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EMC/EMI綜合解決方案與設(shè)計經(jīng)驗分享

發(fā)布時間:2011-06-22 來源:電子元件技術(shù)網(wǎng)

EMC/EMI綜合解決方案與設(shè)計經(jīng)驗分享
隨著電氣電子技術(shù)的發(fā)展,家用電器產(chǎn)品日益普及和電子化,廣播電視、郵電通訊和計算機及其網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)達,電磁環(huán)境日益復(fù)雜和惡化,使我們逐漸關(guān)注設(shè)備的工作環(huán)境,日益關(guān)注電磁環(huán)境對電子設(shè)備的影響,電氣電子產(chǎn)品的電磁干擾(EMI)和電磁兼容性(EMC)的問題越來越受到工程師和生產(chǎn)企業(yè)的重視。電子元件技術(shù)網(wǎng)為幫助廣大工程師朋友解決在產(chǎn)品設(shè)計和應(yīng)用中遇到的EMC/EMI問題,已成功舉辦了七屆電磁兼容技術(shù)研討會,邀請在EMC/EMI領(lǐng)域的專家講解其市場、技術(shù)趨勢和前沿應(yīng)用,更有現(xiàn)場提問環(huán)節(jié),與專家討論實際設(shè)計中遇到的EMC/EMI設(shè)計難題以及ESD防護。本期半月談將以往EMC/EMI研討會的技術(shù)精華進行了匯總。點擊報名參與最新一屆電磁兼容研討會:
第八屆電路保護與電磁兼容研討會.成都站      第九屆電路保護與電磁兼容研討會.西安站

在4月8日于深圳會展中心舉行的第七屆電路保護和電磁兼容研討會上,多家國內(nèi)外領(lǐng)先的廠商發(fā)表了針對EMC/EMI的解決方案,下面是各位專家演講內(nèi)容實錄和演講資料的下載地址: 
蘇州泰思特電子科技有限公司總工程師 趙陽博士:《電磁兼容問題綜合解決方案》(點擊下載演講PPT
著名專家,社區(qū)好老師陶顯芳:《設(shè)計工程師 EMC 經(jīng)驗分享 》(點擊下載演講PPT
村田(中國)投資有限公司高級產(chǎn)品工程師范為?。骸?a href="http://bswap.cn/seminar/cd2010report/id/149">改進手機靈敏度的 EMC 解決方案》(點擊下載演講PPT
 
靜電防護(ESD)找到被保護對象很重要
“在設(shè)計電磁防護電路中,工程師要清楚的知道在系統(tǒng)里要保護什么?找到被保護的對象很重要,如何在10000個器件中找到哪些是核心的,哪些是容易受干擾的?當(dāng)找到了被保護的電路,就要開始進行靜電分析,是哪種靜電讓它失效的?是什么原因?分析完種種原因后就要進行靜電防護措施,選用對應(yīng)的器件。” 趙陽博士在電磁兼容問題綜合解決方案中提到。
 
傳導(dǎo)性ESD防護:對靜電電流在電路中防護主要使用一些保護器件,在敏感器件前端構(gòu)成保護電路,引導(dǎo)或耗散電流。此類保護器件有:陶瓷電容,壓敏電阻,TVS管等。
 
輻射性ESD防護:對于靜電產(chǎn)生的場對敏感電路產(chǎn)生影響,防護方法主要是盡量減少場的產(chǎn)生和能量,通過結(jié)構(gòu)的改善增加防護能力,對敏感線路實施保護。對場的保護通常比較困難,在改良實踐中探索出了一種叫做等位體的方法。通過有效地架接,是殼體形成電位相同體,抑制放電。事實證明此種方式有效易于實施。
 
防護靜電的一般方法(前三條是針對直接放電,后兩條是針對關(guān)聯(lián)場的耦合)
  • 減少靜電的積累;
  • 使產(chǎn)品絕緣,防止靜電發(fā)生;
  • 對敏感線路提供支路分流靜電電流;
  • 對放電區(qū)域的電路進行屏蔽;
  • 減少環(huán)路面積以保護電路免受靜電放電產(chǎn)生的磁場的影響。
 八大對策輕松解決EMI之傳導(dǎo)干擾
http://bswap.cn/club/space.php?uid=21097&do=blog&id=17978

