EMC EMI培訓(xùn)資料完整版

1、12021-10-24中試部中試部 EMC簡介及常用術(shù)語簡介及常用術(shù)語12CCC認(rèn)證對產(chǎn)品認(rèn)證對產(chǎn)品EMC的要求的要求3常用的常用的EMC測試項(xiàng)目測試項(xiàng)目4EMC組織及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 5題題 綱綱EMC控制方法控制方法2 2EMC 電磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)是一個(gè)近年來迅速發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，它研究如何使電氣、電子設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中既具有足夠抗干擾能力、保持正常的工作性能，同時(shí)也不對處于同一環(huán)境中的其它設(shè)備和系統(tǒng)造成干擾。 設(shè)備、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。EMC的基本概念的基本概念3 34EMC的基本概念的基本概念

2、EMC的基本概念的基本概念5 56 6電磁干擾：裝置、設(shè)備對外界產(chǎn)生的電磁發(fā)射 包括：傳導(dǎo)發(fā)射（Conducted Emissions (AC/DC)）輻射發(fā)射（Radiated Emission）諧波/閃爍（Harmonics/Flicker）EMC的基本概念的基本概念設(shè)備對外發(fā)射設(shè)備對外發(fā)射7 7電磁敏感度：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)對外界電磁干擾的抵 抗能力輻射（Radiated Immunity）射頻傳導(dǎo)（）靜電放電（)電快速瞬變脈沖（)浪涌（)電壓變化、突降/中斷（）工頻/脈沖磁場（）振蕩波（)諧波（EMC的基本概念的基本概念8 8EMC的基本概念的基本概念 9 9EMC的基本概念的基本概念

3、電磁干擾三要素：干擾源、耦合路徑、敏感設(shè)備電磁干擾三要素：干擾源、耦合路徑、敏感設(shè)備1010EMC的基本概念的基本概念1111電磁干擾源電磁干擾源 自然干擾源自然干擾源 天電噪聲天電噪聲 宇宙噪聲宇宙噪聲 人為干擾源人為干擾源 無線電發(fā)射機(jī)無線電發(fā)射機(jī) 信息技術(shù)設(shè)備時(shí)鐘、開關(guān)電源信息技術(shù)設(shè)備時(shí)鐘、開關(guān)電源 靜電放電靜電放電 機(jī)動車輛和內(nèi)然機(jī)等機(jī)動車輛和內(nèi)然機(jī)等EMC的基本概念的基本概念 1212傳輸途徑傳輸途徑 傳導(dǎo)傳導(dǎo) 公共電源、公共地線、互連線公共電源、公共地線、互連線 輻射輻射 通過空間傳播：近場區(qū)或感應(yīng)場區(qū)（電容耦合、電通過空間傳播：近場區(qū)或感應(yīng)場區(qū)（電容耦合、電感耦合）、遠(yuǎn)場區(qū)（干擾

4、源的發(fā)射的電磁能量以電感耦合）、遠(yuǎn)場區(qū)（干擾源的發(fā)射的電磁能量以電磁波的形式，通過空間傳播作用到接收器上磁波的形式，通過空間傳播作用到接收器上) )EMC的基本概念的基本概念 1313 EMC的基本概念的基本概念EMC的危害的危害1414美國每年因電磁干擾（包括雷害）而導(dǎo)致設(shè)備損壞的損失就達(dá)美國每年因電磁干擾（包括雷害）而導(dǎo)致設(shè)備損壞的損失就達(dá)260億美元。億美元。EMC的危害的危害EMC的基本概念的基本概念噴氣式民航飛機(jī)每噴氣式民航飛機(jī)每50001000小時(shí)的飛行平均遭一次雷擊小時(shí)的飛行平均遭一次雷擊。1992年，國家氣象中心大樓遭雷擊，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停止工作年，國家氣象中心大樓遭雷擊，整個(gè)

5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停止工作46小時(shí)。小時(shí)。，研究表明研究表明esd對電子和其相附設(shè)備的損害每年高于對電子和其相附設(shè)備的損害每年高于50億美元。億美元。1515 電磁兼容引起世界各國及有關(guān)國際組織的關(guān)注 國際電工委員會(IEC)最早成立了國際無線電干擾特別委員會(CISPR)對電磁輻射干擾進(jìn)行了管理規(guī)定 IEC/TC77、TC65分委員會 美國FCC認(rèn)證 歐盟EMC指令 我國電磁兼容認(rèn)證 （3C認(rèn)證、 ChinaCompulsoryCertification ） 發(fā)布的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) 國際標(biāo)準(zhǔn) CISPR系列、IEC61000-4系列 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 17626系列、GB9254、GB17625等 E

