电磁兼容培训教材2
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EMC电磁兼容培训讲义
最小化电磁干扰
电磁兼容设计原则与方法
优化系统性能 设计方法
预测和仿真
电磁兼容设计原则与方法
系统级设计 模块化设计
迭代和优化
电磁屏蔽技术
屏蔽原理
反射和吸收 电磁波
屏蔽材料
导电材料
减小电磁场 强度
导磁材料
电磁屏蔽技术
复合材料
多层屏蔽 局部屏蔽
屏蔽结构 整体屏蔽
滤波技术
滤波原理 选择性地通过或阻止特定频率的电磁波 降低传导和辐射干扰
接地技术
优化接地布局和布线 考虑接地环路和共模干扰的抑制
04
电磁兼容测试与评估
电磁兼容测试标准与流程
测试标准
遵循国际电磁兼容标 准（IEC/CISPR）、 欧盟电磁兼容指令 （EMC Directive） 以及特定行业的电磁 兼容标准。
预备阶段
确定测试需求、选择 适当的测试标准和设 备、准备测试样品。
随着数字化和智能化技术的不断发展， EMC设计将更加依赖于先进的仿真和
测试工具。
利用大数据和人工智能技术，实现 EMC设计的自动化和智能化，提高设 计效率和准确性。
发展趋势二：绿色环保要求的提高
随着全球环保意识的增强，EMC设计 将更加注重绿色环保要求。
采用低辐射、低能耗的元器件和电路 设计，降低产品的电磁污染和能源消 耗。
背景
随着电子技术的飞速发展，电子设备日益普及，电磁环境日益 复杂。电磁干扰问题已成为影响电子设备性能的重要因素之一。 因此，电磁兼容问题越来越受到人们的关注。
电磁兼容的重要性
保证设备正常工作
电磁兼容能够确保电子设备在复 杂的电磁环境中正常工作，不受
其他设备的干扰。
提高设备可靠性
电磁兼容设计原则与方法
优化系统性能 设计方法
预测和仿真
电磁兼容设计原则与方法
系统级设计 模块化设计
迭代和优化
电磁屏蔽技术
屏蔽原理
反射和吸收 电磁波
屏蔽材料
导电材料
减小电磁场 强度
导磁材料
电磁屏蔽技术
复合材料
多层屏蔽 局部屏蔽
屏蔽结构 整体屏蔽
滤波技术
滤波原理 选择性地通过或阻止特定频率的电磁波 降低传导和辐射干扰
接地技术
优化接地布局和布线 考虑接地环路和共模干扰的抑制
04
电磁兼容测试与评估
电磁兼容测试标准与流程
测试标准
遵循国际电磁兼容标 准（IEC/CISPR）、 欧盟电磁兼容指令 （EMC Directive） 以及特定行业的电磁 兼容标准。
预备阶段
确定测试需求、选择 适当的测试标准和设 备、准备测试样品。
随着数字化和智能化技术的不断发展， EMC设计将更加依赖于先进的仿真和
测试工具。
利用大数据和人工智能技术，实现 EMC设计的自动化和智能化，提高设 计效率和准确性。
发展趋势二：绿色环保要求的提高
随着全球环保意识的增强，EMC设计 将更加注重绿色环保要求。
采用低辐射、低能耗的元器件和电路 设计，降低产品的电磁污染和能源消 耗。
背景
随着电子技术的飞速发展，电子设备日益普及，电磁环境日益 复杂。电磁干扰问题已成为影响电子设备性能的重要因素之一。 因此，电磁兼容问题越来越受到人们的关注。
电磁兼容的重要性
保证设备正常工作
电磁兼容能够确保电子设备在复 杂的电磁环境中正常工作，不受
其他设备的干扰。
提高设备可靠性
电磁兼容培训教材1-
第二章 地线干扰与接地技术
为什么要地线 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 电缆屏蔽层的接地
杨继深 2000
安全地
220V
杨继深 2000
0V
+++++
信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
杨继深 2000
地线引发干扰问题的原因
V=IR
地线电压
LR C
ZP = (L)2/R
RDC
杨继深 2000
并联谐振 FP1 = 1/2(LC)1/2
RAC 串联谐振
多点接地
电路1
电路2
电路3
R1
R2
R3
L1
L2
L3
镀银（减小表面电阻） 良好搭接（减小地线阻抗） 宽金属板（减小电感）
杨继深 2000
地线阻抗一定保持很小， 避免公共阻抗耦合
混合接地
频 率 d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm d= 0.04cm
高
Hz 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m
频
10H z 51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m
时
1k
429 7.14 632 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m
～
～ 理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因 此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分
杨继深 2000
抑制磁场干扰的试验数据
100
(A)
100
(B)
每米18节
100
(C)
为什么要地线 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 电缆屏蔽层的接地
杨继深 2000
安全地
220V
杨继深 2000
0V
+++++
