电气设计emc

EMC案例分析

设

计

报

告

姓名：赵旭东

学号： 17054261

一. 试验方法与试验技巧问题（两例）

案例1：电磁干扰问题的诊断和整改步骤

当一个产品无法通过电磁骚扰发射测试时，不能先入为主地主观确定要在哪些地方采取措施。因为最后发现问题的地方往往都是起先认为不太可能的地方。由于电磁骚扰发射问题的错综复杂性，因此不论产品熟悉与不熟悉，都要逐一确认，甚至要多次确认。

1.EMC原理：辐射干扰。

2.核心问题：在实验过程中设备内部的线路或者外部所连接的线路会被当作天线从而对设备造成辐射干扰，从而失准。

3.解决思路：（1）将桌子转到被试设备最大发射的位置，初步诊断造成被试设备辐射大的原因。并关掉被试设备电源加以确认。

其中，特别需要注意最后关闭设备确认是否是被测设备本身以外的因素造成

的噪声，这点非常重要。

（2）将连接被试设备的周边电缆逐一取下，看干扰的噪声是

否降低或消失。

原因一：有可能是设备距离周边电缆过近，从而将被其所发射的辐射影响。

例如设备的电源线。

原因二：是设备内部的引线太过靠近噪声源从而变成辐射天线。

原因三：电路板上面的组件成为辐射来源。电器元件也会发射很强大辐射。

（3）如果电源线无法移去，可在线上套上铁氧体磁环，不过

此方法只适用于200MHz以下的噪声。

（4）若对于有电池的设备可检查是否是电池造成的辐射噪声。

可以尝试取下电池来检查噪声是否消除。

（5）检查电缆接头端的接地螺丝是否旋紧，以及外端接地是

否良好。依前面三个步骤找了一下问题后，必须再做一些检查，透过这些检查，

也许不须做任何修改，便可通过电磁骚扰的辐射测试。例如检查电缆端的螺丝是

否旋紧。这时可以将松掉的螺丝上紧，以加强电缆线的屏蔽效果。另外，还可以

检查设备外接连接插头的接地是否良好，假设外壳为金属而且有喷漆，则可考虑

将连接插头处的喷漆刮掉，使其接地效果较佳。

4.自我心得：造成设备被辐射影响的原因有很多，其中有许多原因都是很细小的地方，因此不能懒惰，应该在可能造成问题的地方多次尝试，甚至反复尝试，只有耐心寻找每个可能造成噪声的地方才能最终解决问题。做试验要有钻研的品格。有的时候接触不良都可能造成试验的不成功，不能因小失大。

案例 2 ：传导骚扰电压测试中的设备接地点选择

对某信息技术类设备作电源线传导骚扰电压测试，被试设备的接地线采取就近接地（接参考接地板），发现测试结果不满足限值要求。

1.EMC原理：电磁兼容性会受到布局的影响。

2.核心问题：设备本身存在干扰回路。

3.解决思路：此案例中的试验是在封闭环境下进行的，因此应该排除收到外界因素干扰的原因，应在设备本身方面寻找原因，例如接线是否良好或者试验布局是否有问题。通过对设备试验布局的观察可以看出是试验布局存在问题回路，在电磁兼容的分析中，这个环路既可以成为电磁骚扰的辐射发射天线，也可以成为干扰接收的天线。对于后一情况，当环路中的磁通发生变化时，就将在环路中感应出电流，这个电流的大小与环路的面积成正比，而且对于特定大小的环路，还将在特定频率上产生谐振。从前图可见，只要环路中有感应电流产生，必定会增大人工电源网络检测到骚扰电压。至于上述分析中的电磁骚扰的辐射源，有可能是被试设备本身，通过设备表面形成向外的辐射。

改进办法：试验布局的改进办法：将被试设备的接地线从就近接地改为经人工电源网络的接地端子接地，被试设备的接地线尽量靠近被试设备与人工电源网络之间的电源连线，以便使由这两根线构成的电磁骚扰的接收环线为最小。

4.自我心得：在试验出现问题时，应该先排除外部原因，确定不是外部原因引起的故障时，再深入探究内部原因，多考虑磁通变化产生电流从而会交变影响这一因素来排除故障原因。

本案例是传导骚扰测试中很值得注意的接地问题，

（1）应将被试设备的接地线直接接到人工电源网络的接地端，而且接地线要和电源线尽量靠拢走线，以免造成较大环路，接收意外的骚扰。

（2）对于带有较大低频辐射的产品（150kHz ～30MHz ），如果除了电源线之外还有信号线，在做电源线的传导骚扰测试时，要注意信号线和电源线（及其环路）的相对位置，避免相互之间产生耦合。

（3）本案例中除了改变布局，其他如增加被试设备电源端口的滤波器在一定程度上也可能得到解决，因为测试得到的结果总是综合的，改变某一个因素都有可能使结果符合测试要求，但这里试验的规范是放在第一位的。

二. 开关电源的设计结构和调试问题（六例）

案例3：开关电源高频变压器屏蔽问题

开关电源中产生电磁骚扰的根本原因是线路内部存在变化速率很高的电流

和电压，它们通过导线的直接传导，以及通过电感和电容的耦合，形成间接传

导的电磁骚扰发射。以反激式变换器为例，

1.EMC原理：原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相

当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中

的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模

电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无

影响。

2.核心问题：共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由

两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一

个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现

出很小的漏电感几乎不起作用。

3.解决思路：

（1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线

圈的匝间不发生击穿短路。

（2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。

（3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发

生击穿。

（4）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发

生击穿。

（5）通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因

此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。另外选

择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。

4.自我心得：图中，输入整流后的电流为尖脉冲电流。初级电路在开关晶

体管导通和截止瞬间，变换器中电压、电流变化率很高，这些波形中含有丰富的

高频谐波。另外，在主开关管的开关过程和整流二极管的反向恢复过程中，电

路中的寄生电感和电容会发生高频振荡，以上这些都是电磁干扰的来源。如果将

两层屏蔽绕组换为两层屏蔽铜箔，对共模传导电流将有更好的抑制效果。