從電磁感應(yīng)認識開始電磁兼容設(shè)計
社區(qū)好老師陶顯芳老師認為:一個好的電子產(chǎn)品,除了產(chǎn)品自身的功能以外,電路設(shè)計(ECD)和電磁兼容設(shè)計(EMCD)的技術(shù)水平,對產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)性能指標起到非常關(guān)鍵的作用。很多人從事電子線路設(shè)計的時候,都是從認識電子元器件開始,但從事電磁兼容設(shè)計的時候卻無從下手。實際上從事電磁兼容設(shè)計是從電磁場理論開始,即從電磁感應(yīng)認識開始…
 
試想一下,多個電子設(shè)備在同一空間工作時,在其周圍會產(chǎn)生一定強度的電磁場,在場或者人為的作用下,各種干擾會通過傳導(dǎo)、輻射等途徑對設(shè)備進行干擾,使得系統(tǒng)變得不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)死機現(xiàn)象——罪魁禍首是電磁干擾。
 
電磁干擾普遍存在于電子產(chǎn)品,不僅是設(shè)備之間的相互影響,同時也存在于元件與元件之間,系統(tǒng)與系統(tǒng)之間,其主要的兩種途徑為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾,而傳導(dǎo)干擾又細分為共模干擾差模干擾。引起干擾的原因種類復(fù)雜,其核心為靜電放電干擾。如何確保系統(tǒng)的穩(wěn)定工作而不受外界影響?下面是電子元件技術(shù)網(wǎng)為你整理的“三步走”法則,為徹底解決靜電放電干擾提供必要的寶典,以提高設(shè)計效率。
 
降低輻射干擾的三大對策
1、一個是屏蔽,另一個是減小各個電流回路的面積(磁場干擾),和帶電導(dǎo)體的面積及長度(電場干擾)。
2、當(dāng)載流體的長度正好等于干擾信號四分之一波長的整數(shù)倍的時候,干擾信號會在電路中產(chǎn)生諧振,這時輻射干擾最強,這種情況應(yīng)盡量避免。
3、磁場輻射干擾主要是流過高頻電流回路產(chǎn)生的磁通竄到接收回路中產(chǎn)生的,因此,要盡量減小流過高頻電流回路的面積和接收回路的面積。
 “三步走”徹底解決靜電干擾
http://bswap.cn/club/space.php?uid=21097&do=blog&id=17982
 
常見EMI抑制方式
 
目前對于EMI的常見抑制方式包括屏蔽法(Shielding)、擴展頻譜法(Spread Spectrum)、使用濾波器(Filter)等,以及透過整合接地、布線、搭接等層面來防治。
 
電磁屏蔽法大部份是用來屏蔽300MHz以上的電磁噪聲,此外,運用遮蔽復(fù)合材料也是常見的手法,例如手機就常見以真空電鍍方式,在塑料殼內(nèi)部布滿一層如鎳之類的屏蔽材質(zhì),藉此隔絕電磁波發(fā)散。
 
擴展頻譜法則是用來將時鐘(Clock)的信號展頻,使其峰值(Peak)信號波形振幅減低來降低信號的峰值位準,目前有些BIOS已提供內(nèi)建的擴頻功能,可讓用戶自行設(shè)定。余曉锜指出,使用擴頻法需要在信號失真度和EMI減弱程度之間取得平衡,一般是取1%~1.5%,若超過3%通常就會讓信號過于失真而不可行。
 
濾波器或濾波回路的使用因為成本低廉且SMD(表面黏著)制程的加工需求,所以最為一般設(shè)計工程師采用。濾波器的使用機會和模式根據(jù)不同防治需求來決定,例如大電流的Bead可用在電源電路的路徑(Power Trace)上;一般的Bead可用來抑制某特定頻率的噪聲信號;CMF則用來抑制USB、1394、LVDS等差模線路的噪聲幅射問題。
 
不過,對于EMI的抑制有諸多解決方式,必須因時因地制宜選擇,只要有效就是好的防制方法,并沒有哪一種特定方式特別勝出。
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幅射傳導(dǎo)EMI棘手問題,解決方式歸納出下列幾種:
 
1. 在干擾源加LC濾波回路。
2. 在I/O端加上DeCap by pass to Ground, 把噪聲導(dǎo)入大地。
3. 用遮蔽隔離(Shielding)的方式把電磁波包覆在遮蔽罩內(nèi)。
4. 盡量將PCB的地面積擴張。
5. 產(chǎn)品內(nèi)部盡量少使用扁平電纜或?qū)嶓w線。
6. 產(chǎn)品內(nèi)部的實體線盡量做成絞線以抑制噪聲幅射,同時在扁平電纜的I/O端加上DeCap。
7. 在差模信號線的始端或末端加上共模濾波器(Common Mode Filter)。
8. 遵循一定的模擬和數(shù)字布線原則。
 
