物联产品&设备电磁兼容参考设计思路|德甲买球官方

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2019年,我在电网上报告的主题是,《物联网智能设备:EMI的分析与设计技巧》 IEC国际标准正在对产品和设备展开传导和升空测量,允许对产品产生传导和电磁辐射的目的符合拒绝无线通信的要求。无法干扰无线通信。

产品和设备系统本身没有无线通信(WiFi&BLE)发射功率、接收灵敏度(EMS)问题。因此,产品正在向智能化、综合化、多功能化的方向发展,电磁兼容性也需要高度拒绝(EMS和EMI测试均包括拒绝)。在如何自由选择所需的EMC设计方案方面,EMC对产品设计的成败起到了决定性作用。

获得了对标准化工业和消费者产品的EMC想法的参考。1.相关标准和判断标准必须符合的EMS、EMI项目和评价等级可以参考图1.2。

实验测试分析干扰一般分为持续干扰和暂时干扰两类。像收音机、手机信号、基站等属于持续的障碍。电力转换、电动机刹车等导致电网波动,这些障碍称为暂时性障碍。图1中的临时障碍包括浪涌SURGE、静电ESD、慢脉冲组EFT/B、电压下降、短时间中断、电压变化DIPS有背。

持续干扰包括传导灵敏度CS、电磁辐射灵敏度RS。评估级别A所述的“性能不下降”,即故障后硬件不受损,生产过程中出现死机、废位、数据废弃框架或错误率高的问题等,似乎不会妨碍产品。一般来说,持续性的妨碍评价等级都使用这个评价等级。暂时性障碍是偶然复发,电网故障时间不广,因此性能持续下降。

也就是说,等级B.A.EMS实验项目及干扰实质性分析书目SURGE:波形1.2/50 US;8/20 US是脉冲宽度为数十 S的脉冲,脉冲会装载很强的能量,因此所有功能端口都需要适当水平的防水。否则,不会发生内部电路元素的永久性软损伤。静电ESD:波形下降0.7-1NS是脉冲宽度为数十个NS的脉冲,峰值电压范围为数千平等主义满伏特,因此脉冲也有一定的能量,需要在端口上防水。

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由于下降陡峭,装载的高频谐波非常丰富,可达数百MHZ,因此静电在仪表上暴露的所有金属部件(终端、螺丝等)上识别静电或孔隙度(包括LED指示灯上的孔,包括风扇和孔注意观察),或者对水平耦合器板和侧面耦合器板分别执行静电时,不会发生静电。因此,静电设计时要注意端口维护和空间高频辐射场。

电慢脉冲组EFT/B:波形下降到5ns,波形是几个周期脉冲串的人造,能量很低。干扰的性质与静电一样呈共形,干扰途径既包括传导,又包括电磁辐射。传导灵敏度CS:共同模式故障,将频段从150KHZ干扰到80MHZ。

在开展项目实验时,从干扰信号源到产品的电缆长度与相当于障碍频带(30MHZ)的波长(30MHZ)的四分之一进行比较,因此,当发生干扰电压的调制频率达到30MHZ时,由于皮肤效果,干扰信号通常以空间电磁辐射方式(30MHz以上,主要以传导方式干扰)发生。电磁辐射灵敏度RS:妨碍80MHZ到1GHZ频段的共同模式故障。注意:连接的电缆用作接管天线,干扰电磁场的远场。

EMI实验项目及干扰实质分析:试验包括传导发射CE和电磁辐射发射RE。CE的频段是150KHZ-30MHZRE的频段是30MHZ-1GHZ。对于标准化的互连和智能产品,主要研究内部电源(通常是开关电源)、晶振(包括主动晶振和被动晶振)等主要入侵源通过天线(连接和接线)实现的传导和电磁辐射。

3.电磁兼容性设计方法A .电磁兼容性设计的基本思路经常出现EMC问题,需要三个要素:干扰源、耦合路径和脆弱设备,没有任何部分,就不能包含EMC问题。因此,EMC的设计目标是针对三个因素中的一个或多个采取技术措施,以允许或避免影响。基本想法可分为“木网”和“尚言”。

“木栅栏”减少共同模式过滤器,使用隔离或电缆套磁环(如光耦)减少共同模式阻力。“上言”通过电容形成高频通道,防止共同模型引入电阻低的土地(PE)或金属外壳等。良好的EMC设计通常同时通过“树篱”和“常设”方法,即使在成本较高的情况下,也可以提高EMC的性能。B. EMC问题解决方法屏蔽&短路和过滤是EMC解决问题的三种方法。

4.原理图设计确认了产品&设备必须遵守的电磁兼容性项目和实验等级后,在原理图设计时适当设计了相关试验项目,减少了电磁兼容性风险,节省了项目开发时间。a .端口设计产品和设备端口还包括电源端口和信号端口,EMC测试项目的逐端口测试还包括浪涌SURGE、静电ESD、慢脉冲组EFT/B、传导灵敏度CS、传导发射CE、电压下降、短时间中断和电压变化。因此,在设计中,不应该重新展开浪涌防水后,按照展开隔离/共同模式过滤器的顺序展开。

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b .书目防水设计书目分为差型书目和孔型书目。信号端口(还包括工作电源端口)的进入线和返回线之间有差型浪涌,电路的进入线和环路分别是对地面(短路终端)的共同模式浪涌。最常用于引导浪涌的部件是浪涌诱导器,如气体放电管、压敏电阻、TVS等。

根据每个端口的功能,根据人造体系,将展开书架的防水。c .通用模式过滤器旨在端口附近设计通用模式过滤器,以便对通用模式障碍展开迂回。

噪声共同模式干扰也可以通过减少共同模式阻力或电容短路(如果端口设计中存在短路终端,则不能满足适当的安全拒绝)来配置。设计共模滤波器首先要注意系统中经常出现的共模故障频段,允许自由选择适当的电感、电容参数。如果需要同时诱导低、中、高频共同模式障碍,可以使用低频和高频共同模式滤波器连接来解决问题。目前的互联网和智能设备产品经常使用开关电源。

开关电源是最重要的外部干扰原因之一,因此必须在端口上设计EMI过滤器。另外,从EMS的角度来看,变压器的输入和输出之间没有小的分配电容,因此高频共同模式故障可能不会从输出耦合波动到输入,因此,必须在开机前设计过滤器。我可以通过我的课程推荐标准输出过滤器的电路结构和参数。

标准电路的结构如下:图2没有PE时,输出EMI过滤器没有Y容量设计。共模扼流圈在迂回剂中产生约1%的泄漏感,需要用于扩展差模滤波器,为了加强差模滤波器,需要减少差模电感设计。特别要强调的是,上图2右侧过滤器在展开PCB板时不能尽可能靠近端口,打印线倒带线不能注意控制环路区域。可以获得仅次于过滤器的插入损失。

D .易碎电路和装置设计要注意容易接收电磁干扰的电磁易碎电路和装置的设计。尽可能使用耐受性高的零件,如果功能匹配,可以将晶振的频率降至最低,并自由选择下降速度尽可能慢的零件。

电容、电感非理想设备的宿主参数对高频率下的滤波效果没有太大影响,因此不同频段的干扰信号不应自由选择不同的滤波参数。
以电容为例,频率电阻曲线也见图3。特别是,如果这些设备的引线太长,高频宿主参数不会降低自身共振频率,因此建议尽可能使用贴片设备。

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