新仪安规综合测试仪浅谈电子设备的电磁兼容性设计

本文简要介绍了电磁兼容设计的较有效的几种方法,结合工程实践案例的分析,主要对屏蔽、滤波等电磁干扰控制技术进行了详细的论述,提出了一些较有效的电磁兼容性设计方法,并在实践中取得良好的应用。

新仪安规综合测试仪浅谈电子设备的电磁兼容性设计

一、电磁兼容性分析

电磁兼容性是指器件、设备或系统在所处电磁环境中良好运行,并且不对其所在环境产生任何难以承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容涵盖了电磁干扰和电磁敏感度。为实现系统内设备互不干扰、兼容运行,即要控制骚扰源的电磁发射,又要提高受骚扰对象的抗扰度。


二、电磁干扰方式分析

自然因素和人为因素是电磁干扰的两种方式。按来源我们也可以把其分为内部干扰和外部干扰。内部干扰即指电子设备内部的各电子器件间的干扰。例如漏电造成的干扰、导线间互感造成的干扰,元件发热造成对其它元件的干扰,元件产生的磁场造成的干扰等各方面,外部干扰主要除了电子产品本身以外的干扰因素。如外部电磁场干扰、外部电磁波干扰、外部高电压干扰、外部湿度、温度、酸碱度干扰、电压不稳造成的干扰等。


三、电磁兼容性设计

电磁干扰有三大因素,具体是指感受器、干扰源(信号发生器如静电枪、浪涌测试仪等设备)与耦合途径。当此三个因素都满足条件时就不会产生电磁干扰。<


基于此,电子产品在设计时就需要考虑到两方面问题,一是电子产品本身不受内、外部因素干扰,另外是电子产品本身不要对其它产品产生干扰。基于这两方面的考虑在设计时主要从三大因素考虑。电磁兼容性设计内容包括:限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传递及增强敏感设备的抗干扰能力。


1、PCB设计

电磁兼容性设计的首要任务就是PCB设计。PCB设计的好坏将直接决定了电子产品电磁兼容性能。合理的PCB设计,可以使电子产品降低电磁干扰并减轻电磁干扰带来的影响。电子设备PCB的电磁兼容设计,关键在于模拟和逻辑有源器件固有的电磁敏感特性,由于方波信号具有高阶谐波成分,因此在数字电路设计时,应在满足产品设计要求的情况下,尽量选择低的边沿变化速度。除元器件选择外,还要综合运用去耦电容、铁氧体端接、线路排布、地和电源设计等有效有段,增强去耦效果,优化抗扰性能。


2、屏蔽设计

屏蔽设计就是利用介质将电磁减小或阻止的设计,介质通常是带有吸收功能的金属,能够实现阻挡功能。按介质分类,可将屏蔽介质分为电屏蔽与磁屏蔽。设计当中还需要考虑缝隙问题。研究发现,当缝隙的zui大线形尺寸等于干扰源半波长的整数倍时,缝隙的电磁泄露zui大。


3、接地技术

接地设计是通过接地的方式来减少电磁干扰的重要手段,也是常规手段。在设计当中要考虑接地点、接地方式等。在电磁兼容性设计中可以考虑以下方法:减少接地点之间电位差、管形接地线、保证接地线的电气连接可靠性、接地方式的选择。


4、滤波技术

滤波技术主要是通过电磁干扰滤波器来抑制干扰,它是提高电磁兼容性的主要手段,滤波器的应用可以使电磁干扰信号强度减弱、电平降低。但是在设计当中对于滤波器的安装位置、安装方法要有很好的把握。


5、合理布局

合理布局是设计师应具备的基本能力,就是整个电子产品其内部的各电子器件以及走线科学合理、不会造成相互干扰、导线间互感等情况的发生,从而使电磁干扰降到zui低。


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