電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)研究

1、<p>　　電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)研究</p><p>　　摘要：本文介紹了電磁兼容基本概念及電子設(shè)備的電磁兼容的設(shè)計(jì)要求,討論了接地、濾波、屏蔽技術(shù)等電磁兼容的設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:電子設(shè)備;電磁兼容;接地;濾波;屏蔽 </p><p>　　中圖分類號(hào)：F470.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　前言：目

2、前電子設(shè)備的電磁干擾問題變得越來越突出，加強(qiáng)電磁兼容設(shè)計(jì)對(duì)保證電子設(shè)備的正常運(yùn)行具有非常重要的作用。其中，PCB 設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)濾波設(shè)計(jì)以及接地設(shè)計(jì)是電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，各設(shè)計(jì)工作者應(yīng)致力于探討更好的方法來提高電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)的效果。 </p><p>　　1、電子設(shè)備電磁干擾因素的分析 </p><p>　　給電子設(shè)備帶來電磁干擾的因素總體可分為兩類，即外部因素與內(nèi)部因素

3、兩種，兩種干擾方式均具有重要的影響。 </p><p><b>　　1.1外部因素 </b></p><p>　　外部因素所帶來的干擾是指排除電子設(shè)備及系統(tǒng)以外的因素給電子設(shè)備所帶來的電磁設(shè)備做帶來的電磁干擾。其干擾方式主要有以下幾種: </p><p>　　1）高電壓或外部電壓因絕緣漏電而對(duì)電子設(shè)備及其系統(tǒng)所帶來的電磁干擾; </p&g

4、t;<p>　　2）電子設(shè)備所處的周圍空間的電磁波對(duì)電子設(shè)備及其系統(tǒng)所帶來的干擾; </p><p>　　3）電子設(shè)備運(yùn)作的環(huán)境早溫度不穩(wěn)定，導(dǎo)致電子設(shè)備內(nèi)部的電子線路參數(shù)、元件等發(fā)生改變而產(chǎn)生電磁干擾; </p><p>　　4）電子設(shè)備所處的周圍環(huán)境下有工業(yè)電網(wǎng)的供電設(shè)施，其電網(wǎng)電壓所產(chǎn)生的電磁干擾; </p><p>　　5）在特定空間內(nèi)，若電子

5、設(shè)備周圍有功率較大且磁場(chǎng)較強(qiáng)的設(shè)備，當(dāng)產(chǎn)生相互禍合時(shí)則容易對(duì)電子設(shè)備及系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾。 </p><p><b>　　1.2內(nèi)部因素 </b></p><p>　　內(nèi)部因素所帶來的干擾卞要是電子設(shè)備內(nèi)部各兀件在相互作用下產(chǎn)生的電磁干擾，卞要表現(xiàn)為以下幾種形式: </p><p>　　1）無線電信號(hào)通過電源、導(dǎo)線、地線時(shí)因阻抗發(fā)生禍合現(xiàn)象或?qū)?/p>

6、線間的互感等而造成對(duì)電子設(shè)備的電磁干擾; </p><p>　　2）電子設(shè)備或系統(tǒng)的部分兀件由于工作時(shí)間過長而發(fā)熱，而對(duì)元件木身或其他元件的穩(wěn)定性造成的電磁干擾的現(xiàn)象; </p><p>　　3）分布于各線路上的電子設(shè)備的工作電源的電容及電子設(shè)備的絕緣電阻等元件間發(fā)生漏電所引發(fā)的電磁干擾; </p><p>　　4）電子設(shè)備在運(yùn)行的過程中，若有多臺(tái)電子設(shè)備共用一組直

