电磁兼容性设计精品PPT课件
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电磁兼容设计-推荐优秀PPT
• 1、设备或系统产生的电磁干扰，不应对周围 造成不能承受的影响；也不应对周围环境造成 不能承受的“污染”；
• 2、设备或系统对来自周围的电磁干扰，应具 有足够的防御能力。
•
研究内容：电磁兼容设计、电磁兼容测试、
电磁兼容标准及EMC预测。
• EMC的三要素：干扰源、耦合通路和敏感 体。切断任何一项都可解决电磁兼容问题。
• 电磁噪声（Electromagnetic Noise）是一种明 显不传送信息的时变电磁现象，它可与有用信 号叠加或组合，有时也称为电磁环境。
共模干扰(CM)和差模干扰(DM)：共模干扰存在于电 源任何一相线与大地或中线与大地间。共模干扰有时也 称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰，是载流导体与大 地之间的干扰。差模干扰存在于电源相线与中线及相线 与相线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称 干扰，这是载流导体之间的干扰。共模干扰表明干扰是 由辐射或串扰耦合到电路中来的。而差模干扰则表明干 扰是源于同一条电源电路的。
在电磁兼容中，人们最关心的交流阻抗。 ③采用频率分离方法，使产生辐射的设备和易接收辐射的设备的工作频率不同。
道或系统性能下降。 ③时钟发生电路应在板中心附近，时钟扇出应采用菊链式或并联布线。
因此，导线宽度为1．5mm可满足要求。 同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。 具有滤波插针的多芯连接器适于这种场合使用。
传导干扰是指一个电网络信号通过导电介质，耦
合(干扰)到另一个电网络。
比如开空调时，室内的荧光灯会出现瞬间变暗的 现象，这是因为大量电流流向空调，电压急速下降， 利用同_电源的荧光灯受到影响。通常采用的解决方 法是通过去耦来消除传导性干扰，比如给发生源及 被干扰设备的电源线安装滤波器，或者将信号线改 为光纤。
EMC电磁兼容PPT课件
端的试验；
10/700电压波，室外信号端的浪涌试验；
• 信号端测试 屏蔽线，干扰加在屏蔽层 非屏蔽线，干扰加在信号线。
1.2、8、10指波形的波前时间（us）； 50、20和700指得是波形的脉宽（us）。
第11页/共126页
Surge：浪涌波 形
第12页/共126页
Surge：试验现 场
第13页/共126页
2.2 滤波器的作用
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。
第27页/共126页
2.3 滤波电路及常见滤波器件 低通滤波器的类型
低阻抗 Zs
ZL 低阻抗 高阻抗 Zs
ZL 高阻抗
单L型滤波电路
型滤波电路
高阻抗 Zs
ZL 高阻抗 低阻抗 Zs
ZL 低阻抗
C型滤波电路
T型滤波电路
network线路阻抗稳定网络。
第22页/共126页
Harmonics：交流电源谐波电流
• 设备的输入电压为正弦波（50Hz 或者60Hz），当该电压的输入负 载为非线性电路时，将会使得输入 电流发生畸变，即输入电流不为正 弦波，根据傅利叶变换，非正弦波 信号在频域将会存在谐波，这些谐 波电流将会降低设备电源的使用效 率，并且会倒灌至电网，对电网产 生污染。
L
接
CX1
电N 源
E
L CX2
CY1=CY2
CY1 CY2
L 接
N设 备
E
第32页/共126页
第三部分：线路板EMC设计技术
1. 基础知识 2. PCB分层设计 3. PCB布局设计 4. PCB布线设计
第33页/共126页
3.1 基础知识
• 产生电磁干扰的前提条件 1）突变的电压或电流，即dV/dt 或dI/dt 很大 2）辐射天线或传导导体
10/700电压波，室外信号端的浪涌试验；
• 信号端测试 屏蔽线，干扰加在屏蔽层 非屏蔽线，干扰加在信号线。
1.2、8、10指波形的波前时间（us）； 50、20和700指得是波形的脉宽（us）。
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Surge：浪涌波 形
第12页/共126页
Surge：试验现 场
第13页/共126页
2.2 滤波器的作用
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。
第27页/共126页
2.3 滤波电路及常见滤波器件 低通滤波器的类型
低阻抗 Zs
ZL 低阻抗 高阻抗 Zs
ZL 高阻抗
单L型滤波电路
型滤波电路
高阻抗 Zs
ZL 高阻抗 低阻抗 Zs
ZL 低阻抗
C型滤波电路
T型滤波电路
network线路阻抗稳定网络。
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Harmonics：交流电源谐波电流
• 设备的输入电压为正弦波（50Hz 或者60Hz），当该电压的输入负 载为非线性电路时，将会使得输入 电流发生畸变，即输入电流不为正 弦波，根据傅利叶变换，非正弦波 信号在频域将会存在谐波，这些谐 波电流将会降低设备电源的使用效 率，并且会倒灌至电网，对电网产 生污染。
L
接
CX1
电N 源
E
L CX2
CY1=CY2
CY1 CY2
L 接
N设 备
E
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第三部分：线路板EMC设计技术
1. 基础知识 2. PCB分层设计 3. PCB布局设计 4. PCB布线设计
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3.1 基础知识
