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電磁兼容EMC設(shè)計(jì)與整改理論講義

 南岸未陰 2022-01-13

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EMC整改小技巧:
一、差模干擾與共模干擾
差模干擾:存在于L-N線之間,電流從L進(jìn)入,流過整流二極管正極,再流經(jīng)負(fù)載,通過熱地,到整流二極管,再回到N,在這條通路上,有高速開關(guān)的大功率器件,有反向恢復(fù)時(shí)間極短的二極管,這些器件產(chǎn)生的高頻干擾,都會(huì)從整條回路流過,從而被接收機(jī)檢測(cè)到,導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo)。
共模干擾:共模干擾是因?yàn)榇蟮嘏c設(shè)備電纜之間存在寄生電容,高頻干擾噪聲會(huì)通過該寄生電容,在大地與電纜之間產(chǎn)生共模電流,從而導(dǎo)致共模干擾。
下圖為差模干擾引起的傳導(dǎo)FALL數(shù)據(jù),該測(cè)試數(shù)據(jù)前端超標(biāo),為差模干擾引起:
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下圖為開關(guān)電源EMI原理部分:
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圖中CX2001為安規(guī)薄膜電容(當(dāng)電容被擊穿或損壞時(shí),表現(xiàn)為開路)其跨在L線與N線之間,當(dāng)L-N之間的電流,流經(jīng)負(fù)載時(shí),會(huì)將高頻雜波帶到回路當(dāng)中。此時(shí)X電容的作用就是在負(fù)載與X電容之間形成一條回路,使的高頻分流,在該回路中消耗掉,而不會(huì)進(jìn)入市電,即通過電容的短路交流電讓干擾有回路不串到外部。
對(duì)差模干擾的整改對(duì)策:
1. 增大X電容容值
2. 增大共模電感感量,利用其漏感,抑制差模噪聲(因?yàn)楣材k姼袔追N繞線方式,雙線并繞或雙線分開繞制,不管哪種繞法,由于繞制不緊密,線長(zhǎng)等的差異,肯定會(huì)出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象,即一邊線圈產(chǎn)生的磁力線不能完全通過另一線圈,這使得L-N線之間有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于在L-N之間串聯(lián)了一個(gè)電感)
 
下圖為共模干擾測(cè)試FALL數(shù)據(jù):
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電源線纜與大地之間的寄生電容,使得共模干擾有了回路,干擾噪聲通過該電容,流向大地,在LISN-線纜-寄生電容-地之間形成共模干擾電流,從而被接收機(jī)檢測(cè)到,導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo)(這也可以解釋為什么有的主板傳導(dǎo)測(cè)試時(shí),不接地通過,一夾地線就超標(biāo)。USB模式下不接地時(shí),電流回路只能通過L-二極管-負(fù)載-熱地-二極管-N,共模電流不能回到LISN,LISN檢測(cè)到的噪聲較小,而當(dāng)主板的冷地與大地直接相連時(shí),線纜與大地之間有了回路,此時(shí)若共模噪聲未被前端LC濾波電路吸收的話,就會(huì)導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo))
對(duì)共模干擾的整改對(duì)策:
1. 加大共模電感感量
2. 調(diào)整L-GND,N-GND上的LC濾波器,濾掉共模噪聲
3. 主板盡可能接地,減小對(duì)地阻抗,從而減小線纜與大地的寄生電容。

、產(chǎn)品電磁兼容騷擾源有:
1、設(shè)備開關(guān)電源的開關(guān)回路:騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz,高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
 2、設(shè)備直流電源的整流回路:工頻線性電源工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百kHz;開關(guān)電源高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)十MHz。
 3、電動(dòng)設(shè)備直流電機(jī)的電刷噪聲:噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。
 4、電動(dòng)設(shè)備交流電機(jī)的運(yùn)行噪聲:高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
 5、變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射:開關(guān)調(diào)速回路騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz。
 6、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)切換的開關(guān)噪聲:由機(jī)械或電子開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz
7、智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾:騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz,高次諧波可延伸到數(shù)百MHz。
8、微波設(shè)備的微波泄漏:騷擾源主頻數(shù)GHz。
 9、電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾發(fā)射:騷擾源主頻幾十kHz,高次諧波可延伸到數(shù)十MHz
 10電視電聲接收設(shè)備的高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波:騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百MHz,高次諧波可延伸到數(shù)GHz
11、信息技術(shù)設(shè)備及各類自動(dòng)控制設(shè)備的數(shù)字處理電路:騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百MHz(經(jīng)內(nèi)部倍頻主頻可達(dá)數(shù)GHz),高次諧波可延伸到十幾GHz。

溫馨提示:(EMC最新標(biāo)準(zhǔn)匯總,需要請(qǐng)文末留言或郵箱)

(1)YY 9706.112-2021 醫(yī)用電氣設(shè)備 第1-12部分:基本安全和基本性能的通用要求 并列標(biāo)準(zhǔn):預(yù)期在緊急醫(yī)療服務(wù)環(huán)境中使用的醫(yī)用電氣設(shè)備和醫(yī)用電氣系統(tǒng)的要求
(2)GB∕T 38659.1-2020 電磁兼容 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 第1部分:電子電氣設(shè)備
(3)YY 9706.210-2021 醫(yī)用電氣設(shè)備 第2-10部分:神經(jīng)和肌肉刺激器的基本安全和基本性能專用要求
(4)GB 9706.1-2020 醫(yī)用電氣設(shè)備 第1部分:基本安全和基本性能的通用要求
(5)GB/T 17626.2-2018《電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)》
(6)GB/T 17626.4-2018《電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》
(7)GB/T 17626.5-2019《 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》
(8)GB∕T 37283-2019 服務(wù)機(jī)器人 電磁兼容 通用標(biāo)準(zhǔn) 抗擾度要求和限值
(9)GB∕T 38326-2019 工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療機(jī)器人 電磁兼容 抗擾度試驗(yàn)
(10)GB∕T 37284-2019 服務(wù)機(jī)器人 電磁兼容 通用標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)射要求和限值
(11)GB∕T 37283-2019 服務(wù)機(jī)器人 電磁兼容 通用標(biāo)準(zhǔn) 抗擾度要求和限值
(12)GB/Z 17625.13-2020 電磁兼容 限值 接入中壓、高壓、超高壓電力系統(tǒng)的不平衡設(shè)施發(fā)射限值的評(píng)估
(13)GB∕T 37132-2018 無線充電設(shè)備的電磁兼容性通用要求和測(cè)試方法
(14)GB∕T 36282-2018 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法
(15)GB∕T 4343.2-2020 家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的電磁兼容要求 第2部分:抗擾度
(16)GB∕T 18039.10-2018 電磁兼容 環(huán)境 HEMP環(huán)境描述 輻射騷擾
(17)GB∕T 38909-2020 民用輕小型無人機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性要求與試驗(yàn)方法
(18)GBT 15579.10-2020 弧焊設(shè)備 第10部分:電磁兼容性(EMC)要求
(19)GBT 37130-2018汽車人體輻射
(20)GB∕T 40134-2021 航天系統(tǒng)電磁兼容性要求
…………等等……
       學(xué)習(xí)如春起之苗,不見其日增,而日有所長(zhǎng)。

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