7、流電源或不同的電源通過同一根地線時(shí)，公共地線由于匯聚了多條電路的電流，此時(shí)若有電壓降產(chǎn)生的話則容易發(fā)生電磁干擾; </p><p>　　5）電子設(shè)備內(nèi)部大功率元件及高電壓所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與額電壓發(fā)生藕合，造成對(duì)電子設(shè)備其他部件的電磁干擾。 </p><p>　　2電子設(shè)備的電磁兼容設(shè)計(jì) </p><p>　　由上述可對(duì)電子設(shè)備造成電磁干擾因素的分析我們可以總結(jié)出，電子設(shè)

8、備電磁兼容設(shè)計(jì)的最終目的是使電子設(shè)備可不受內(nèi)部與外部因素的干擾，確保電子設(shè)備可在各特殊的電磁環(huán)境中保持正常的運(yùn)行。另外，還應(yīng)降低電子設(shè)備對(duì)其他電子設(shè)備間的干擾。如何有效控制住電子設(shè)備的干擾因素及電子設(shè)備所受的電磁干擾的傳播應(yīng)作為電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)的需重點(diǎn)突破的問題。 </p><p>　　2.1印制電路板（PCB）的設(shè)計(jì) </p><p>　　印制電路板的設(shè)計(jì)是電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)中最為

9、基礎(chǔ)的一環(huán)PCB幾乎存在于每一種電子設(shè)備當(dāng)中，PCB除了可固定電子設(shè)備上的各種小零件外，其卞要功能是提供電子設(shè)備各項(xiàng)零件的相互電氣連接.隨著電子設(shè)備復(fù)雜度的增加，PCB上的零件與線路也越來越密集PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)電路的干擾及抗干擾能力影響很大。因此，要使電子電路獲得最仕性能，除了兀器件得選擇和電路設(shè)計(jì)之外，良好的元件布局和導(dǎo)線布設(shè)在電磁兼容性也是一個(gè)非常重要的因素。 </p><p>　　2.1.1 PCB的布局

10、 </p><p>　　要考慮PCB的尺寸。若PCB的尺寸設(shè)置過大，印制線過長，則會(huì)增加阻抗，抗噪聲性能下降，成本也會(huì)增加;但若PCB尺寸過小，散熱困難，而且容易導(dǎo)致相鄰傳輸線間的串?dāng)_。因此，在對(duì)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將PCB的抗噪聲能力與抗串?dāng)_能力也納入考慮范圍，以保證尺寸設(shè)計(jì)的合理性必在元件布局時(shí)，應(yīng)將數(shù)字電路、模擬電路以及噪聲源分別放置，將高頻電路與低頻電路分開。圍繞各功能電路的核心元件進(jìn)行布局，保證各元件沿同

11、一力一向整齊、緊湊排列，易受干擾的兀器件不能相鄰布局，以防信號(hào)間的藕合。 </p><p>　　2.1.2PCB的布線 </p><p>　　PCB布線總原則為先布時(shí)鐘、敏感信號(hào)線，再布高速信號(hào)線，最后布一般的不重要的信號(hào)線。 </p><p>　　電源線、地線及印制導(dǎo)線在印制板上排列要恰當(dāng)，盡量做到短而直，以減小信號(hào)線與回線之間所形成的環(huán)路面積。 </p&g

12、t;<p>　　電源線、地線及印制導(dǎo)線對(duì)高頻信號(hào)應(yīng)保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線、地線或印制板導(dǎo)線都會(huì)成為接受與發(fā)射干擾的小天線。降低這種干擾的方法除了加濾波電容外，更值得重視的是減小其高頻阻抗。 </p><p>　　2.2電磁兼容中的濾波設(shè)計(jì) </p><p>　　電磁兼容的濾波設(shè)計(jì)的卞要目的是將沿導(dǎo)線傳播的電磁干擾因素予以抑制的方法。設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于高頻電路帶來