此外,EMI的形成又可分為共模幅射和差模幅射兩類。共模幅射包括共地阻抗之共模干擾和電磁場對導(dǎo)線的共模干擾,前者是因噪聲產(chǎn)生源與受害電路間共享同一接地電阻所產(chǎn)生的共模干擾,解決方法可藉由實行地的切割來必免共地干擾問題;后者則為高電磁能量所形成的電磁場對設(shè)備間之配線所造成的干擾,可藉由遮蔽隔離的因應(yīng)方法來處理場對線的干擾問題。
 
至于差模幅射,常見的是導(dǎo)線對導(dǎo)線的差模干擾,干擾途徑為某一導(dǎo)線內(nèi)的干擾噪聲感染到其他導(dǎo)線而饋入受害電路,屬于近場干擾的一種,可藉由加寬線與線之間的距離來處理此類干擾問題。

改進手機靈敏度的EMC 的四大解決方案
在《改進手機靈敏度的 EMC 解決方案 》中村田專家提出:電子產(chǎn)品現(xiàn)在是高性能化發(fā)展,這就導(dǎo)致了電子設(shè)備里面很復(fù)雜的變化。比如說手機,它的IC工作電壓越來越低,能量越來越小,智能手機,包括PC,無線電路,會出現(xiàn)一個相關(guān)的干擾。第三個就是接口通訊的速度越來越高。第四個是汽車應(yīng)用中電子控制越來越多。這些都導(dǎo)致我們的電子版變得越來越復(fù)雜,也就使得我們的方法變得越來越重要。我們相信這種變化本身在不斷變化之后,產(chǎn)生的需求會越來越多。
 
關(guān)于改進手機靈敏度的EMC 的四大解決方案

電子產(chǎn)品市場、安規(guī)與測試趨勢
 “電磁兼容標準其實IEC分基礎(chǔ)標準、通用標準和產(chǎn)品標準三大類?;A(chǔ)標準分為發(fā)射標準和抗擾度標準。通用標準將環(huán)境分為A、B兩大類,A類屬于工業(yè)區(qū),B類就是民用,因此我們應(yīng)該清楚哪個才是你真正要達到的指標。對于某種產(chǎn)品,如果既沒有產(chǎn)品EMC標準,又沒有適用的產(chǎn)品類EMC標準,則應(yīng)采用通用EMC標準。一個產(chǎn)品標準優(yōu)先采用,然后是產(chǎn)品類標準你去接近考核。對某種產(chǎn)品如果我們沒EMC標準又沒有適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品類標準,就用通用的標準。”全國無線電干擾標準化技術(shù)委員會秘書長 壽建霞在電路保護與電磁兼容.上海站介紹了最新的國際、國內(nèi)電磁兼容標準的動態(tài),最近的發(fā)展情況和檢測行業(yè)的情況,涉及到行業(yè)協(xié)會、國家標準化委員會、試驗室認可的所有有關(guān)電磁兼容的問題。

在電路保護與電磁兼容.成都站,電子元件技術(shù)網(wǎng)還要請到了歐洲EMC技術(shù)和標準專家 Dr.Gerd Jeromin重點講解歐洲無線電和通信設(shè)備的EMC挑戰(zhàn)、系統(tǒng)解決思路和辦法、歐洲標準與檢測等EMC技術(shù)熱點。點擊觀看:EMC 標準與無線通信設(shè)備規(guī)劃與應(yīng)用趨勢。

綜合解決方案下載排行TOP10

TOP1    電磁兼容問題綜合解決方案
TOP2    電子產(chǎn)品市場、安規(guī)與測試趨勢
TOP3    ESD、EMI、EMC 設(shè)計
TOP4    改進手機靈敏度的 EMC 解決方案
TOP5    數(shù)字電子產(chǎn)品的EMC解決方案
TOP6    電子設(shè)備輻射電磁干擾噪聲全面優(yōu)化解決方案
TOP7    電磁兼容仿真與電子電路設(shè)計
TOP8    電子設(shè)備系統(tǒng)EMC趨勢
TOP9    EMI濾波設(shè)計要點與技巧
TOP10  內(nèi)部系統(tǒng)的電磁兼容及解決方案
                   
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