• 产生电磁干扰的前提条件 1）突变的电压或电流，即dV/dt 或dI/dt 很大 2）辐射天线或传导导体
【精品课件】电磁兼容性设计ppt课件
IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越 近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。 用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。 TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
由于高频数字信号正负电平转换时间短、转换电流大，往往会产 生尖脉冲，通过电源线给系统带来致命的干扰。这样需要在每一 个器件的电源输入端就近并上一个小电容来旁路尖峰干扰。
接口缓冲电路可以防止由于击穿造成的关键器件的损坏。 将多余端口接地或通过电阻接电源可以防止端口感应造成的干扰。
铁质材料的外壳是电源电路有效的电磁屏蔽体。 当磁场泄漏可以忽略时，铜、铝屏蔽罩也是极佳的屏蔽材料。
05:04
18
2.1.5 集成电路的线路设计：
现代数字集成电路（IC）在高速开关的情况下需要电源提供大的瞬时功 率，因此必须加去耦电容以满足瞬时功率要求。
IC路有多种封装结构，引脚越短，电磁干扰问题越小。IC应首选表贴器 件，甚至直接在PCB板上安装裸片。
由于高温会加速RAM结点的漏电，所以不能使器件过热， 布局时应留有散热空间或采用散热措施。
05:04
16
2.1.3 A/D、D/A电路设计：
由于A/D、D/A器件易受干扰，所以须单独布置元器件。 由于器件本身同时存在模拟电路和数字电路，故电源与地
应做到模拟与数字相分离。
而且这类器件电源与其他供电电路应采用滤波器隔离技术 以减少其它电路的干扰。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。 用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。 TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
由于高频数字信号正负电平转换时间短、转换电流大，往往会产 生尖脉冲，通过电源线给系统带来致命的干扰。这样需要在每一 个器件的电源输入端就近并上一个小电容来旁路尖峰干扰。
接口缓冲电路可以防止由于击穿造成的关键器件的损坏。 将多余端口接地或通过电阻接电源可以防止端口感应造成的干扰。
铁质材料的外壳是电源电路有效的电磁屏蔽体。 当磁场泄漏可以忽略时，铜、铝屏蔽罩也是极佳的屏蔽材料。
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2.1.5 集成电路的线路设计：
现代数字集成电路（IC）在高速开关的情况下需要电源提供大的瞬时功 率，因此必须加去耦电容以满足瞬时功率要求。
IC路有多种封装结构，引脚越短，电磁干扰问题越小。IC应首选表贴器 件，甚至直接在PCB板上安装裸片。
由于高温会加速RAM结点的漏电，所以不能使器件过热， 布局时应留有散热空间或采用散热措施。
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2.1.3 A/D、D/A电路设计：
由于A/D、D/A器件易受干扰，所以须单独布置元器件。 由于器件本身同时存在模拟电路和数字电路，故电源与地
应做到模拟与数字相分离。
而且这类器件电源与其他供电电路应采用滤波器隔离技术 以减少其它电路的干扰。
精品课件电磁兼容性设计ppt课件
IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越 近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因 此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻） －降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大 －处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地 －电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的 －高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力 －需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件 －电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都 是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着 重屏蔽和滤波。
02:33
20
2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况 －当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
02:33
22
在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因 此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻） －降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大 －处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地 －电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的 －高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力 －需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件 －电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都 是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着 重屏蔽和滤波。