信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
杨继深 2000
地线引发干扰问题的原因
V=IR
地线电压
LR C
ZP = (L)2/R
RDC
杨继深 2000
并联谐振 FP1 = 1/2(LC)1/2
RAC 串联谐振
多点接地
电路1
电路2
电路3
R1
R2
R3
L1
L2
L3
镀银（减小表面电阻） 良好搭接（减小地线阻抗） 宽金属板（减小电感）
杨继深 2000
地线阻抗一定保持很小， 避免公共阻抗耦合
混合接地
频 率 d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm d= 0.04cm
高
Hz 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m
频
10H z 51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m
时
1k
429 7.14 632 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m
～
～ 理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因 此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分
杨继深 2000
抑制磁场干扰的试验数据
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每米18节
100
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电磁兼容培训课件
学习交流PPT
25
静电放电抗扰性试验
试验结果判定
1、在试验过程中，设备的工作完全正常。
2、在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤销 干扰后，设备的功能可能自动恢复正常。
3、在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但干扰 撤销后，设备的功能需要人工复位后方能恢复。
4、在试验中，受干扰的设备产生了不可逆转的损伤，包括元器件 的损伤。软件或数据丢失等。
学习交流PPT
9
二、电磁兼容的标准
• 1、电磁兼容的标准
学习交流PPT
10
电磁兼容标准体系
2、电磁兼容标准体系
电磁兼容标准包括：基础标准、通用标准、产品标准
学习交流PPT
11
电磁兼容的标准
• EMC认证
• 欧盟：CE认证
• （EMC）指令-89/33/EEC
• 电子电气产品必须满足相关EMC标准
性能下降 工作异常 设备损坏
备注：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影 响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
学习交流PPT
7
常见的干扰源
4、常见的干扰源
学习交流PPT
8
电磁干扰分类
电磁干扰
传导的敏感度通常用电压表示，辐射敏感度通常可以用电场来表
测试评估 1\2 判断合格 对于情形 3 \4 判定不合格。
•
一旦发现产品不满足标准，将采取一切措施使其在市场消
• 美国：FCC
• 任一不满足FCC行政和技术要求（包括未能取得FCC和认证 检定）的电磁辐射体都不得工作，也不能投放于市场。
• 中国：CCC 制度
• CCC-China Compulsory Certification
电磁兼容培训课件(2024)
屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等，实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段，滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
2024/1/28
17
系统整体性能优化策略
2024/1/28
兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求，从源头减少潜在干扰。
协同优化
02
综合考虑系统各组成部分的电磁特性，实现系统整体性能的最
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
27
航空航天器在复杂电磁环境中运行，对电 磁兼容性能要求极高，以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
轨道交通系统涉及大量电气设备和信号传 输，电磁兼容性能对于保障列车运行安全 和乘客舒适度至关重要。
2024/1/28
智能家居设备种类繁多，电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
2024/1/28
25
未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着科技的不断进步，未来电磁兼容技术将更加注重智能化、自适应等方面的发展，同时还将面临更 高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。
