電磁兼容EMC常見問題匯總
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1、Q:為什么要做EMC產(chǎn)品設(shè)計(jì)?
A:滿足產(chǎn)品的功能需求,減少調(diào)試時間,使產(chǎn)品滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)的要求,產(chǎn)品不會對系統(tǒng)中的其他設(shè)備造成電磁干擾。
2、Q產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)可以從哪些方面進(jìn)行?
A:電路設(shè)計(jì)(包括器件選型)、軟件設(shè)計(jì)、電路板設(shè)計(jì)、屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、信號線/電源線濾波設(shè)計(jì)、電路接地設(shè)計(jì)。
3、Q:在電磁兼容領(lǐng)域,為什么總是用分貝(dB)來描述?10mV的dBmV是多少?
A:因?yàn)橐枋龅姆群皖l率范圍很寬,所以在圖上用對數(shù)坐標(biāo)表示比較容易,用對數(shù)表示時單位是dB。10mV為20dBmV。
4、Q:為什么頻譜分析儀觀測不到靜電放電等瞬態(tài)干擾?
A:因?yàn)轭l譜分析儀是窄帶掃頻接收機(jī),在某一時刻只接收某一頻段的能量。而靜電放電等瞬態(tài)干擾屬于脈沖干擾的一種,其頻譜范圍很廣,但是時間很短。因此,頻譜分析儀在瞬態(tài)干擾發(fā)生時只能觀測到其總能量的一小部分,不能反映實(shí)際的干擾情況。
5、Q:在電磁干擾的現(xiàn)場診斷中,經(jīng)常需要使用近場探頭和頻譜分析儀。如何用同軸電纜制作一個簡單的近場探頭?
A:剝?nèi)ネS電纜外層(屏蔽層)露出芯線,將芯線繞成直徑1~2 cm的小環(huán)(1~3匝),焊接在外層上。
6、Q:一臺設(shè)備,原來的電磁輻射發(fā)射強(qiáng)度是300mV/m,加了屏蔽罩后輻射發(fā)射下降到3mV/m。這種情況下的屏蔽效率是多少dB?
A:這個機(jī)箱的屏蔽效率應(yīng)該是40dB。
7、Q:設(shè)計(jì)屏蔽機(jī)箱時,屏蔽材料的選擇應(yīng)該考慮哪些因素?
A:從電磁屏蔽的角度,主要考慮屏蔽電場波的類型。對于電場波、平面波或高頻磁場波,一般金屬都能滿足要求。對于低頻磁場波,應(yīng)使用高磁導(dǎo)率的材料。
8、Q:除了屏蔽材料,還有哪些因素影響機(jī)箱的屏蔽效能?
A:受兩個因素影響,一個是機(jī)箱上的導(dǎo)電不連續(xù),如孔洞、縫隙等;另一種是穿過屏蔽盒的電線,如信號線、電源線等。
9、Q:屏蔽磁輻射源時需要注意哪些問題?
A:由于磁場波的波阻抗很低,反射損耗很小,主要通過吸收損耗來達(dá)到屏蔽的目的。因此,應(yīng)選擇高磁導(dǎo)率的屏蔽材料。另外,在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時,屏蔽層要盡量遠(yuǎn)離輻射源(增加反射損耗),孔洞、縫隙等也要盡量遠(yuǎn)離輻射源。
10、Q:在設(shè)計(jì)屏蔽結(jié)構(gòu)的時候,有一個原則:盡量讓機(jī)箱內(nèi)的線纜遠(yuǎn)離縫隙和孔洞。這是為什么呢?
A:因?yàn)殡娎|附近總是有磁場,而磁場很容易從孔中泄漏(不管磁場的頻率如何),所以當(dāng)電纜靠近縫隙和孔時,磁場就會泄漏,降低整體的屏蔽效能。
11、Q:測量人體的生物磁信息是一種新的醫(yī)學(xué)診斷方法。這種生物磁測量必須在屏蔽磁場室中進(jìn)行,屏蔽磁場室必須能夠屏蔽從靜磁場到1GHz的交變電磁場。這個屏蔽室應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)?
