电磁兼容基本知识

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电磁兼容国家-国际标准对照表
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GB/T 17626.8 1998 GB/T 17626.9 1998 GB/T 17626.10 1998 GB/T 17626.11 1999 GB/T 17626.12 1998 GB 8702 1988 GB/T 13926.1 1992 GB/T 13926.2 1992 GB/T 13926.3 1992 GB/T 13926.4 1992 GB/T 14431 1993
图1
没有采取电缆滤波的辐射频谱
图2
采取了电缆滤波的辐射频谱
连接器滤波器
连接器滤波器也叫滤波器连接器，是一种做成连接器形状，使用方式同 普通连接器相同的滤波器。 与普通连接器的区别是：每个针或孔上有一个低通滤波器。滤波器的电 路有单个电容的，也有Ｌ型或π型的。使用的电容器主要有三种：穿心电容、 片状电容和平板电容。 连接器滤波器的主要特点是滤波特性好。
数字电路与模拟电路之间的干扰、强信号电路 与弱信号电路之间的干扰等，已成为影响电子设备 指标的重要因素。解决这个问题的唯一途径是对不 同类型的电路进行隔离。 按照一般的屏蔽设计技术做就可以达到隔离效 果。但当电路之间有互联线时，必须对互联线进行 滤波，才能达到真正的隔离。这时要在互联线上使 用信号滤波器。
基础 基础 基础 基础 基础 基础 基础 基础 基础 基础 基础 IEC 61000 1 1 IEC 61000 3 2 IEC 61000 3 3 IEC 61000 4 1 IEC 61000 4 2 IEC 61000 4 3 IEC 61000 4 4 IEC 61000 4 5 IEC 61000 4 6 IEC 61000 4 7
无线电干扰和抗扰度测量设备规范 无线电干扰和抗扰度测量方法 工业无线电干扰基本测量方法 电气设备的抗干扰特性基本测量方法
6 7 8
GB/T 15658 1995 GB/T 17624.1 1998 IEC 61000 1 1 GB 17625.2 1999 GB/T 17626.1 1998 GB/T 17626.2 1998 GB/T 17626.3 1998 GB/T 17626.4 1998 GB/T 17626.5 1998 GB/T 17626.6 1998 GB/T 17626.7 1998
屏蔽壳体上的穿线
屏蔽壳体上不允许有任何导线穿过 屏蔽效能再高的屏蔽体，一旦有导线穿过屏蔽体，屏蔽体的屏蔽效能就会大幅 度下降。这是因为导线充当了接收干扰和辐射干扰的天线。 当有导线要穿过屏蔽体时，必须使用贯通滤波器，这样可以将导线接收到的干 扰滤除到屏蔽体上，从而避免干扰穿过屏蔽体。
设备内部的隔离
组件分布时注意事项
先决定所有组件的位置,同时须考虑一些特殊结构的组件. 安排组件使用配合PC板的大小. 注意某些组件间须使用较短的路径或连接. 某些组件不可安排的太靠近,以防止磁效应及电容耦合效应. 特定导体间如有高的压降存在,则必须增加间隔空间. 没有附加绝缘体的金属壳组件不可相互接触. 在同一张电路图中可例用分离的接地形式. 在PC板上安排可调组件时要考虑其易于接近否? 电压及接地路径的大小. 在考虑电压及接地路径前须先考虑信号路径(典型的电压及接地路径不可太长). 接地面在模拟PC板的最初配置图中即须考虑成共享形式. 某些组件需加装绝缘套管. 将热敏组件和散热组件相互远离,且不可将散热组件配置在一起. 组件重量超过1/2央司时,接脚引线将无法支撑,此时必须使用支撑物. 考虑热传之流向.
产品类
印刷线路板布局技术
噪声对策 A. EMI Filter 火线(L)与参考线(N)保持平滑,减少弯角. 地线(FG)尽量粗而短. EMI Filter 回路远离功率晶体,变压器等组件. 减少 FG 与机壳的接触阻抗. B. 一次回路部份 整流滤波后 converter 回路面积以小为佳. 主回路与控制回的地线需注意彼此间的共同阻抗. 功率晶体使用的散热片独立较好,同时最好接地. Snubber 与该组件愈近愈好(接脚尽量短). 主变压器放置位置. 控制部分中,控制器之地线最好也能与驱动回路之地线分开,减少干扰. C . 二次回路 主变压器二次侧输出与整流滤波回路要接近. 多输出时避免各组输出回路形成共同阻抗的发生. 输出末端之高频滤波电容要尽可能接近输出. 避免 sense 回路受干扰. 回路面路愈小愈好. Sense 点应以最接近输出端出为原则.