挑战应对
为应对未来发展趋势带来的挑战，需要加强电磁兼容技术的基础研究，推动技术创新和成果转化；同 时，还需要加强行业合作和标准制定，共同推动电磁兼容技术的进步和发展。
指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害 作用的电磁现象。
Hale Waihona Puke 电磁干扰与电磁兼容性的关系电磁干扰是导致电磁兼容问题的主要原因，而电磁兼容性则是解决电磁干扰问题 的关键。提高设备的电磁兼容性可以减少电磁干扰对设备性能的影响，确保设备 在复杂电磁环境中的正常工作。
电磁兼容培训教材2课件.pptx
0
-20
-40
-60
-80
0 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc）
%C
实际电感器的特性
ZL
理想电感
实际电感
f
电感量 （H）
谐振频率 (MHZ)
3.4
经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
解决谐波问题
交流输入
直流输出
电压提升器
控制电路
整流后电压
整流后电流
输出电压
整流后电压
整流后电流
直流输出电压
提升电压
谢谢大家！
45
8.8
28
68
5.7
125
2.6
500
1.2
绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC
L
C
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
屏蔽盒
馈通滤波器
连接器
滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：
自制面板滤波器
滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！
三端电容器的不足
寄生电容造成输入端、输出端耦合
接地电感造成旁路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离输入输出端
一周接地电感很小
穿心电容的插入损耗
插入损耗
频率
1GHz
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实际电感器的特性
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理想电感
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电感量 （H）
谐振频率 (MHZ)
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经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
解决谐波问题
交流输入
直流输出
电压提升器
控制电路
整流后电压
整流后电流
输出电压
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整流后电流
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谢谢大家！
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绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC
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电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
屏蔽盒
馈通滤波器
连接器
滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：
自制面板滤波器
滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！
三端电容器的不足
寄生电容造成输入端、输出端耦合
接地电感造成旁路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离输入输出端
一周接地电感很小
穿心电容的插入损耗
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电磁兼容培训讲义
第一章电磁兼容基础知识及标准第一节电磁兼容基础知识电磁兼容概念：GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力电磁兼容的中心课题是研究如何控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其他设备联系在一起工作时，不导致设备或系统不导致设备或系统任何部分的工作性能恶化或降低。
电磁干扰现象一个典型的电磁干扰现象是电视机屏幕上的干扰条纹。
这些条纹来自附近的数字设备，例如个人计算机、VCD、DVD或其它数字视频设备。
根据电磁理论，导体中变化的电流会产生电磁场辐射，电流变化率（频率）越高，则辐射效率越高。
因此任何依靠高频电流工作的电子设备在工作时都会产生电场波辐射。
这些电场波会对附近的敏感设备产生干扰。