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2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况 －当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
02:33
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在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。
《电磁兼容原理》PPT课件_OK
解得A2=67。在该段内线性化特性为S(△f)=67lg(△f/△B2)。 在2MHz<△f≤4MHz内,△B3=2MHz,当△f3=4MHz时S(△f)=60dB △f2=2MHz时,特性常数项S(△B3)=20dB,代入式(5.9)中，
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。 如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
17
谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。 谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性 图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
33
定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。 如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
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谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。 谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性 图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
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定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图
电磁兼容设计讲座 PPT课件
電磁場遮罩的機理
H0/E0
H1/E1
電磁場遮罩的機理
電磁遮罩體對電磁的衰減主要是基於電磁 波的反射和電磁波的吸收兩種方式。
電磁場遮罩的機理（續〕
與前面已講述的電場遮罩及磁場遮罩的機理不同，電磁遮 罩對於電磁波的衰減有三種不同的機理：
• 當電磁波在到達遮罩體表面時，由於空氣與金屬的交界面上 阻抗的不連續，對入射波產生的反射。這種反射不要求遮罩 材料必須有一定厚度，只要求交界面上的不連續；
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 軟 焊 （ Sweating ） 、 砧 接 〔Swaging〕 、 鉚 接 (Riveting)以及螺絲連接。
搭接之處理
搭接時，金屬面應予以清潔，不得有油漆 或其他雜物，搭接完成後，可塗以油漆或 施以其他之防蝕保護。此外，搭接時應考 慮不同金屬之電化效應，並應儘量減少接 觸鹽水、汽油等，以防電能作用。 若電能特性相去甚遠的兩金屬欲搭接在一 起，應以介於其間的金屬為墊圈置於該兩 金屬間，
x 遮罩板的材料以良導體為好，但對厚度並無要求，只 要有足夠強度就可以了。
磁場遮罩的機理
磁場遮罩通常是對直流或甚低頻磁場的遮罩，其 效果比對電場遮罩和電磁場遮罩要差得多，因此 磁場遮罩是個棘手的問題。
磁場遮罩主要是依賴高導磁材料所具有的低磁阻， 對磁通起著分路的作用，使得遮罩體內部的磁場 大大減弱。
屬纖維。
遮罩之搭接
清潔 氧化層 面接觸 螺釘的距離 縫隙：導電襯墊 壓力
按優先等級排列的各種襯墊
优先等级 1 2 3 4
衬垫种类 金属网射频衬垫 铜镀合金 导电橡胶 导电蒙布、泡沫衬垫
备注
容易变形，压力为 1.4kg/cm 时，衰减为 54dB。资 料表明，频率较低时衰减最大。用于永久密封较好， 不适用于开与关的面板。 有很高的导电性和很好的抗腐蚀性能。弹性好，最 适合用于和活动面板配合。可制成指形条、螺旋和 锯齿面。衰减性能常超过 100dB。 适用于只需名义上连接和少量螺钉的地方。实现水 汽密封和电气密封经 150℃、48 小时老化后，体电 阻率为 10~20mΩ/cm(max)。变形度限制值为 25%。 资料表明，频率较高时衰减为最大。 在泡沫塑料上蒙一块镀银编织物，形成一个软衬 垫，占去大部分疏松空间，主要为民用，适用于机 柜和门板。
《电磁兼容性》PPT课件
▪ 通过普通电力线或普通信号／ 控制电缆的RF能量传播。
16.02.2022
28
10.3.1 PCB中的电磁干扰
10.3.1.2 噪声耦合
下图说明了噪声的耦合机制： ①
源
②
接收器
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
