顺利通过电磁兼容试验

第八章顺利通过电磁兼容试验 传导发射试验辐射发射试验电快速脉冲试验浪涌试验静电放电试验典型电磁兼容试验 典型试验一：电源线传导发射目的：直流电机、变频器 传导发射 开关电源干扰发射的原因220VAC共模干扰耦合路径 传导发射的对策 滤波器的选择共模插损差模插损开关频率插损IL 40dB有辐射发射要求时注意高频 传导发射超标时常见的错误传导发射试验失败的设备附加滤波器盲目地附加滤波器 常见而奇怪的问题 传导发射判断的步骤检查滤波器安装问题截止频率过高过渡带不陡高频滤波不良拔掉电源线附近的其它电缆差共模判断检查滤波器问题差模共模 典型试验二：辐射发射目的：防止对通信设备的影响 辐射发射 辐射发射的对策电源滤波器屏蔽机箱信号滤波器线路板与互连线的设计屏蔽电缆 屏蔽机箱对于含有数字电路的设备往往是必要的，特别是通过军标（RE102），是必需的。涉及内容：电磁密封衬垫的选用面板上显示、操作器件的处理孔洞的设计 屏蔽电缆所有没有使用信号滤波器的电缆都是必要的设计内容：屏蔽电缆的选择屏蔽层的端接 电源线滤波器不合适的电源线滤波器是导致辐射发射超标的主要原因之一。滤波器选用和使用：选择面板安装方式的滤波器滤波器的高频特性滤波器的安装方式 信号电缆滤波器所有有条件滤波的电缆上应该安装设计内容：滤波器的形式（线路板安装或面板安装）电容的容量电路的形式 非屏蔽机箱怎样处理控制差模辐射控制差模辐射金属板线路板信号地接机壳电缆下铺设铜皮电源滤波器 辐射发射超标时常见的错误将全部注意力放在：屏蔽机箱、机柜是否接地良好屏蔽机箱、机柜上是否有孔洞、缝隙忽略电源线和信号电缆的问题 判断导致超标原因的步骤拔掉所有信号电缆所有电缆可拔下只剩电源线不可拔下无电缆是其它电缆问题排除电源线故障合格不合格电缆故障排除机箱故障仅保留电源线不是是否电源线问题机箱问题排除电缆故障合格排除电缆故障不合格逐根插上电缆 不合格合格不合格结束结束合格合格合格 典型试验三：电快速脉冲目的：对电感性负载断开时的干扰的敏感性 电感性负载 电快速脉冲（EFT或FTB）试验波形双指数脉冲 15ms脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是300ms 电快脉冲试验容性卡钳距参考地100mm,轮流卡每根电缆EUT与参考地平面 之间的距离大于100mm参考地平面的每个边要超出EUT100mm并与大地相连EUT与发生器或卡钳之间的电源线或信号线长度小于1米脉冲群信号源连辅助设备与端接 GJB151A中的类似试验5 43 21 0 Limit Level (Amps) Nanoseconds 30 ns. (Minimum) 2 2 90% 10% REPETITION RATE = 30Hz 5 cm5 cm A ctu a l o r S im u la te dL o a d s a n d S ig n a lsIn te rco n n e ctin gC a b le s P o w e rIn p u t M o n ito rP ro b eIn je ctio nP ro b e M o n ito rP ro b e5 cm In je ctio nP ro b e5 cm L IS N M e a su re m e n tR e ce ive rBD ire ctio n a lC o u p le r A m p lifie rS ig n a lG e n e ra to r M e a su re m e n tR e ce ive rAE U T Bulk cable injection evaluation. 电快速脉冲试验失败的机理一 VN 电快速脉冲试验失败的机理二 电源线上的对策在电源线入口处安装高频性能良好的滤波器 信号电缆对策一平衡电路： V = 0 信号电缆对策二屏蔽电缆： 信号电缆对策三共模扼流圈：Z CMVN 铁氧体磁环匝数与特性的关系 信号电缆对策四滤波电容： 典型试验四：浪涌试验目的：附近发生雷电时，设备的抗扰度一般小于75kA最大可达300kAI导体周围产生强磁场 浪涌（模拟雷电干扰）试验波形 浪涌试验装置信号电缆用的耦合解耦网络接电网接辅助设备 EUT与发生器或耦合器之间的电缆小于2米保护地线要能够承受浪涌电流 浪涌试验内容 军标中的类似试验CS106交流直流 CS106试验的校准V5在5无感电阻上校准得到规定的电压值0.06 CS106试验波形tVp Vp = 100V、200V、400Vt = 0.15s 、5s或 10 s 浪涌试验对设备影响的机理电源线上过高的电压导致器件损坏流过器件过大的电流导致器件损坏 浪涌试验的对策浪涌抑制器件压敏电阻瞬态抑制二极管气体放电管低通滤波器上策下策 瞬态干扰抑制器件瞬态干扰气体放电管压敏电阻瞬态抑制二极管 VI VI VI 瞬态干扰抑制器件比较 浪涌电压压敏电阻瞬态抑制二极管气体放电管2205001000 气体放电管的使用方法残留尖峰时间电压电压跌落 低通滤波器对脉冲干扰的抑制A fIL f +fCO fCOA f输入脉冲频谱滤波器特性输出脉冲频谱2VIPd 2VIPd相当于脉冲的上升时间和脉宽变大，而幅度没有减小。 低通滤波器对瞬态干扰的抑制VOUT / VIN-10-20-30-40 f CO1/20.10.010.0010 VOUT / VIN = 2 fco 低通滤波器抑制脉冲的效果低通滤波器 CS106对滤波器的要求若： fCO = 0.01则：VOUT / VIN 0.04因为：VOUT / VIN = 2 fco = 3.54 fco 400V 16V200V 8V100V 4V = 10s fco =1kHz = 5s fco =2kHz = 0.15s fco =66kHz 滤波器的电路结构浪涌注入端被保护电路端 滤波器与瞬态抑制器共用浪涌注入端被保护电路端 典型试验五：静电放电试验放电电流 I 静电枪电原理路人体模型电路接地端放电端放电开关放电枪核心 静电放电试验装置水平耦合板1.60.8m EUT绝缘垫垂直耦合板500mm正方形，距EUT100mm直接对EUT放电垂直板间接放电绝缘桌 参考地板 1m 2边沿比耦合板外延 500m m耦合板通过470k电阻接地对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上水平板间接放电 ESD对电路工作影响的机理不良搭接孔缝电流找阻抗最小路径静电放电产生的电磁场 ESD对电路工作影响的机理不良搭接孔缝电流找阻抗最小路径静电放电产生的电磁场 ESD常见问题与改进 ESD V ESDESD V ESD屏蔽层 ESD常见问题与改进ESD1I1 ESD2I2二次放电ESD 1I1 ESD2铁氧体磁珠 感性负载断开时产生的干扰20 200 Vdc t V LI0VdcVL t电源回路中的电流（电压）C对应的EMC实验：EFT特点：脉冲串 两种触点击穿导通机理气隙上的电压击穿电压维持电压320V 0.08m m 接触点距离 阳极(+)阴极()电子流辉光放电 气体电离弧光放电 金属气化 消除感性负载干扰R RC LLLRL 阻尼电路参数确定R:越大，开关闭合时限流作用越好越小，开关断开时反充电压越小V / Ia R RL折衷C:由于没有弧光，L中的能量全部进入C，VC = I (L/C)1/2为了防止发生辉光，V C ( I / 300 ) 2 L为了防止发生弧光，电容充电速率要小于1V/s，C 10- 6 I