数字视频设备与电视接收机之间的干扰问题之所以十分突出，就是因为电视机是灵敏度很高的电场波接收设备，而数字脉冲信号中含有丰富的高次谐波，这些高次谐波的辐射效率很高。
电磁兼容三要素：任何电磁兼容性问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个要素中缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。
因此，在解决电磁兼容问题时，也要从这三个要素入手进行分析，查清这三个要素是什么，然后根据具体情况，采取适当的措施消除其中的一个。
产生电磁干扰的条件：1、突然变化的电压或电流（即dv/dt或di/dt很大）2、辐射天线或传导导体当电压或电流发生迅速变化时，就会产生电磁辐射现象，导致电磁干扰。
因此，最近电磁干扰问题日益突出的主要原因之一就是脉冲电路（数字电路、开关电源）的大量应用。
凡是存在这种电压或电流突然变化的地方，都要考虑电磁干扰问题。
常见干扰源：环境中的电磁干扰分为自然的和人为的两种。
自然干扰源：雷电是一种主要的自然干扰源，雷电产生的干扰可以传到数千公里以外的地方。
雷电干扰的时域波形是叠加在一串小随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。
宇宙噪声是电离辐射产生的，在一天中不断变化。
2 电磁兼容设计培训资料
科学公正服务价值电磁兼容设计朱文立E-Mail: gzzwl-1@2/216电磁兼容设计00:171．关键元器件的选择⏹在大多数情况下，电路的基本元件满足EMC 的程度将决定着功能单元和最后的设备满EMC 的程度。
⏹实际的元件并不是“理想”的，本身可能就是一个干扰源或敏感设备。
⏹选择合适的电子元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术：⏹因为是否能实现电磁兼容性往往是由远离基频的元件响应特性来决定的。
⏹有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。
⏹而在许多情况下，电路装配又决定着带外响应和不同电路元件之间互相耦合的程度。
3/216电磁兼容设计00:17 1.1 无源器件的选用⏹所有的无源器件都包含寄生电阻，电容和电感。
⏹在电磁兼容问题容易发生的高频段，这些寄生参数经常占主导地位，并使器件功能彻底发生变化。
⏹例如，在高频电路中，碳膜电阻或者变成电容（由于旁路电容C ），或者变成电感（由于引线自感和螺线）；⏹线绕电阻在几千赫兹以上因其绕线电感的存在是不适合使用的；⏹电容由于其内部结构和其外引线自感的影响会发生谐振，超过第一个谐振频率点后，就呈现显著的感抗。
4/216电磁兼容设计00:17⏹有两类基本的电子元件：有引脚的和无引脚的元件。
⏹有引脚线元件有寄生效果，尤其在高频时。
该引脚形成了一个小电感。
引脚的末端也能产生一个小电容性的效应。
因此，引脚的长度应尽可能的短。
⏹无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。
⏹从电磁兼容性看，表面贴装元件效果最好，其次是放射状引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件。
⏹表面贴片元件比其它元件寄生参数小得多，而且能在直到很高的频率提供令人满意的参数。
⏹比如，贴片电阻（1k Ω以下）在1GHz 时仍保持电阻性。
5/216电磁兼容设计00:171.1.1 电阻器的选用：⏹表面贴装电阻总是优于有引脚电阻⏹对于有引脚的电阻：应首选碳膜电，其次是金属膜电阻，最后是线绕电阻。
⏹在相对低的工作频率下（约MHz 数量级），金属膜电阻是主要的辅助元件，因其适合于高准确度电路。
电磁兼容入门(英文版)2
Susceptibility （敏感性） A relative measure of a device or a system‘s propensity (倾 向) to be disrupted or damaged by EMI exposure to an incident field of signal. It is the lack of immunity. Immunity （抗扰性） A relative measure of a device or system's ability to withstand EMI exposure while maintaining satisfactory functional performance. Electrostatic Discharge (ESD)（静电放电） A transfer of electric charge between bodies of different electrostatic potential in proximity or through direct contact. This definition is observed as a high-voltage pulse that may cause damage or loss of functionality to susceptible devices.
A simple (EMI) coupling model