④
16.02.2022
电源线
29
10.3.1 PCB中的电磁干扰
16
电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
16.02.2022
设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
17
10.2.5 电磁兼容设计方法
系统电磁兼容设计程序如下：
电磁兼容设计程序管理
电磁环境
标准规范
电磁兼容文件
电磁兼容技术组
对系统的要求
对分系统的要求
对设备的要求
否
通 是过
否
系
鉴定
统
通
组 是过
鉴定
装
16.02.2022
16.02.2022
12
10.2.3 接地技术
接地的分类如下：
接地
安全接地
信号接地
设
接
备
零
防
安
保
雷
全
护
接
接
接
地
地
地
单多混悬 点点合浮 接接接接 地地地地
16.02.2022
串联
并联
13
10.2.4 表面安装技术（SMT）
▪ 表面安装技术（SMT, Surface Mount Technology）是20世纪70年代末发展 起来的新型电子装联技术。SMT是包 括表面安装器件（SMD）、表面安装 元件（SMC）、表面安装印刷电路板 （SMB）表面安装设备以及在线测试 等的总称。
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10.3.1 PCB中的电磁干扰
10.3.1.2 噪声耦合
下图说明了噪声的耦合机制： ①
源
②
接收器
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
④
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电源线
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10.3.1 PCB中的电磁干扰
16
电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
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设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
17
10.2.5 电磁兼容设计方法
系统电磁兼容设计程序如下：
电磁兼容设计程序管理
电磁环境
标准规范
电磁兼容文件
电磁兼容技术组
对系统的要求
对分系统的要求
对设备的要求
否
通 是过
否
系
鉴定
统
通
组 是过
鉴定
装
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10.2.3 接地技术
接地的分类如下：
接地
安全接地
信号接地
设
接
备
零
防
安
保
雷
全
护
接
接
接
地
地
地
单多混悬 点点合浮 接接接接 地地地地
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串联
并联
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10.2.4 表面安装技术（SMT）
▪ 表面安装技术（SMT, Surface Mount Technology）是20世纪70年代末发展 起来的新型电子装联技术。SMT是包 括表面安装器件（SMD）、表面安装 元件（SMC）、表面安装印刷电路板 （SMB）表面安装设备以及在线测试 等的总称。
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电磁兼容性设计与噪声
1. 降低电磁干扰 2. 降低电磁敏感性
电磁兼容性设计与噪声
电磁兼容性
指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环 境中的任何设备构成不能承受的电磁干扰的能力。
• 电磁干扰 • 电磁敏感性 电磁干扰三要素：
干扰途径
干扰源
敏感元件
电磁兼容性设计与噪声
从电磁兼容性的三要素讲，要解决开关电源的电磁 兼容性，可从三个方面入手。
电磁兼容性设计与噪声
电场屏蔽
Hale Waihona Puke 写在最后经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
• 减小干扰源产生的干扰信号； • 切断干扰信号的传播途径； • 增强受干扰体的抗干扰能力。
1. 降低电磁干扰
包括：传导和辐射干扰。
电磁兼容性设计与噪声
（1）降低传导干扰的设计
反激型电源的传导干扰模型
电磁兼容性设计与噪声
电磁兼容性设计与噪声
共模滤波电路
电磁兼容性设计与噪声
（2）降低辐射干扰的设计
1. 降低电磁干扰 2. 降低电磁敏感性
电磁兼容性设计与噪声
电磁兼容性
指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环 境中的任何设备构成不能承受的电磁干扰的能力。
• 电磁干扰 • 电磁敏感性 电磁干扰三要素：
干扰途径
干扰源
敏感元件
电磁兼容性设计与噪声
从电磁兼容性的三要素讲，要解决开关电源的电磁 兼容性，可从三个方面入手。
电磁兼容性设计与噪声
电场屏蔽
Hale Waihona Puke 写在最后经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
• 减小干扰源产生的干扰信号； • 切断干扰信号的传播途径； • 增强受干扰体的抗干扰能力。
1. 降低电磁干扰
包括：传导和辐射干扰。
电磁兼容性设计与噪声
（1）降低传导干扰的设计
反激型电源的传导干扰模型
电磁兼容性设计与噪声
电磁兼容性设计与噪声
共模滤波电路
电磁兼容性设计与噪声
（2）降低辐射干扰的设计