6、MC組織及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1616EMC組織及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)171718181819EMIEMI測試測試 輻射騷擾電磁場（輻射騷擾電磁場（RERE） 以電磁波的形式通過空間傳播能量的電磁騷擾。以電磁波的形式通過空間傳播能量的電磁騷擾。 騷擾功率（騷擾功率（DPDP） 在規(guī)定的條件下測得的電磁騷擾功率。在規(guī)定的條件下測得的電磁騷擾功率。 傳導(dǎo)騷擾（傳導(dǎo)騷擾（CECE） 通過一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體傳遞能量的電磁騷擾。通過一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體傳遞能量的電磁騷擾。 騷擾限值（騷擾限值（limit of disturbance)limit of disturbance) 對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大許可電磁

7、騷擾電平。對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大許可電磁騷擾電平。 耦合路徑（耦合路徑（coupling factor) 部分或全部電磁能量從規(guī)定源傳到另一電路或裝置所經(jīng)由的路徑。部分或全部電磁能量從規(guī)定源傳到另一電路或裝置所經(jīng)由的路徑。191920202021EMS測試o 輻射敏感度:輻射敏感度試驗(yàn)（RS）o 工頻磁場輻射敏感度試驗(yàn)（PMS）o 靜電放電抗擾度（ESD） 傳導(dǎo)敏感度（CS） 電快速瞬態(tài)脈沖群抗擾度試驗(yàn)（EFT/B） 浪涌抗擾度試驗(yàn)（SURGE） 電壓跌落與短時(shí)中斷抗擾度（DIP） 電力線感應(yīng)/接觸（Power induction/contact）2 21 12222232324EMCEMC

8、測試結(jié)果的評價(jià)測試結(jié)果的評價(jià) A A級：試驗(yàn)中技術(shù)性能指標(biāo)正常；級：試驗(yàn)中技術(shù)性能指標(biāo)正常； B B級：試驗(yàn)中性能暫時(shí)降低，功能不喪失，試驗(yàn)后能級：試驗(yàn)中性能暫時(shí)降低，功能不喪失，試驗(yàn)后能自行恢復(fù)；自行恢復(fù)； C C級：功能允許喪失，但能自恢復(fù)，或操作者干預(yù)后級：功能允許喪失，但能自恢復(fù)，或操作者干預(yù)后能恢復(fù)；能恢復(fù)； R R級：除保護(hù)元件外，不允許出現(xiàn)因設(shè)備（元件）或級：除保護(hù)元件外，不允許出現(xiàn)因設(shè)備（元件）或軟件損壞或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或軟件損壞或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。性能降低。 242425需求分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)評審1概要設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)測試發(fā)布概念計(jì)

9、劃開發(fā)驗(yàn)證發(fā)布技術(shù)評審2技術(shù)評審4技術(shù)評審3技術(shù)評審5技術(shù)評審6技術(shù)評審4A252526基本的電磁兼容控制技術(shù)基本的電磁兼容控制技術(shù)屏蔽屏蔽 切斷電磁干擾通過空間轉(zhuǎn)播的途徑，衡量指標(biāo)為屏切斷電磁干擾通過空間轉(zhuǎn)播的途徑，衡量指標(biāo)為屏效能。效能。濾波濾波 在頻域上處理電磁噪聲的一種技術(shù)，其特點(diǎn)是將不在頻域上處理電磁噪聲的一種技術(shù)，其特點(diǎn)是將不需要的一部分頻譜濾掉。需要的一部分頻譜濾掉。接地接地 提供有用信號或無用信號，電磁噪聲的公共通路，提供有用信號或無用信號，電磁噪聲的公共通路，有效設(shè)計(jì)地平面，可以抑制電磁噪聲。有效設(shè)計(jì)地平面，可以抑制電磁噪聲。PCBPCB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)262627屏蔽設(shè)計(jì)的基本原則

10、： 屏蔽體結(jié)構(gòu)簡潔，盡可能減少不必要的孔洞，盡可能不要增加額外的縫隙； 避免開細(xì)長孔，通風(fēng)孔盡量采用圓孔并陣列排放。屏蔽和散熱有矛盾時(shí)盡可能開小孔，多開孔，避免開大孔； 足夠重視電纜的處理措施，電纜的處理往往比屏蔽本身還重要； 屏蔽體的電連續(xù)性是影響結(jié)構(gòu)件屏蔽效能最主要的因素，相對而言，一般材料本身屏蔽性能以及材料厚度的影響是微不足道的（低頻磁場例外）；注意控制成本！2727 28產(chǎn)品產(chǎn)品EMCEMC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PCBPCB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（布局、分層、布線、匹配）（布局、分層、布線、匹配）濾波設(shè)計(jì)濾波設(shè)計(jì)（分層濾波）（分層濾波）接地設(shè)計(jì)接地設(shè)計(jì)（工作地、保護(hù)地、雷擊地、接地方法）（工作地、保護(hù)地、雷擊地

