不会产生过多的电磁干扰，也不会受到其他设备干扰。标准分类CISPR标准分为多个系列，涵盖了不同类型的电子设备和应用领域。CQC/3C强制性EMC认证CQC认证中国质量认证中心颁发的认证，证明产品符合中国相关标准。3C认证中国强制性产品认证，强制性要求电子电器产品符合中国相关标准。CE认证EMI要求CE标志CE标志是产品符合欧盟安全、健康、环境等相关指令的要求，表示产品已通过相关检测和认证。EMC指令CE认证中，EMI要求主要依据EMC指令，包含了产品对电磁干扰的辐射和抗扰度要求。测试认证产品需通过EMC测试，证明其符合相关标准，并由认证机构颁发CE认证证书。技术文档CE认证还要求企业提供技术文档，包含产品说明、测试报告等，证明产品符合相关要求。FCCPart15B类EMI标准频段要求FCCPart15B类标准规定了非有意辐射设备的EMI限值，适用于各种数字设备，例如计算机、打印机和手机。测试方法测试方法包括传导发射测试和辐射发射测试，用于评估设备产生的电磁干扰。合规性要求设备需要满足FCCPart15B类标准规定的EMI限值才能获得认证，确保其不会对其他电子设备造成干扰。UL60950-1标准EMI要求UL60950-1标准UL60950-1是信息技术设备安全标准，规定了信息技术设备的EMI要求，包括传导和辐射EMI。EMI测试方法测试方法包括传导发射测试和辐射发射测试，以确定设备是否符合标准。EMI抑制设计产品设计应考虑EMI抑制措施，例如滤波器、屏蔽和接地，以满足标准要求。EN55032标准EMI限值11.频率范围EN55032标准规定了不同频段的EMI限值，涵盖了从150kHz到30MHz的范围。22.限值类型EN55032标准定义了两种类型的限值：传导发射限值和辐射发射限值，分别针对设备的电源线和天线辐射的电磁干扰。33.类别划分EN55032标准根据设备的使用环境和用途，将产品分为B类和A类，B类用于住宅环境，A类用于工业环境。44.限值差异EN55032标准中A类和B类产品的EMI限值存在差异，A类产品的限值更严格，要求更低的电磁干扰。电子电器产品EMI治理策略预防性设计从设计阶段开始，实施EMI抑制措施。选择合适的元器件，进行合理布局布线，并采用屏蔽技术。测试与验证在产品开发过程中，进行EMI测试，并根据测试结果进行改进，确保产品符合相关标准。持续改进不断优化产品设计和制造工艺，降低EMI辐射，提高产品可靠性和安全性。专业咨询寻求专业机构的帮助，获得专业的EMI设计指导和测试服务，提升产品EMC性能。PCBEMI抑制设计实践1合理布线减少信号线长度2分层布线隔离干扰源和敏感电路3阻抗匹配控制信号传输速率4去耦电容抑制高频噪声PCB布线是EMI抑制的关键。合理的布线可以有效降低信号线辐射，减少干扰。分层布线将敏感电路与干扰源隔离，有效降低EMI影响。信号线阻抗匹配控制信号传输速率，减少反射和辐射。去耦电容为高频信号提供低阻抗路径，抑制噪声。电源端EMI抑制设计实践滤波器设计电源端EMI抑制设计实践中，滤波器是最基础也是最常见的方案。选择合适的滤波器类型和参数，能够有效抑制电源线路上的高频噪声。电容选择电容是滤波器中不可或缺的组件，其容量、耐压、频率特性等参数直接影响滤波效果。需要根据具体应用场景和频率特性选择合适的电容。磁珠应用磁珠是一种常用的EMI抑制器件，可以有效抑制高频噪声。选择合适的磁珠类型和参数，能够有效提高抗干扰能力。电源线布局合理的电源线布局可以减少辐射噪声。电源线尽量远离敏感电路，并保持线间距离，减少相互干扰。接地设计良好的接地设计可以有效降低干扰，提高抗干扰能力。需要确保电源端接地良好，并进行合理布局，避免接地回路的干扰。信号线EMI抑制设计实践1信号线屏蔽使用屏蔽线或编织屏蔽网覆盖信号线，阻挡电磁波传播。2信号线长度控制信号线越短，辐射的电磁波越弱。3信号线走线规划信号线与电源线、地线分开走线，避免干扰。4信号线滤波在信号线两端加装滤波器，阻挡高频噪声信号。信号线是电子设备中容易产生EMI的重要因素。信号线EMI抑制设计需要综合考虑多种因素。通过合理设计，可以有效降低信号线带来的电磁干扰。屏蔽设计EMI抑制实践1屏蔽材料选择选择合适的屏蔽材料，例如金属板材、金属网、导电涂层，以实现有效的电磁屏蔽效果。2屏蔽结构设计根据器件或电路板的尺寸、形状和EMI辐射特征，设计有效的屏蔽结构，例如屏蔽盒、屏蔽罩、屏蔽室等。3屏蔽接地处理将屏蔽层接地，并确保屏蔽层和电路板的接地连接良好，形成完整回路，降低电磁干扰。EMI测试方法及注意事项EMI测试步骤EMI测试通常涉及一系列步骤，从预测试到最终认证。预测试：帮助确定潜在问题并提供改进方向。正式测试：在专业实验室进行，严格按照标准进行。认证测试：测试结果符合标准要求，才能获得认证。注意事项进行EMI测试时需注意以下几点。测试环境：EMI测试需要在符合标准要求的实验室进行。测试设备：使用经过校准的测试设备和仪器。测试方法：选择与产品类型和测试标准相匹配的测试方法。测试结果分析测试结果分析需要专业的技术人员进行。识别问题：找出导致EMI问题的关键因素。改进设计：根据测试结果，优化产品设计和布局。验证效果：重新测试，确保改进措施有效。EMI预认证测试实践1测试准备确认产品测试标准，准备测试设备。2测试执行按标准要求执行测试，记录测试结果。3数据分析分析测试结果，查找EMI问题。4整改优化针对问题进行整改，再次测试验证。预