《电磁兼容性基础》课件

电磁兼容性基础本课件将介绍电磁兼容性的基础知识，涵盖电磁环境、电磁干扰源、电磁耦合机理、抗扰等级、屏蔽原理、滤波器设计、接地和接地系统、电磁兼容性设计、电磁兼容性测试等方面。电磁兼容性概述定义指电子设备或系统在电磁环境中正常工作的能力，而不会对该环境中的其他设备产生不可接受的干扰。重要性确保电子设备和系统在复杂电磁环境中正常运行，避免干扰其他设备，保障用户安全和系统稳定性。电磁环境自然源太阳辐射、雷电、大气噪声等。人造源无线电广播、移动通信、工业设备、电力线、家用电器等。电磁干扰源辐射源如无线电发射机、雷达设备、微波炉等。传导源如开关电源、电机、变压器、电气设备的接线等。电磁耦合机理电容耦合通过电场产生的耦合，常见于高频电路。电感耦合通过磁场产生的耦合，常见于低频电路。传导耦合通过导线或公共阻抗产生的耦合，常见于电源线和接地线。电磁抗扰等级抗扰度指设备或系统抵抗电磁干扰的能力，通常以干扰信号的强度或电压等级表示。抗辐射度指设备或系统抵抗电磁辐射干扰的能力。抗传导度指设备或系统抵抗电磁传导干扰的能力。电磁辐射和传导1辐射电磁波在空间传播，如无线电波、微波等。2传导电磁信号通过导线或电路传播，如电源线、接地线等。抗扰性能标准IEC国际电工委员会CISPR国际无线电干扰特别委员会EN欧洲标准FCC美国联邦通信委员会屏蔽原理1法拉第笼利用金属屏蔽层阻挡电磁波穿透2导电材料金属网、金属板、导电涂层等3吸波材料吸收电磁能量，减少反射屏蔽材料1金属材料铜、铝、钢等2导电塑料碳纤维、导电聚合物等3吸波材料铁氧体、碳材料等滤波器设计1低通滤波器阻挡高频信号，允许低频信号通过2高通滤波器阻挡低频信号，允许高频信号通过3带通滤波器允许特定频段信号通过，阻挡其他频段信号4带阻滤波器阻挡特定频段信号，允许其他频段信号通过接地和接地系统接地将电路或设备的金属外壳与大地连接，提供一条低阻抗路径，使干扰电流流向大地。接地系统由接地线、接地体、接地网等组成的系统，用于确保接地的有效性。电缆和接线电缆选择选择合适的电缆类型，如屏蔽电缆、双绞线等，减少电磁干扰。接线方式采用正确的接线方式，如短路线、平行走线等，减少耦合。接地与接地网1功能接地连接设备或系统的外壳，确保安全和抗干扰2信号接地连接电路的参考点，保证信号传输的准确性和稳定性3电源接地连接电源系统的参考点，保证电源的稳定性和安全负载和绕组的耦合负载耦合负载之间或负载与电源之间的耦合，可通过接地、屏蔽等措施减小。绕组耦合变压器、电机等设备绕组之间的耦合，可通过设计绕组结构、使用屏蔽层等方式减小。低辐射设计电路布局合理布局电路板，减少辐射和传导。元件选择选择低辐射、低传导的元器件。屏蔽对辐射源进行屏蔽，减少电磁辐射。抗静电设计接地确保设备接地良好，避免静电积累。屏蔽对敏感器件进行屏蔽，减少静电干扰。元件选择选择抗静电性能好的元器件。电源设计1电源滤波在电源输入端添加滤波器，抑制电源线上的干扰。2电源隔离将电源与敏感电路隔离，减少电源噪声的干扰。3电源去耦在电源输出端添加去耦电容，抑制电源波动。时钟信号的设计1时钟频率选择合适的时钟频率，避免过高的频率产生辐射。2时钟信号分配合理分配时钟信号，避免信号之间的干扰。3时钟信号整形对时钟信号进行整形，减少信号抖动和辐射。模拟电路设计1模拟电路接地确保模拟电路的接地良好，减少噪声的干扰。2模拟电路屏蔽对模拟电路进行屏蔽，减少外部电磁干扰。3模拟电路滤波在模拟电路中添加滤波器，抑制噪声信号。数字电路设计数字电路布局合理布局数字电路，减少信号之间的干扰。数字电路时钟选择合适的时钟频率，减少辐射和干扰。电磁兼容性测试辐射测试测试设备或系统在工作状态下产生的电磁辐射。抗扰测试测试设备或系统在电磁环境中是否能够正常工作。电磁环境测量1频谱分析仪测量电磁信号的频率和幅度2场强计测量电磁场的强度电磁辐射测试测试方法开放场测试、半消声室测试、全消声室测试测试标准CISPR22、FCCPart15电磁抗扰性测试辐射抗扰测试测试设备或系统在辐射干扰环境下是否能够正常工作。传导抗扰测试测试设备或系统在传导干扰环境下是否能够正常工作。电源线耦合测试测试方法使用电源线注入干扰信号，测试设备或系统的抗扰能力。测试标准EN55022、FCCPart15仿真分析技术1电磁场仿真软件ANSYSHFSS、CSTMicrowaveStudio2电路仿真软件SPICE、MATLAB3仿真模型根据实际电路建立仿真模型电磁兼容性设计实践1需求分析明确设备或系统的工作环境、功能需求、电磁兼容性要求。2设计阶段在设计阶段采取相应的措施，降低设备或系统的电磁干扰。3测试验证通过测试验证设计方案的有效性。电磁兼容性设计示例1开关电源设计采用滤波、隔离、去耦等技术降低干扰2无线通信设备设计使用屏蔽、滤波等技术降低辐射干扰电磁兼容性设计的注意事项早期介入在设计初期就要考虑电磁兼容性问题。持