A:首先要考慮屏蔽材料的選擇。為了屏蔽非常低頻率的磁場,應(yīng)該使用具有高磁導(dǎo)率的材料,例如坡莫合金。坡莫合金經(jīng)過加工后,磁導(dǎo)率會降低,所以需要進(jìn)行熱處理。所以屏蔽室要用拼裝面板。每塊板都是事先按照設(shè)計(jì)加工好,然后熱處理,運(yùn)到現(xiàn)場,精心安裝。每個板的接合處應(yīng)該重疊以形成連續(xù)的磁路。這個屏蔽室對低頻磁場有很好的屏蔽效果,但是縫隙會產(chǎn)生高頻泄漏。為了彌補(bǔ)這一不足,有必要進(jìn)行焊接
截止波導(dǎo)板是由許多截止波導(dǎo)組成的陣列板,用于需要高屏蔽效率和通風(fēng)的場合。使用時要注意,蜂窩板和底盤要裝電磁密封墊或焊接在一起。
12、Q:塑料外殼的設(shè)備電磁輻射超標(biāo)。開發(fā)商為了使其符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求,在外殼內(nèi)部噴涂了導(dǎo)電涂料,結(jié)果并沒有明顯的改善。請分析可能的原因。
A:可能是原塑料外殼上的孔太多太大,導(dǎo)致漏電太嚴(yán)重,也可能是縫隙不嚴(yán)(接觸可能不緊密,或者接頭處沒有噴導(dǎo)電漆),導(dǎo)致漏電。另外,原機(jī)箱上的線纜(信號線和電源線)往往沒有很好的濾波措施,這些線纜可能會造成機(jī)箱的電磁泄漏。
13、Q:透明窗戶有哪些種類?使用時需要注意哪些問題?
A:有兩種,一種是玻璃夾金屬網(wǎng)制成的屏蔽窗,另一種是玻璃上鍍金屬薄膜制成的屏蔽窗。使用時需要注意的是,金屬網(wǎng)或?qū)щ娡繉颖仨毰c屏蔽外殼的基本導(dǎo)電部分緊密接觸。
14、Q:在CRT顯示器的屏幕上使用帶有金屬網(wǎng)夾層的屏蔽玻璃時,會出現(xiàn)惱人的條紋。如何減少這種現(xiàn)象?
A:旋轉(zhuǎn)屏幕方向,使緯線與顯像管掃描線成15~20度夾角。
15、Q:電磁墊片的兩個關(guān)鍵特性是什么?盡可能多地列出電磁密封墊片的種類,并說明每種產(chǎn)品的適用場合。
A:電磁墊圈必須具備的兩個特性是彈性和導(dǎo)電性。常用的電磁密封墊片類型有:指簧、金屬網(wǎng)墊片、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電布包發(fā)泡橡膠、螺旋管等。除切向滑動接觸的情況外,應(yīng)避免使用指簧;當(dāng)要求環(huán)境密封時,應(yīng)使用導(dǎo)電橡膠;其他場合可以使用導(dǎo)電布墊,當(dāng)屏蔽的頻率不高時,也可以使用鋼絲網(wǎng)墊;在能夠保證不會被過度壓縮的情況下,可以使用螺旋管。
16、Q:使用電磁密封墊片需要注意哪些問題?
A:面板的厚度要合適,防止在墊片的回彈力下變形,造成較大的縫隙。當(dāng)面板厚度較薄時,緊固螺釘?shù)拈g距應(yīng)較小。設(shè)置限位結(jié)構(gòu),防止過度壓縮。選擇合適的金屬材料以減少電化學(xué)腐蝕。
17、Q:在屏蔽機(jī)箱上,必須有一根金屬棒穿過它。怎么處理才不會破壞機(jī)箱的屏蔽效能?
A:金屬棒的外圍通過鈹銅簧片與屏蔽基板可靠搭接。
18、Q:電力線濾波器的主要功能是什么?選擇型號時需要考慮的主要參數(shù)是什么?使用電源線濾波器需要注意什么?
A:電力線濾波器的功能是抑制傳導(dǎo)的發(fā)射電流沿著電力線傳播。選擇類型時,應(yīng)考慮插入損耗(共模和差模)、額定電流、電壓和有效頻率范圍等參數(shù)。使用時,要注意安裝方法。要保證射頻接地良好,輸入輸出隔離,防止濾波后的導(dǎo)體再次被污染。
19、Q:為什么電力線濾波器的高頻濾波特性很重要?
A:如果高頻濾波特性不好,設(shè)備的輻射發(fā)射就會超標(biāo),或者對脈沖干擾敏感。
20、Q:在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的電磁兼容性時,有一個原則:濾波后的電源線盡量遠(yuǎn)離各種信號電纜。這是為什么呢?