The Fig. shows a shielded dc motor connected to its motor control circuit. The noise generated by the motor is interfering with a low-signal circuit in close proximity. The noise from the motor is conducted out of the shield on the leads going to the drive circuit.
《电磁兼容和测试技术》课件2-电磁兼容基础知识
4.电磁骚扰源分类及特性
雷电 NEMP
脉冲电路
无线通信
ESD
直流电机、变频调速器 感性负载通断
4.电磁骚扰源分类及特性
大气干扰
雷电干扰
宇宙干扰
自然 干扰源
热噪声 电气化铁路
无线电广播
电磁 干扰源
无线通信
功能性
人为 干扰源
非功能性
电视 雷达 导航
办公设备
输电线
点火系统
家用电器
工业、 医疗设备
4.电磁骚扰源分类及特性
电磁兼容性控制技术
传输通道抑制 空间分离 时间分隔 频谱管理 电气隔离 其他技术
6 电磁兼容的工程方法
电磁兼容性预测分析
电磁兼容性预测分析是采用计算机数字仿真技术，将各种 电磁干扰特性、传输特性和敏感度特性用数学模型描述，并编制 成程序对潜在的电磁干扰进行计算。
• 数学模型
干扰源模型、传输损耗模型、接受器模型
• 系统法
从电子设备或系统设计开始就进行电磁兼容性设计的方法。它在设备或 系统设计的全过程中贯彻始终，全面综合电磁耦合因素，不断进行电磁兼容 性分析、预测，对各阶段设计进行评估，提出修改措施。
6 电磁兼容的工程方法 EMC措施与费效比
6 电磁兼容的工程方法
为了实现系统内外的电磁兼容，需要技术上和组织上两方面采取措施。
Ea , Ha ；Eb , Hb
S
Va
V
J
a
,
J
m a
Sa
Va
J
b
,
J
m b
Sb
2. 传导耦合的基本原理
传导耦合按其耦合方式可以划分为三种基本方式： ①电路性耦合 ②电容性耦合 ③电感性耦合 实际工程中，这三种耦合方式同时存在、互相联系。
《电磁兼容培训讲义》课件
测试场地要求：电磁屏蔽、温度 控制、湿度控制等
测试场地设备：电磁屏蔽室、天 线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局：测试区域、控制 区域、观察区域等
测试场地操作：测试前准备、测 试中操作、测试后处理等
测试目的：验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目：辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准：IEC 61000-4-3
国家标准：GB/T 17626.3
军用标准：GJB 151A
汽车行业标准：ISO 11452-2
A级：电磁兼容要求最高，适 用于军事、航天等高可靠性领 域
C级：电磁兼容要求一般，适 用于普通民用领域
B级：电磁兼容要求较高，适 用于工业、医疗等重要领域
D级：电磁兼容要求较低，适 用于低可靠性领域
屏蔽效果：降低电磁干扰，提 高电磁兼容性
布局原则：遵循电磁兼容设计原则，避免电磁干扰 布线方式：采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式 接地处理：合理接地，降低电磁干扰 屏蔽措施：采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施，减少电磁干扰
电磁干扰：汽车电子设备之间 的电磁干扰问题
电磁辐射：汽车电子设备产生 的电磁辐射问题
电磁兼容设计：汽车电子设备 电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试：汽车电子设备 电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰：家用电器之间的电磁干扰问题 电磁辐射：家用电器的电磁辐射问题 电磁兼容标准：家用电器的电磁兼容标准 电磁兼容解决方案：如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰：通信 设备之间的电磁 干扰问题
电磁兼容标准： 通信设备需要满 足的电磁兼容标 准
电磁兼容测试： 通信设备需要进 行的电磁兼容测 试
电磁兼容培训资料(周兵)
源
有用信号
频率MHz
30~950 950~1750 30~1750
限值（准峰值）dBμV
载频和边带 谐波 谐波 76 46 54 46
其他
二、电视接收机的电磁兼容测量技术
（4）辐射骚扰场强或功率（ 30MHz～1GHz ） 设备类型 骚扰源 频率MHz 限值（准峰值） dBμV
基波 谐波 谐波 57 52 56 40 47 待定
5
6 7
录象机
开关电源(电 源适配器)
调谐器*、射频调制器、开关电源、晶体振荡器、干扰抑制器件、遥 控器
开关变压器、开关管*、电源滤波器*、整流二极管、干扰抑制器 上述产品中带磁环的电源线
注：带“*”号的零部件对电磁兼容器有重要影响，并且为单元划分依据，如发生变更， 应重新申请。
第二部分
电视接收机电磁兼容现状及对策
四、电磁干扰(EMI)的基本要素
形成电磁干扰必须具备三个基本要素：
a)电磁骚扰源
b)耦合途径或传播通道； c)敏感设备（被干扰对象）。