13、的干擾，可將由一個(gè)電感器和兩個(gè)電容器組成的n型濾波器作為濾波措施，并選用阻容與感容的去耦網(wǎng)絡(luò)將電源與電路進(jìn)行隔離，以接觸電路間的耦合現(xiàn)象，從而防止電路中侵入干擾信號(hào)。設(shè)計(jì)中也可將共模濾波單元與差模濾波單七進(jìn)行組合設(shè)計(jì)來達(dá)到抑制共模與差模電流的目的。其方法的作用機(jī)制是共模濾波單兀與差模濾波單元與雙階LC低通濾波單兀具有等同的效果。自身等效串聯(lián)電阻ESR、走線導(dǎo)帶等因素均會(huì)對(duì)濾波電容造成一定影響，濾波電容與寄生電阻會(huì)在高頻段產(chǎn)生零點(diǎn)，可降低

14、LC網(wǎng)絡(luò)對(duì)高頻段噪聲的衰退力。 </p><p>　　2.3電磁兼容中的接地設(shè)計(jì) </p><p>　　接地設(shè)計(jì)是電子設(shè)備抗干擾的關(guān)鍵手段。設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及電路組合接地方案、接地點(diǎn)、抑制接地?cái)_措施等。在進(jìn)行接地點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，若采用單點(diǎn)接地，則會(huì)增加接地線的長度，從而造成接地線巾翩寸力的增加，形成電磁干擾。所以在設(shè)計(jì)中我們宜采用多點(diǎn)、就近接地的力一式，減少接地點(diǎn)間電位差，增強(qiáng)抗干擾能力。在進(jìn)行電路組

15、合接地力一案設(shè)計(jì)上時(shí)，應(yīng)保證接地而與接地線間的直流阻抗<2.5mW，使設(shè)備中各個(gè)接地點(diǎn)直接連接離其最近的接地而，確保接地線的電氣連接的可行性。最后還要對(duì)接地而采取抗氧化、抗腐蝕，提升接地效果等處理。 </p><p>　　需要屏蔽的地方，做成一個(gè)封閉的導(dǎo)電殼體并接地，把內(nèi)外兩種不同的電磁波隔離開。實(shí)踐表明，若屏蔽材料能達(dá)到（30～40）dB以上衰減量的屏蔽效果時(shí)，就是實(shí)用、可行的。 </p>

16、<p>　　為實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化控制 ，各系統(tǒng)配置了各種自動(dòng)化元件 ，如流量開關(guān)、壓力開關(guān)、壓力變送器、液位開關(guān)、液位變送器、油混水信號(hào)器、差壓開關(guān)、差壓變送器、溫度傳感器、溫度變送器、位移傳感器、行程開關(guān)等。這些自動(dòng)化元件在使用過程中需根據(jù)實(shí)際需要調(diào)試整定 ，以滿足機(jī)組監(jiān)控需要 ，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)化監(jiān)控。 </p><p><b>　　結(jié)語： </b></p><p

17、>　　電磁屏蔽作為一種干擾能量的作用。是利用屏蔽體對(duì)干擾電磁波的吸收、反射來到大減弱高人能量。它采用低電阻的導(dǎo)體材料，并且利用電磁波在屏蔽導(dǎo)體表面產(chǎn)生的反射以及在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生吸收和多次反射而起到一定的屏蔽作用。其目的有效的阻止電磁波從一例空間向一例空間傳揚(yáng)。泄露場(chǎng)強(qiáng)度大小或屏蔽效能的多少來衡量屏蔽效果的大小和強(qiáng)弱。電磁兼容技術(shù)涉及面很廣，電磁兼容性領(lǐng)域也正在發(fā)展，重要的是掌握有關(guān)電磁兼容的基本原理，認(rèn)真分析和試驗(yàn)，選擇合適的解決問

18、題方法，就能實(shí)現(xiàn)EMC的要求。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　?。?］高攸綱.電磁兼容總論［M］.北京郵電出版社，2001. </p><p>　?。?］陳淑風(fēng).電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)［M］.北京郵電出版社，2001. </p><p>　?。?］白同云.電磁兼容設(shè)計(jì)［M］.北京郵電出版