首页/文章/ 详情

分析电磁兼容的三种抑制方法!

1月前浏览934

本文摘要:(由ai生成)

电磁兼容(EMC)包括电磁干扰(EMI)和电磁耐受性(EMS),对于抑制电磁兼容问题,目前主要有三种方法:接地、滤波和电磁屏蔽。接地可防止电击、损坏和干扰;滤波技术用于选择信号和抑制干扰;电磁屏蔽则控制电磁干扰的传播。在实际应用中,需注意接地类型、滤波器选择和屏蔽材料等因素。设计PCB板时也应考虑电磁兼容性,避免后期出现问题。这些措施对于电子竞技、电子设备等领域具有重要意义。

第2425期

电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中满足要求,不会对其环境中的任何设备造成以忍受的电磁干扰的能力。

EMC包括EMI(电磁干扰)和EMS(电磁耐受性)。所谓EMI电磁干扰,是指机器本身在执行应有功能时产生的不利于其他系统的电磁噪声;EMS是指机器在执行应有功能时不受周围电磁环境影响的能力。


目前,许多国家都发布了自己的电磁兼容标准。EMC是对设计师经验和能力的极大考验。如何抑制电磁兼容?通过查找信息,我主要了解以下三种与我们目前相关的抑制方法。

(1)接地

在电子竞技中,我们经常讨论的问题之一是接地和接地方法。虽然这个术语使用得如此自然,接地方法讨论了这么多情况,但许多人并没有认真考虑它的具体含义,面对许多接地不当造成的问题。

接地类型可分为安全接地和信号接地,安全接地可分为设备安全接地、零保护和防雷接地、单点接地、多点接地、混合接地和悬浮接地。

接地通常是指电位参考点取地。在实际系统中,通常使用低阻抗导体作为地面,如外壳。接地的主要作用是防止人身电击、设备和线路损坏、防火和雷击、防静电损坏和电力系统的正常运行。


(2)滤波

滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰。为实现这两个功能而设计的网络称为滤波器。滤波器通常可分为两类:信号选择滤波器和电磁干扰(EMI)滤波器。

信号选择滤波器是一种对所选信号范围相位影响最小的滤波器,可以有效地去除不必要的信号重量。

电磁干扰滤波器是一种能有效抑制电磁干扰的滤波器。电磁干扰滤波器常分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等。

电路板上的电线是最有效的接收和辐射天线。由于导线的存在,电路板上往往会产生过强的电磁辐射。同时,这些导线可以接受外部电磁干扰,使电路对干扰非常敏感。在导线上使用信号滤波器是解决高频电磁干扰辐射和接收问题的有效途径。脉冲信号的高频成分非常丰富。这些高频成分可以通过导线辐射超过电路板的辐射标准。信号滤波器的使用可以大大降低脉冲信号的高频成分。由于高频信号的高辐射效率和高频成分的降低,电路板的辐射将大大改善。

电源线是电磁干扰传输设备和传输设备的主要途径。通过电源线,电网上的干扰可以传输到设备,干扰设备的正常运行。同样,设备的干扰也可以通过电源线传输到电网上,干扰网上的其他设备。为了防止这两种情况,必须在设备的电源入口安装一个低通量滤波器,该滤波器只允许设备的工作频率(50Hz、60Hz、400Hz)通过,高频干扰损失较大,因为该滤波器专门用于设备电源线,所以称为电源线滤波器。

电源线上的干扰电路以两种形式出现。一种是在火线零线电路中,其干扰称为差模干扰。另一种是在和火线、零线、地线和地面的电路中,称为共模干扰。通常在200Hz以下,差模干扰成分占主要部分。当超过1MHz时,共模干扰成分占主要成分。电源滤波器可抑制差模干扰和共模干扰,但由于电路结构不同,对差模干扰和共模干扰的抑制效果不同。因此,滤波器的技术指标可分为差模插入损耗和共模插入损耗。

就像我们做的线性直流开关稳压电源一样,整流后会有大小电容滤波,输出处也会有耦合电容。

(3)电磁屏蔽

电磁屏蔽是控制电磁干扰从一个区域到另一个区域的感应和辐射传播的方法。

屏蔽一般分为两种类型:一种是静电屏蔽,主要用于防治静电场和恒定磁场的影响,另一种是电磁屏蔽,主要用于防止交变电场、交变磁场和交变电磁场的影响。

静电屏蔽应有两个基本点,即完美的屏蔽和良好的接地。电磁屏蔽不仅要求良好的接地,而且要求屏蔽具有良好的导电连续性,屏蔽的导电要求远高于静电屏蔽。因此,为了满足电磁兼容性的要求,通常使用高导电材料作为屏蔽材料,如铜板、铜箔、铝板、铝箔、钢板或金属涂层、导电涂层。

在实际屏蔽中,电磁屏蔽效率在很大程度上取决于底盘的结构,即导电的连续性。底盘上的接头和开口是电磁波的泄漏源。通过底盘的电缆也是屏蔽效率下降的主要原因。解决底盘间隙电磁泄漏的方法是在间隙处使用电磁密封垫。电磁密封垫是一种导电弹性材料,可以保持间隙处的导电连续性。常见的电磁密封垫包括导电橡胶、双导电橡胶、金属编织网套、螺旋管垫、定向金属导电橡胶等。底盘上开口的电磁泄漏与开口的形状、辐射源的特性以及辐射源与开口之间的距离有关。通过适当设计开口尺寸和辐射源与开口之间的距离,可以提高屏蔽效率的要求。