四、电磁干扰(EMI)的基本要素
1.电磁骚扰源 a)自然骚扰源
来自银河系的宇宙电磁干扰，太阳黑子活动、大气层的雷电
干扰以及热噪声等。 b)人工骚扰源；
凡是人工造成的干扰源。例如：家用电器、照明设备、声音和
一、电视接收机电磁兼容的发展
2.电视机电磁兼容的发展 国际上从60年代的IEC106号出版物开始，将电视机的干扰特性 从整机常温性能测量方法中分离出来。70年代后，CISPR又陆续出版 了 13号出版物《声音和电视广播接收机干扰特性限值和测量方法》和 20号出版物《声音和电视广播接收机抗扰度限值和测量方法》。 我国也研究制定了相应的电视机电磁兼容标准GB6114－85 广播 接收机干扰电平特性测量方法》和GB7236《广播接收机干扰特性限 值》。并陆续修制定了GB13837和GB9383干扰特性和抗扰度测量方 法和限值。 随着中国产品逐渐走向世界，各企业对电磁兼容从开始不重视到 重视，并在产品设计中加以考虑，在产品生产定型和质量监督抽查中 作为强制执行标准。因而从 80年代开始到现在，彩色电视机的干扰特 性均能达到标准要求，只是抗扰度标准的有些项目还达不到限值要求 。
电磁兼容性(EMC)讲课基本内容(第二讲)
信号线
干扰通过电缆耦合
干扰通过空间耦合进入机箱， 对电路造成干扰 通过机箱薄弱环节耦合
A B
隔离两个模块的地线和电源线，单点接地，分别供电，加强去耦 电路模块之间相互干扰 对模块进行屏蔽、隔离，互联导线经过滤波或屏蔽
电磁兼容性（EMC）讲课基本内容
2.EMC问题处理流程
电缆处理 换用高屏蔽性能电缆和连接器，并使用 电缆屏蔽层与机箱之间360度搭接 改善屏蔽层端接
电磁兼容性（EMC）讲课基本内容
2.EMC问题处理流程
机箱辐射骚扰过强
电缆问题 拔掉设备工作时不 必要的电缆 机箱辐射抚扰度过低 无改善 机箱问题 在用电缆的问题 A B C A 电源传导骚扰过强 电源线 安装电源线滤波器 检查电源线滤波器 有滤波器
常 见 电 磁 兼 容 问 题
电缆传 导问题
传导抚扰度过低
1.设计、工艺技术基本要点
相互抵消而不会产生磁场 由于两个绕组的磁场方向一致，会产生磁场
电 源 电 压
负 荷 磁芯
电 源 电 压
噪声
负 荷 磁芯
（a）差模电流情况
（b）共模电流情况
图4 共模扼流圈的结构
电磁兼容性（EMC）讲课基本内容
1.设计、工艺技术基本要点
电源线滤波器是由电感和电容组成的低通滤波，它允许直流或50Hz的 电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模 和共模两种，因此电源线滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。滤波器 的基本电路如图3所示。 图3中，C1\C2是滤除共模干扰用的电容，一般称为Y电容；而C3\C4的 作用是滤除差模干扰信号，一般称为X电容；L是电感线，一般绕制成共模 扼流圈的形式。 共模扼流圈的绕法如图所示，从图4中可以看出，当负载电流流过共模 扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上的线圈所 产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。因此即使在大负载电流 的情况下，磁芯也不会饱和。而对于共摸干扰电流，两个线圈产生的磁场 是同方向的，会有较大的电感，从而起到衰减干扰信号的作用。 图3中的地线一般是金属机箱，当设备的机箱不是金属材料时，滤波器 的地线一般与安全地相连，但由于安全地的阻抗很大，滤波器对共模干扰 的衰减效果将大大降低。
EMC电磁兼容培训课件
◆干擾源(Source of EMI):自然的,人為的. ◆干擾路徑(Propagation Mode):輻射,傳導等. ◆受干擾設備(Receivers):電視機,收音機,電話, 飛機,醫療
設備,人體組織細胞,模擬電路, 數字電路…
干擾源 EMI
干擾路徑
受干擾設備 EMC
電磁兼容原理說明
電磁兼容三要素
2.輻射騷擾:輻射騷擾是指源通過介質(包括自由空間)以電磁波的特性和規 律傳播,除了有意輻射之外還有無意輻射,如有天線作用(小於λ/4)的線路 和電纜或小環天線作用的線路和電纜,都產生輻射騷擾.
近場:D<λ感應場,以電場或磁場為主. 遠場:D>λ,電場與磁場時同時存在. D:短偶极子的長度,m λ:波長,m; λ=3×108m/s/f *自由空間波阻:377Ω
EMI:一個電子設備或系統在執行過程中有不利功能的信號出現,此 信號是不想要的且沒有意義的,它可能來自外界也可能來自自身.
EMS:電子設備或系統在操作過中不周遭電磁環境影響的能力.
EMI的發生:
EMS
電磁聲伴隨電壓,電流的作用而產生.
EMI
電磁兼容原理說明
電磁兼容基本概念
EMC就是電磁兼容性,它包含:
電磁兼容原理說明
電磁干擾概述
電磁騷擾的分類:
2 按電磁騷擾的性質分類. 可分為脈衝騷擾和平滑騷擾兩類.
3 按電磁騷擾的作用時間分類. 可分為連續騷擾,間歇騷擾,瞬變騷擾.
◆連續騷擾是長期起作用的電磁騷擾. ◆間歇騷擾是短期起作用的電磁騷擾. ◆瞬變騷擾為作用時間很短,且為非長期性的電磁騷擾.
電磁兼容原理說明
電磁兼容原理說明
電磁兼容術語
電磁信號部分
電磁環境(Electromagnetic Environment): 存在於固定場所的所有電磁現象的總和.