11、、接地方法）屏蔽設(shè)計(jì)屏蔽設(shè)計(jì)（通風(fēng)、結(jié)構(gòu)開口、出線纜、搭接）（通風(fēng)、結(jié)構(gòu)開口、出線纜、搭接）282829屏蔽設(shè)計(jì)屏蔽設(shè)計(jì)通風(fēng)孔屏蔽設(shè)計(jì)通風(fēng)孔屏蔽設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)搭接縫屏蔽設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)搭接縫屏蔽設(shè)計(jì)出線電纜屏蔽設(shè)計(jì)出線電纜屏蔽設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件開口屏設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件開口屏設(shè)計(jì)292930電纜從屏蔽體內(nèi)穿出： 如果導(dǎo)體從屏蔽體中穿出去，將對屏蔽體的屏蔽效能產(chǎn)生顯著的劣化作用。這種穿透比較典型的是電纜從屏蔽體中穿出。303031穿出屏蔽體電纜的設(shè)計(jì)原則：穿出屏蔽體電纜的設(shè)計(jì)原則： 采用屏蔽電纜時(shí)，屏蔽電纜在出屏蔽體時(shí)，采用夾線結(jié)構(gòu)，采用屏蔽電纜時(shí)，屏蔽電纜在出屏蔽體時(shí)，采用夾線結(jié)構(gòu)，保證電纜屏蔽層與屏蔽體之間可靠接地，提供足

12、夠低的接保證電纜屏蔽層與屏蔽體之間可靠接地，提供足夠低的接觸阻抗。觸阻抗。 2 2、采用屏蔽電纜時(shí)，用屏蔽連接器轉(zhuǎn)接將信號接出屏蔽、采用屏蔽電纜時(shí)，用屏蔽連接器轉(zhuǎn)接將信號接出屏蔽體，通過連接器保證電纜屏蔽層的可靠接地。體，通過連接器保證電纜屏蔽層的可靠接地。 3 3、采用非屏蔽電纜時(shí)，采用濾波連接器轉(zhuǎn)接，由于濾波、采用非屏蔽電纜時(shí)，采用濾波連接器轉(zhuǎn)接，由于濾波器通高頻的特性，保證電纜與屏蔽體之間有足夠低的高頻器通高頻的特性，保證電纜與屏蔽體之間有足夠低的高頻阻抗。阻抗。3 31 132穿出屏蔽體電纜的設(shè)計(jì)原則：穿出屏蔽體電纜的設(shè)計(jì)原則： 4 4、采用非屏蔽電纜時(shí)，電纜在屏蔽體的內(nèi)側(cè)（或者、采用

13、非屏蔽電纜時(shí)，電纜在屏蔽體的內(nèi)側(cè)（或者外側(cè)）要足夠短，使干擾信號不能有效地耦合出去，外側(cè)）要足夠短，使干擾信號不能有效地耦合出去，從而減小了電纜穿透的影響。從而減小了電纜穿透的影響。 5 5、電源線通過電源濾波器出屏蔽體，由于濾波器通、電源線通過電源濾波器出屏蔽體，由于濾波器通高頻的特性，保證電源線與屏蔽體之間有足夠低的高頻的特性，保證電源線與屏蔽體之間有足夠低的高頻阻抗。高頻阻抗。 6 6、采用光纖出線。由于光纖本身沒有金屬體，也就、采用光纖出線。由于光纖本身沒有金屬體，也就不存在電纜穿透的問題。不存在電纜穿透的問題。323233接地的概念及目的：接地的概念及目的： 一是為了安全，稱為保護(hù)接

14、地。電子設(shè)備的金屬外一是為了安全，稱為保護(hù)接地。電子設(shè)備的金屬外殼必須接大地，這樣可以避免因事故導(dǎo)致金屬外殼殼必須接大地，這樣可以避免因事故導(dǎo)致金屬外殼上出現(xiàn)過高對地電壓而危及操作人員和設(shè)備的安全。上出現(xiàn)過高對地電壓而危及操作人員和設(shè)備的安全。 二是為電流返回其源提供低阻抗通道，即工作接地。二是為電流返回其源提供低阻抗通道，即工作接地。 防雷接地，為雷擊提供電流泄放。防雷接地，為雷擊提供電流泄放。333334濾波濾波 濾波電路是由電感、電容、電阻、鐵氧體磁珠和共模濾波電路是由電感、電容、電阻、鐵氧體磁珠和共模線圈構(gòu)成的頻率選擇性網(wǎng)絡(luò)，阻止某段頻率范圍內(nèi)的線圈構(gòu)成的頻率選擇性網(wǎng)絡(luò)，阻止某段頻率范