A:如果電源線靠近信號電纜,信號電纜上的高頻信號會耦合到電源線上(尤其是濾波部分),導(dǎo)致電源線上的傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。
21、Q:為什么選擇電源線濾波器不能只追求小尺寸?
A:濾波器的體積主要由濾波電路中的電感決定。較小的濾波器必須使用體積較小的電感,而較小電感的電感也可能較小,這會導(dǎo)致l不良
濾波器接入電路引起的電流和電壓損耗稱為濾波器的插入損耗,干擾濾波器對干擾頻率的信號要有盡可能大的插入損耗。濾波器的插入損耗應(yīng)在源阻抗與負(fù)載阻抗之比為0.1:100的條件下測量(反之亦然)。這時候就可以得出最壞的結(jié)果,也就是最安全的結(jié)果。
22、Q:一般來說,交流線路濾波器可以用在DC場合,但DC線路濾波器永遠(yuǎn)不能用在交流場合。為什么?
A:DC濾波器中使用的旁路電容器是DC電容器,在交流條件下可能會因過熱而損壞。如果DC電容器的耐壓低,它也會被擊穿損壞。即使不發(fā)生這兩種情況,由于一般DC濾波器中的共模旁路電容容量較大,用于交流時也會產(chǎn)生過大的漏電流,違反了安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
23、Q:信號線濾波器的主要作用是什么?安裝方法有哪些類型?如何確定使用哪種信號線濾波器的安裝方式?
A:減少信號線上不必要的高頻成分(主要是共模),從而減少線纜的電磁輻射,或者防止線纜作為天線接收空間電磁干擾并傳導(dǎo)到機(jī)箱內(nèi)。有兩種方式安裝在電路板和面板上。當(dāng)要濾波的頻率較低時,使用安裝在電路板上的結(jié)構(gòu);當(dāng)要濾波的頻率較高時,使用安裝在面板上的結(jié)構(gòu)。
24、Q:信號線上傳輸?shù)男盘栕罡哳l率為30MHz。測量結(jié)果顯示,該導(dǎo)線上存在120MHz的共模干擾電流。根據(jù)共模輻射公式預(yù)測,如果共模電流被抑制30dB,就可以滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)的要求。這時候需要幾個低通濾波電路?
A:如題,低通濾波器的截止頻率為30MHz,而在120MHz的插入損耗大于30dB。因?yàn)镹階濾波器的插入損耗增加率是每倍頻程6N(dB),從30MHz到120MHz有兩個倍頻程,所以如果N階濾波器的截止頻率是30MHz,那么120MHz處的插入損耗就是12N(dB)。如果范圍是12N 30,N=3,即低通濾波器的階數(shù)至少為3。
25、Q:為什么三端電容更適合干擾濾波?
A:電磁干擾的頻率往往很高,因此干擾濾波器的高頻特性非常重要。三端電容巧妙地利用一個電極上的兩個引線電感構(gòu)成T型低通濾波器,消除了傳統(tǒng)電容中引線電感的不良影響。提高具有高頻濾波特性,所以三端電容更適合干擾濾波。
26、Q:為什么貫通電容是干擾濾波的理想器件?
A:貫通電容是三端電容,但與常見的三端電容相比,由于直接安裝在金屬面板上,其接地電感更小,幾乎沒有引線電感的影響。此外,其輸入和輸出端子由金屬板隔離,消除了高頻耦合。這兩個特性決定了穿芯電容具有接近理想電容的濾波效果。
27、Q:用于電磁干擾抑制的磁芯和傳統(tǒng)上用作電感的磁芯有什么區(qū)別?如果兩者使用不當(dāng)會有什么后果?
A:傳統(tǒng)上用作電感磁芯的材料損耗很小,用這種磁芯制作的電感損耗也很小。而用于電磁干擾抑制的磁芯損耗很大,用這種磁芯制作的電感損耗很大,特性更接近電阻。如果兩者都使用不當(dāng),就達(dá)不到預(yù)期的目的。如果在普通電感中使用抑制電磁干擾的磁芯,電感的Q值會很低,會使諧振電路達(dá)不到要求,或者使要傳輸?shù)男盘枔p耗過大。如果在抑制電磁干擾的場合使用普通電感制成的磁芯,電感會與電路中的寄生電容產(chǎn)生諧振,在一定頻率下可能會增強(qiáng)干擾。檢測試驗(yàn)找儀綜所實(shí)驗(yàn)室彭光瓊136-9109-3503.