EMC电磁兼容培训讲义
•
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。
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Surge：浪涌波形
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Surge：试验现场
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PMS：Power-frequency Magnetic Susceptibility
PMS工频磁场试验： 模拟50Hz工频磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响。 测试标准：IEC 61000-4-8。
DIP/interruptions：模拟AC电网中接入 大功率设备引起的电网电压下降甚 至短时中断，考察设备在此工作状 态的性能稳定性。 交流测试标准：IEC 61000-4-11。 直流测试标准： IEC 61000-4-29。 跌落深度 70％ 40% 0 0
试验组合 持续时间 500ms 200ms 10ms 5s 性能判据 C C B C
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CE：测试示意图（电源端） • LISN：Line impedance stabilization network 线路阻抗稳定网络。
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Harmonics：交流电源谐波
• 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。 测试标准：IEC 61000-3-2。 测试上限为基频的40次谐波频率。
50Hz电流 试验仪器 EUT
线圈
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PMS：试验现场
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RS：Radiated Susceptibility
RS： 考察对外界电磁场干扰的抗扰能力； 测试频段：80MHz～2000MHz； 用1kHz的正弦波进行调幅，在电波暗室内进行。 测试标准：IEC 61000-4-3。
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滤波连接器 虽然是最佳 选择，但是 当空间允许 时，也可以 这样：
屏蔽盒 馈通滤波器
连接器
自制面板滤波器
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
滤波电路可以按照需要设计， 但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之 间必须使用电磁 密封衬垫！
使用形滤波器的注意事项
1阶
20N/十倍频程 6N/倍频程
10fc
100fc
1000fc
确定滤波器阶数
欲衰减20dB
50 100
L、C的数值决定截止频率
欲衰减20dB
10
100
4 6=24 20 至少4阶滤波器
阶数决定过渡带的陡度
1 20 = 20 1阶滤波器就可以了 为了保险，可用2阶
根据阻抗选用滤波电路
源阻抗 高 高 低
实际干扰电流路径
对接地没有把握 时，避免使用 形滤波器！
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
电源线滤波器的基本电路
差模电容
共模扼流圈
共模电容
共模滤波电容受到漏电流的限制
电源线滤波器的特性
理想滤波器特性
损
耗
实际滤波器特性 越来越受到关注
30MHz
频率
一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。
改善滤波器高频特性的方法
干扰抑制用铁氧体
Z = jL + R
L
R(f)
Z
R
1MHz
10MHz 100MHz 1000MHz
铁氧体磁环使用方面的一些问题
125
600
300个
1250
30个
4500
1
10
100
1000
0.1 1 10 100 1000
½匝
无偏置
1½匝
有偏置
低通滤波器对脉冲信号的影响
信号滤波器的安装位置
无屏蔽的场合
务实，奋斗，成就，成功。2020年11月25日 星期三12时25分19秒 Wednes day, November 25, 2020
抓住每一次机会不能轻易流失，这样 我们才 能真正 强大。20.11.252020年 11月25日星期 三12时 25分19秒20.11.25
谢谢大家！
对于T形（多级T）和 形（多级）电路，最外 边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。
实际电容器的特性
ZC
实际电容
理想电容
1/2 LC
f
C
L
引线长1.6mm的陶瓷电容器
电容量 谐振频率(MHZ)
1 F
1.7
0.1 F
4
0.01F
12.6
3300 pF
19.3
1100 pF
33
680 pF
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.2512:25:1912:25Nov-2025-Nov-20
重于泰山，轻于鸿毛。12:25:1912:25: 1912:25Wednesday, November 25, 2020
不可麻痹大意，要防微杜渐。20.11.2520.11.2512:25:1912: 25:19November 25, 2020
精心绕制或多个电感串联
或
注意插入增益问题
插入损耗
50 / 50 100 / 0.1 或 0.1 / 100
0 -10
频率
解决办法：差模电感上并联电阻（50 ~ 1k)，差模电容 上串联电阻（0.5 ~ 10）
选择滤波器的保险方法
0.1
~
100
100
~
0.1
滤波器 滤波器
衰减
0
50条件下的插入损耗 0.1/100条件下的插入损耗