城市无线电噪声测量方法 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入 电流≤16A） 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波 动和闪烁的限制 抗扰性测试综述 静电放电抗扰性试验 辐射（射频）电磁场抗扰性试验 快速瞬变电脉冲群抗扰性试验 浪涌（冲击）抗扰性试验 射频场感应的传导骚扰抗扰性试验 供电系统及所联设备的谐波和中间谐波的测量仪器通用导 则
图1 在线路板上使用滤波器
图2 使用连接器滤波器
如何选用信号滤波器
选择信号滤波器的步骤分为滤波器形式的选择、滤波器电路的选择、滤波器截止频率的选 择等三步。 １、滤波器形式的选择 根据使用的场合，确定是板上滤波器、贯通滤波器还是连接器滤波器。当需要穿过屏 蔽体的导线较多时，应选用滤波器阵列或连接器滤波器，可以提高可靠性、降低成本。当 选用连接器滤波器时，与选用普通连接器时考虑的内容相同，芯数、针或孔、安装方式、 锁紧方式等。 ２、滤波器的性能 一般当信号是高速脉冲信号或对电磁兼容特性要求很严（如满足军标或ＴＥＭＰＥＳ Ｔ）时，应选用π型滤波电路。 π型滤波电路具有理想的干扰抑制效果，但价格很高。 ３、滤波器的截止频率 必须保证电路工作所必须的信号频率顺利通过滤波器，一般对有用频率的衰减要小于 ３ｄＢ。 ４、其它 滤波器的工作电压、电流、温度范围等。 使用信号滤波器时要注意的问题： 使用信号滤波器时最重要的是保证滤波器有良好的接地，即保证有低的射频阻抗。 1. 使用板上滤波器时，应尽量使接地线短。 使用板上滤波器时，应尽量使接地线短。 2. 使用贯通滤波器时，要确保滤波器的外壳与屏蔽体的良好电接触，最好是使用焊接方 使用贯通滤波器时，要确保滤波器的外壳与屏蔽体的良好电接触， 式。 3. 使用连接器滤波器时，要在连接器与屏蔽体之间使用射频密封衬垫。 使用连接器滤波器时，要在连接器与屏蔽体之间使用射频密封衬垫。
导线阻抗
接地引线电感
信号滤波器
由于线路板上导线的存在，往往会使线路板产生过强的电磁辐射。同时，这些导又能 接收外部的电磁干扰，使电路对干扰很敏感 ，在导线上使用信号滤波器是一个解决高 频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。
图１ 没有使用滤波器时脉冲信号频谱
图2 使用滤波器以后脉冲信号的频谱
信号滤波器的种类
基础 基础 基础 基础 基础 通用 通用 通用 通用 通用 通用
IEC 61000 4 8 IEC 61000 4 9 IEC 61000 4 10 IEC 61000 4 11 IEC 61000 4 12
IEC 801 1 IEC 801 2 IEC 801 3 IEC 801 4
28
GB 4343 1995
产品类
CISPR 14 1993
29
GB 4343.2 1999 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁干扰特性的测量方 法和限值（替代GB4824.1～1984） 电子测量仪器电磁兼容性试验规范
CISPR 14 –2 1993
30
GB 4824 1996
产品类
CISPR 11 1990
31
GB 6833 1987*
信号滤波器按安装方式和外形分： 有线路板安装滤波器， 贯通滤波器和 连接器滤波器等三种。 1. 线路板安装滤波器适合于安装在线路板上，具有成本低、安装方便等优 点。但线路板安装滤波器的高频效果不是很理想。 2. 贯通滤波器适合于安装在屏蔽壳体上，具有很好的高频滤波效果，特 别适合于单根的导线穿过屏蔽体。 3. 连接器滤波器适合于安装在屏蔽机箱上，具有较好的高频滤波效果， 用于多根导线（电缆）穿过屏蔽体。 从电路形式上分： 有单个电容型、单个电感型、Ｌ型、π型等。 滤波器的器件越多，从通带到阻带的过渡带越窄 用途可分为以下几种： 屏蔽壳体上的穿线 ，设备内部的隔离 ，电缆滤波
电磁兼容基本知识
地的分类