对于计算机显示屏,它不仅要满足视觉需求,还要满足防电磁泄漏的要求。高性能屏蔽视窗通常安装在显示屏前。屏蔽底盘上不允许直接通过导线。当导线必须穿过底盘时,必须使用适当的滤波器或屏蔽导线。

在我们的电子竞技模拟问题中,经常使用屏蔽线。屏蔽线是用金属网编织层包裹信号线的传输线。编织层通常是红铜或镀锡铜。屏蔽线的作用是将电磁场噪声源与敏感设备隔离,切断噪声源的传输路径。

还有我们在网上买的芯片或单片机。当我们发送它们时,有一个静电屏蔽袋。老师还强调不要随意触摸芯片。这些措施是为了避免静电损坏芯片。

在设计PCB板时,还应注意电磁兼容性。从现在开始,我们应该培养自己在设计阶段充分考虑EMC问题的抑制措施,以避免过多的错误和后悔。


来源:电磁兼容之家
电源电路电磁兼容电力电子芯片电场材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-11-03
最近编辑:1月前
电磁兼容之家
了解更多电磁兼容相关知识和资讯...
获赞 25粉丝 141文章 2048课程 0
点赞
收藏
作者推荐

电路设计中三种常用接地方法

本文摘要:(由ai生成)本文介绍了电子设备接地的重要性,包括地的分割与汇接、接地的含义、目的和常见三种接地方法:单点接地、多点接地和混合接地。单点接地适用于低频电路,但存在公共地线阻抗问题;多点接地适用于高频电路,可降低地线阻抗;混合接地则适用于高低频混合电路。接地的一般选取原则为:低频电路采用单点接地,高频电路采用多点接地,高低频混合电路采用混合接地。正确的接地方法能提高电子设备抑制电磁干扰的能力,减少对外EMI发射,提高工作稳定性。第2428期众所周知,良好的EMC设计离不开优秀的接地,本文详细介绍三种常用接地方法。一、地的分割与汇接接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力,又能减少产品对外的EMI发射。二、接地的含义电子设备的“地”通常有两种含义:一种是“大地”(安全地),另一种是“系统基准地”(信号地)。接地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路。“接大地”就是以地球的电位为基准,并以大地作为零电位,把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连接。把接地平面与大地连接,往往是出于以下考虑:1.提高设备电路系统工作的稳定性;2.静电泄放;3.为工作人员提供安全保障。三、接地的目的1.安全考虑,即保护接地;2.为信号电压提供一个稳定的零电位参考点(信号地或系统地);3.屏蔽接地。四、常见三种接地方法1. 单点接地单点接地,顾名思义,就是把电路中所有回路都接到一个单一的,相同的参考电位点上。单点接地可以分为“串联接地”和“并联接地”两种方式。串联单点接地的方式简单,但是存在共同地线的原因,导致存在公共地线阻抗,如果此时串联在一起的是功率相差很大的电路,那么互相干扰就非常严重。并联单点接地的方式可以避免公共地线耦合的因素,但是每部分电路都需要引地线到接地点上,需要的地线就过多,不实用。所以,在实际应用时,可以采用串联和并联混合的单点接地方式。在画PCB板时,把互相不易干扰的电路放一层,把互相容易发生干扰的电路放不同层,再把不同层的地并联接地。如下图所示。单点接地在高频电路里面,因为地线长,地线的阻抗是永远避免不了的因素,所以并不适用,那怎么办呢?下面再介绍“多点接地”。2. 多点接地当电路工作频率较高时,想象一下高频信号在沿着地线传播时,所到之处影响周边电路会有多么严重,因此所有电路就要就近接到地上,地线要求最短,多点接地就产生了。多点接地,其目的是为了降低地线的阻抗,在高频(f 一定的条件下)电路中,要降低阻抗,主要从两个方面去考虑,一是减小地线电阻,二是减小地线感抗。a.减小地线导体电阻,从电阻与横截面的关系公式中我们知道,要增加地线导通的横截面积。但是在高频环境中,存在一种高频电流的趋肤效应(也叫集肤效应),高频电流会在导体表面通过,所以单纯增大地线导体的横截面积往往作用不大。可以考虑在导体表面镀银,因为银的导电性较其他导电物质优秀,故而会降低导体电阻。b.减小地线的感抗,最好的方法就是增大地线的面积。在实际应用时,地线短,地面积大,抗干扰的效果就会更好。写到这里时,可能有人会问,如何才算是高频电路?“通常1MHZ以下算低频电路,可以采用单点接地,10MHZ以上算高频电路,可以采用多点接地的方式”,1MHZ和10MHZ时,如果最长地线不超过波长的1/20,可以单点接地,否则多点接地。如图所示:3. 混合接地如图所示,通过图来分析。上图中的第一种结构,假定工作在低频电路中,根据容抗Zc = 1/2πfc可知,容抗在低频环境下很大,而高频环境下很小。那么地线在低频时是断开的,在受到高频干扰时接近导通。如此接法可以有效避开地线环路的干扰影响。上图中的第二种结构,假定工作在高频电路中,根据感抗Zl = 2πfl可知,感抗在低频环境下很小,而高频环境下很大。那么地线在低频时是类似导通的,在受到高频干扰时是断开。如此接法可以有效避开地环路电流的影响。综述,在实际应用中,电路根据工作环境采用合适的接地方式可以有效避开干扰信号,达到电路的最优效果,混合接地会是个好选择!五、总结对于接地的一般选取原则如下:1.低频电路(<1mhz),建议采用单点接地;2.高频电路(>10MHZ),建议采用多点接地;3.高低频混合电路,混合接地。来源:电磁兼容之家

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