15、圍內(nèi)的信號沿線傳遞。信號沿線傳遞。 濾波電路種類：反射、吸收。濾波電路種類：反射、吸收。343435濾波器件濾波器件電容（通用電容、三端電容）電容（通用電容、三端電容）電感（通用電感、共模電感、磁珠）電感（通用電感、共模電感、磁珠）電阻電阻353536363637PCBPCB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 布局：同類電路布在一塊、控制最小路徑原則、高速電路間不布局：同類電路布在一塊、控制最小路徑原則、高速電路間不要靠近小面板、電源模塊靠近進(jìn)單盤的位置要靠近小面板、電源模塊靠近進(jìn)單盤的位置 分層：高速布線層必須靠近一層地、電源與地相鄰、元件面下分層：高速布線層必須靠近一層地、電源與地相鄰、元件面下布一層地、近可能將兩

16、個(gè)表層布地層、內(nèi)層比表層縮進(jìn)布一層地、近可能將兩個(gè)表層布地層、內(nèi)層比表層縮進(jìn)2020H H 布線：布線：3 3WW原則、差分對線等長，靠近走、高速或敏感線不能原則、差分對線等長，靠近走、高速或敏感線不能跨分割區(qū)跨分割區(qū) 接地：同類電路單獨(dú)分布地，在單板上單點(diǎn)相連接地：同類電路單獨(dú)分布地，在單板上單點(diǎn)相連 濾波：電源模塊、功能電路設(shè)計(jì)板級慮波電路濾波：電源模塊、功能電路設(shè)計(jì)板級慮波電路 接口電路設(shè)計(jì)：接口電路設(shè)計(jì)濾波電路、實(shí)現(xiàn)內(nèi)外有效隔離接口電路設(shè)計(jì)：接口電路設(shè)計(jì)濾波電路、實(shí)現(xiàn)內(nèi)外有效隔離373738PCBPCB分層設(shè)計(jì)分層設(shè)計(jì)元件面下面（第二層）為地平面元件面下面（第二層）為地平面所有信號層盡

17、可能與地平面相鄰所有信號層盡可能與地平面相鄰盡量避免兩信號層直接相鄰盡量避免兩信號層直接相鄰主電源盡可能與其對應(yīng)地相鄰主電源盡可能與其對應(yīng)地相鄰兼顧層壓結(jié)構(gòu)對稱兼顧層壓結(jié)構(gòu)對稱383839布局的基本原則：布局的基本原則： 參照原理功能框圖，基于信號流向，按照功能模塊劃分參照原理功能框圖，基于信號流向，按照功能模塊劃分 數(shù)字電路與模擬電路、高速電路與低速電路、干擾源與敏感電路分?jǐn)?shù)字電路與模擬電路、高速電路與低速電路、干擾源與敏感電路分開布局開布局 單板焊接面避免放置敏感器件或強(qiáng)輻射器件單板焊接面避免放置敏感器件或強(qiáng)輻射器件 敏感信號、強(qiáng)輻射信號回路面積最小敏感信號、強(qiáng)輻射信號回路面積最小 晶體、

18、晶振、繼電器、開關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件或敏感器件遠(yuǎn)離單板晶體、晶振、繼電器、開關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件或敏感器件遠(yuǎn)離單板拉手條、對外接口連接器、敏感器件放置，推薦距離拉手條、對外接口連接器、敏感器件放置，推薦距離10001000milmil 敏感器件：遠(yuǎn)離強(qiáng)輻射器件，推薦距離敏感器件：遠(yuǎn)離強(qiáng)輻射器件，推薦距離10001000milmil 隔離器件、隔離器件、A/DA/D器件：輸入、輸出互相分開，無耦合通路（如相鄰器件：輸入、輸出互相分開，無耦合通路（如相鄰的參考平面），最好跨接于對應(yīng)的分割區(qū)的參考平面），最好跨接于對應(yīng)的分割區(qū)393940布線布線 走線短，不同類走線間距寬（信號及其回流線、差分走線短，不同類走線間距寬（信號及其回流線、差分線、屏蔽地線除外），過孔少，無環(huán)路，回路面積小，線、屏蔽地線除外），過孔少，無環(huán)路，回路面積小，無線頭無線頭 有延時(shí)要求的走線，其長度符合要求有延時(shí)要求的走線，其長度符合要求 無直角，對關(guān)鍵信號線優(yōu)先采用圓弧倒角無直角，對關(guān)鍵信號線優(yōu)先采用圓弧倒角 相鄰層信號走線互相垂直或相鄰層的關(guān)鍵信號平行布相鄰層信號走線互相垂直或相鄰層的關(guān)鍵信號平行布線線10001000MILMIL 走線線寬無跳變或滿足阻抗一致走線線寬無跳變或滿足阻抗一致404041接口電路的布局的