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电磁兼容EMC整改的常见基本方法

发布时间:2021-11-16

一般来讲,需要根据实际不同的测试条件,逐步对产品进行诊断,首先分析干扰源和相互干扰的途径和方式,然后根据分析结果进行针对性的进行EMC整改。

一般来讲,电磁兼容EMC整改的主要基本方法如下:

1、干扰源的衰减在找到干扰源的基础上,可以在允许的范围内衰减干扰源。一般来讲,有以下方法来减弱源:

a、在Vcc和GND的IC之间增加了一个去耦电容,电容的容量在0.01μF到0.1μF之间,安装时注意电容器的引线,使其尽可能短。

b、增加了衰减器,同时确保灵敏度和信噪比。比如VCD、 DVD视盘机中的晶振,对电磁兼容性有严重影响,减少其振幅是可行的方法之一,但不是唯一的解决办法。

c、还有一种间接方法,可以让信号线远离干扰源。

2、电线电缆的分类排列在电子设备中,电线之间的耦合是一种重要的途径,也是造成干扰的重要原因。因为频率的因素,大致可以分为高频耦合和低频耦合。由于耦合方式不同,整流方式也不同,下面分别讨论:

(1)低频耦合是指导线长度等于或小于1/16波长的情况,也可以分为电场耦合和磁场耦合。

电场耦合的物理模型是电容耦合,因此整改的主要目的是减小分布耦合电容或耦合量,可以采用以下方法:

a、增加电路间距是减小分布电容较有效的方法。

b、增加了高导电性屏蔽罩,使屏蔽罩单点接地,可以有效的抑制低频电场干扰。

c、额外的滤波器可以减少两个电路之间的耦合量。

d、输入阻抗降低。例如,CMOS电路输入阻抗较高,对电场干扰极其敏感,因此可以在允许范围内,在输入端并联一个低电阻的电容或电阻。

磁场耦合的物理模型是电感耦合,其耦合主要是通过线间的分布互感来耦合的。因此,整改的主要方法是破坏或减少其耦合量,一般可采用以下方法:

a、添加过滤器,在添加滤波器时,请注意滤波器的输入输出阻抗及其频率响应。

b、减小敏感回路和源回路之间的环路面积,即尽量使信号线或载流导线靠近其回路或扭绞。

c、增加两个电路之间的距离,以减少导线之间的互感并减少耦合量。

d、如果可能,尽量使敏感电路和源回路的平面正交或接近正交,以减少两个电路之间的耦合。

e、采用高导磁材料包裹敏感导线,可有效解决磁场干扰问题。值得注意的是,降低磁路的磁阻形成闭合磁路更有效。

(2)高频耦合是指长度超过1/4波长的走线。由于电路中电压和电流的驻波,耦合量会增强,可以通过以下方法解决:

a、尽量缩短接地线,外壳接地时尽量采用面接触法。

b、重新排列滤波器的输入和输出线路,以防止输入和输出线路之间的耦合,并确保滤波器的滤波效果不会恶化。

c、屏蔽电缆屏蔽层采用多点接地。

d、将连接器的悬空插针接到地电位,以防止其天线效应。


3、改进地线系统

理想的地线是一个零阻抗、零电位的物理实体,它不仅是信号的参考点,而且在电流流动时不会产生电压降。在特定的电气电子设备中,这种理想的地线是不存在的,当电流流过地线时,必然会产生电压降。据此,根据地线中的干扰形成机理,可以概括为以下两点:一是,减少低阻抗和电源馈线的阻抗。二是,正确选择接地方式和阻隔地环路,根据接地方式分为悬浮地、单点接地、多点接地、混合接地。如果敏感线的干扰主要来自外部空间或系统外壳,可以通过悬浮地的方式解决,但悬浮地设备容易产生静电积累,当电荷达到一定水平时,会产生静电放电,因此悬浮地不适合一般的电子设备。单点接地适用于低频电路,为了防止工频电流和其他杂散电流在信号地线上的点与点之间产生地电位差,信号地线与电源和安全地线隔离,在电源线接大地处单点连接。单点接地主要适用于3MHz以下的频率。多点接地是高频信号唯一实用的接地方式,它将表现出传输线在射频下的特性,为了使多点接地的有效性,当接地导体长度超过较高频率1/8波长时,多点接地需要一个等电位接地平面。多点接地适用于300KHz以上。混合接地适用于高频和低频的电子线路中。


4、屏蔽

屏蔽是提高电子系统和电子设备电磁兼容性的重要措施之一,它能有效抑制空间传播的各种电磁干扰。根据屏蔽机理,可分为磁场屏蔽、电场屏蔽和电磁屏蔽。电场屏蔽应注意以下几点:

A、选择高导电性能的材料,有良好的接地。

B、正确选择接地点和合理的形状,最好是屏蔽体直接接地。磁场屏蔽通常仅指对DC或甚低频磁场的屏蔽,其屏蔽效能远不及电场屏蔽和电磁屏蔽,磁屏蔽往往是工程的重点,磁屏蔽时:

a、应由铁磁性材料制成。

b、磁屏蔽体应远离有磁性的元件,以防止磁短路。

c、可以采用双层屏蔽甚至三层屏蔽。

d、注意屏蔽体上边的开孔的方向,尽量使缝的长边与磁通方向平行,尽量减少磁路长度的增加。一般来讲,磁屏蔽不需要接地,但为了防止电场感应,最好接地。当电磁场通过金属或对电磁场有衰减作用的阻挡体时,会有一定程度的衰减,即产生对电磁场的屏蔽作用。在实际整改过程中,要看具体需要选择哪种屏蔽以及屏蔽体的形状、尺寸、接地方式等。


5、更改电路板的布线结构

有些频率点是由电路板上走线的分布参数决定的,前面提到的方法用处不大,这种整流通过在走线中加入小电感、电容、磁珠来改变电路参数结构,从而将其移动到限值要求较高的频率点上。对于这种干扰,为了从根本上解决其影响,有必要重新布线。


总结:综上所述,前面的方法都有利于提高电磁兼容性,但应用较广泛的是改变地线结构的方法和电线电缆的分类整理的方法,不仅节约成本,也是更有效的整改方法。屏蔽虽然会增加成本,但其屏蔽效能有时是其他方法无法比拟的。因此,在实际整改中,改变地线结构、电线电缆分类布置、屏蔽的方法应该是主要方法,以其他方法为辅。

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