第四章 干扰滤波技术
干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰 常用滤波电路 怎样制作有效的滤波器 正确使用滤波器
滤波器的作用
信号滤波器
电源滤波器
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。
共模和差模电流
~ ~
共模/差模干扰的产生
IDM
ICM
V ICM
V
ICM
%额定电压（Vdc）
实际电感器的特性
ZL
实际电感
理想电感
1/2 LC
f
L
C
绕在铁粉芯上的电感
电感量 （H）
3.4 8.8 68 125 500
谐振频率
(MHZ)
45 28
5.7 2.6 1.2
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT 导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素， 磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
交流输入
整流后电压 控制 整流后电流 电路
输出电压
直流输出电压
整流后电压 整流后电流
提升电压
踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就 未来。20.11.2520.11.25Wednesday, November 25, 2020
弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。12:25:1912:25: 1912:2511/25/2020 12:25:19 PM
克服电容非理想性的方法
大容量
衰减
大电容
小容量 并联电容
小电容
电容并联 LC并联 电感并联
频率
三端电容器的原理
60 普Hz
引线电感与电容 一起构成了一个T 形低通滤波器
在引线上安装两 个磁珠滤波效果 更好
地线电感起 着不良作用
三端电容的正确使用
✓
接地点要求：
插入损耗增益会暴露出来
电源线滤波器的错误安装
PCB
滤波器
PCB
滤波器
输入线过长 输入、输出耦合
电源线滤波器的错误安装
PCB
滤波器
绝缘漆
接地线
滤波器通过细线接地，高频效果很差！
滤波器的正确安装
PCB
滤
波
电源
器
• 滤波器直接接地尽量短
• 输入、输出线隔离
PCB
滤波电路 滤波器安装在线路板上时， 在电源线入口处增加一只高 频共模滤波器
低通滤波器对脉冲干扰的抑制
A
2VIPd
输入脉冲频谱
A
2VIPd
输出脉冲频谱
IL
fCO
+
f 滤波器特性
f
fCO
f
相当于脉冲的上升时间和 脉宽变大，而幅度没有减 小。
抑制脉冲干扰的方法
2VIPd
脉冲干扰频谱 经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
瞬态抑制器件与 低通滤波器一起 使用
解决谐波问题
电压提升器
直流输出
1 干净地
2 与机箱或其它较大
的金属件射频搭接
三端电容器的不足
寄生电容造成输入 端、输出端耦合
接地电感造成旁 路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离 输入输出端
一周接地 电感很小
穿心电容的插入损耗
插入损耗
普通电容
理想电容 穿心电容
1GHz 频率
馈通滤波器使用注意事项
• 必须安装在金属板上，并在一周接地 • 最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片 • 焊接时间不能过长 • 上紧螺纹时扭矩不能过大
开关电源噪声
1. 50Hz的奇次谐波（1、3、5、7 ） 2. 开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，
1MHz以上共模为主）
干扰滤波器的种类
衰减
低通
衰减
高通
截止频率
3dB
衰减
带通
衰减 带阻
低通滤波器类型
C
L
反
T
电路与插入损耗的关系
插入损耗
100 80 60 dB 40 20
fc
5阶 4阶 3阶 2阶
超微晶：r > 10000，做大电感量共模扼流圈的磁心
电感量与饱和电流的计算
S
饱和电流：
电感量
Imax = Bmax S (D1-D2)/2L
D1 D2
厂家手册给出
电感量： L （nH）= 0.2 N2 r S(mm) ln (D1/D2)
厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则 L （nH）= AL N2
重规矩，严要求，少危险。2020年11月25日 星期三12时25分19秒12:25:1925 November 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午12时25分19秒下午12时25分12:25:1920.11.25
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11.2520.11.2512: 2512:25:1912: 25:19Nov-20
滤波器靠近被滤 波导线的靠近器 件或线路板一端。
有屏蔽的场合：在屏蔽界面上
板上滤波器
板上滤波器的注意事项
滤波器靠近接口
为滤波设置干净地
滤波器要并排安装 在接口处设置档板
线路板的干净地与金属机 箱或大金属板紧密搭接
面板上滤波的简易（临时）方法
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
共模扼流圈
有意增加漏磁， 利用差模电感 共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁 芯不会饱和。
电感磁芯的选用
铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯
铁氧体：最常用
锰锌：r = 500 ~ 10000，R = 0.1~100m 镍锌：r = 10 ~ 100，R = 1k ~ 1Mm
加强自身建设，增强个人的休养。2020年11月25日 下午12时25分20.11.2520.11.25