安全地---大地 系统地---信号回路电位基准点，即工作地 模拟地---连接模拟元器件接地引出端形成的地线 数字地---连接数字元器件接地引出端形成的地线 功率地---连接功率元器件接地引出端形成的地线 保护地---连接保护元器件接地引出端形成的地线 屏蔽地---连接屏蔽元器件接地引出端形成的地线
工频磁场抗扰性试验 脉冲磁场抗扰性试验 衰减振荡磁场抗扰性试验 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰性试验 振荡波抗扰性试验 电磁辐射防护规定 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 总论 〃 静电放电要求 〃 辐射电磁场要求 〃 电快速瞬变脉冲群要求 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器 无线电干扰特性测量方法和允许值
一般PCB 布局技术
A. 最佳之 PCB 大小 B. 道线的宽度，宽度的选择可分两种情况： 1. 高阻信号线----窄的道线(加快衰减) 2. 低阻抗信号线--- 宽道线 C.道线间的间隙，依两道线最高工作之电压差而定. D. 插孔周围的接面 此接面宽窄依孔大小而定,最小度0.015” (0.38mm);但若钻孔直经小于0.02” (0.5mm),则0.01”(0.25mm)宽即可. E.组件的分布 F.组件面的图识，有电子符号及组件外型两种图识. H.表员粘着组件在PCB设计上应注意的问题 1. 组件外型小. 2. 焊垫(PAD)异于传统,不良的焊垫将响PCB的品质 3. 焊锡制程不同,可分为波焊与流焊两种. 4. 导线的宽度及问隙小于传统之导线.
电磁兼容国家-国际标准对照表
序号
1 2 3 4 5
标准编号 GB/T 4365 1995 GB/T 6113.1 1995 GB/T 6113.2 1998 GB 3907 83* GB 4859 84* 电磁兼容术语
标准名称
类别 基础 基础 基础 基础 基础
对应国际标准 IEC 50 (161) 1990 CISPR16 1 1993 CISPR16 2 1993 CISPR16 1977
电缆滤波
设备中的电缆是接收干扰和辐射干扰最有效的天线。干扰主要通 过电缆进出设备。解决电缆接收和辐射干扰的主要手段有屏蔽和滤波。 使用屏蔽电缆能够有效地减小电缆的电磁干扰辐射和接收电磁干 扰的能力，但屏蔽电缆的屏蔽效能对屏蔽层的端接方式依赖很大，并 且屏蔽电缆的屏蔽层由于是金属编织网构成的，在高频时屏蔽效能较 差。 为了改善这种状况，在屏蔽电缆的两端使用滤波器是有效的方法
印刷电路设计注意事项:
由设计的技巧着手来减小EMI噪声是最经济也最省组件的. 双层印刷电路----地层可使用纲状布线来达成缩小电与地线在比层板上所形成的回路面 积. 注意电路图上不同接地符号的原意. 与外壳相关的事物必与机械设计人员咨询. 例如固定电源接头,信号进出接头一些需要固定的组件位置. 尽可能增加地线的宽度来减低回路阻值,而达到维持一低阻的电源,电源引线通常比接地 引线来得容易. 最耗电力的电路应尽量靠近电源. 走高频时序的线径保持越短越好,尽可能利用数字电路的地线将其环绕. 将I/O驱动与接收组件靠近接头端. 避免将长的线径引出I/O接头,如果真有此必要则必须在出口加上滤波器. 脉冲振荡电路应远离 I/O接头及电力线,并应尽量与要使用此一脉波的电路相邻. 保持短的反耦合电容接线及布线,这样能减少电源与地之间的电感及回路面积. 在刷电路设计之初将屏蔽,数字及模拟三位用途的接地分开,并提供一个地方将他们并接 到地,这一个并接点将在做EMI测试时来决定. 确定所有组件未用到的输入端点( GATE)都要将基接一到固定电位(TERMINATOR)千万 不要浮接. 要避免引线形成90度的直角,可用45度或弧形来处理.
常见滤波器
1. T型低通滤波器 ：广泛用在线路板上作信号线或电源线干扰的抑制
2. 交流穿芯电容滤波器：用于高性能交流电源滤波器，能大幅度改善滤波器的高频效果，
其有效频率范围可达10GHZ。
3. π型滤波器：源阻抗和负载阻抗都低，并对干扰抑制性能要求高的使用场合。 型滤波器： 型滤波器
4. 滤波阵列板：可以实现良好的隔离，