电磁兼容及电源滤波器概述
近年来，电磁干扰问题越来越成为电子设备或系统中的一个严重问题，电磁兼容技术已成为许多技术人员和管理人员十分重视的内容。原因是：1.电子设备的密集度已成为衡量现代化程度的一个重要指标，大量的电子设备在同一电磁环境中工作，电磁干扰的问题呈现出前所未有的严重性；2.现代电子产品的一个主要特征是数字化，微处理器的应用十分普遍，而这些数字电路在工作时，会产生很强的电磁干扰发射。不仅使产品不能通过有关的电磁兼容性标准测试，甚至连自身的稳定工作都不能保证；3.电磁兼容标准的强制执行使电子产品必须满足电磁兼容标准的要求；4.电磁兼容性标准已成为西方发达国家限制进口产品的一道坚固的技术壁垒。入世后，这种技术壁垒对我们的障碍会更大。
一电磁兼容概述
电磁兼容定义（Electromagnetic Compatibility即EMC）
国军标（GJB72-85）中给出电磁兼容的定义是：“设备（系统、分系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其他设备（系统、分系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。”
名词解释：
电磁骚扰Electromagnetic disturbance：
——任何可能引起装置、设备或系统性能低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化”。
（EMI）电磁干扰Electromagnetic interference :
——电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降”。从直流到300GHZ。
（RFI）射频干扰Radio frequency interference:
——不需要的无线电噪声（广播）频率在10KHZ---1000MHZ。（EMP）电磁脉冲Electromagnetic pulse:
——宽带高密度瞬变现象，如闪电、核爆炸。
（ESD）静电放电Electrostatic discharge:
——由静电磨擦产生的瞬变现象。
二电磁兼容标准概述
2．1电磁兼容标准可以分为四级
1）基础标准——涉及EMC术语、电磁环境、EMC测量设备规范和EMC测量方法。是编制其它各级EMC标准的基础。
2）通用标准——给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容性要求。通用标准给出的试验环境、试验要求可以成为产品类标准和专用产品标准的编制导则。
3）产品类标准——根据特定产品类别而制订的电磁兼容性能的测试标准。它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求两方面的内容。
4）专用产品标准——通常不单独形成电磁兼容标准，而以专门条款包含在产品的通用技术条件中。专用产品标准对电磁兼容的要求与相应的产品类标准相一致，在考虑了产品的特殊性后，可增加试验项目和对电磁兼容性能要求作某些改变，对产品的电磁兼容性要求更加明确。
2．2电磁兼容标准的内容
我们的产品是解决传导干扰的主要工具。
CE —— 传导发射 CS —— 传导敏感度 RE —— 辐射发射 RS —— 辐射敏感度 2．3能量传播的途径
电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为:传导发射和辐射发射；敏感度也可分为传导敏感度和辐射敏感度。各种电磁兼容标准测试的内容包括:传导发射、辐射发射、传导敏感度、辐射敏感度。
三 电磁兼容问题三要素
干扰源
干扰源
干扰源
3．1电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。
3．2耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。
3．3敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。
系统要发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。所以，在解决电磁兼容问题时，要从这三个因素入手，对症下药，消除其中某一个因素，就能解决电磁兼容问题。
四解决干扰问题的一般途径
电磁兼容可通过将干扰抑制于扰乱
电子系统或子系统正常工作的电平以下
来实现，这种兼容一般通过采用滤波器
及将元件或设备屏蔽而获得。图中给出
了一个EMI发射机/受感器系统干扰耦合
路径的示例。
图中发射机代表一个产生噪声的系统或分系统，受感器代表一个对发射敏感的噪声系统或分系统。在现实世界中，一个系统或分系统可以被模拟为一个发射机或受感器，虚线表示辐射干扰，实线表示传导干扰，箭头表示发射或传导耦合方向。
A线表示发射机通过辐射途径直接耦合到受感器的干扰。
B线表示互连电缆也可作为噪声辐射发射机。
C线表示互连电缆可作为受感器对由辐射引起的噪声产生响应。
D线代表互连电缆间发生的串扰，一根导线上的噪声可通过电容或电感耦合到其它导线上。由此可见，起初由辐射发射引起的噪声通过场至线的耦合，在受感器系统中可表现传导响应。
五滤波器概述
即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽、接地措施的产品，仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。当传导发射（CE）不合格时，由于天线效应，设备的辐射发射（RE）也可能不合格。为了满足EMC标准规定的CE和CS（传导敏感度）极限值要求，使用EMI滤波器是一种好方法。通常要采用某种形式的滤波以降低电源线及信号线的发射，滤波器衰减决定于源及负载阻抗。即若滤波器与源、负载阻抗不匹配，将会产生最小的传输信号（EMI）功率。另外还要考虑电磁干扰是共模还是差模。共模是指两导体上的对地参考噪声电压，差模是指一个导体相对另一个导体的电压，一般情况下两种电磁干扰都需要衰减。
5．1 滤波器的作用
在电磁屏蔽技术中我们已经知道，任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。在实际中，很多出现屏蔽问题的机箱（机柜）就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败，这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。
解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器，滤除电缆上不必要的频率成份，即可以减小电缆产生的电磁辐射，也可以防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内部。
概括的说：滤波器的作用是仅允许工作必须的信号频率通过，而对工作不必要的信号频率有很大的衰减作用，这样就使产生干扰的机会减小为最少。从电磁兼容的角度考虑，电源线也是一个穿过机箱的导体，它对设备电磁兼容性的影响与信号线是相同的。因此电源线上必须安装滤波器。特别是近年来开关电源广泛应用，开关电源的特征除了体积小、效率高、稳压范围宽外，强烈的电磁干扰发射也是一大特征，电源线上如果不安装滤波器，就没有可能满足电磁兼容的要求。安装在电源线上的滤波器称为电源线干扰滤波器，安装在信号线上的滤波器称为信号线干扰滤波器。之所以这样划分，主要是两者除了都有对电磁干扰有足够大的抑制作用外，分别还有一些特殊的考虑：
信号滤波器要考虑滤波器不能对工作信号有严重的影响，不能造成信号的失真。电源滤波器除了要保证满足滤波的要求外，还要注意当负载电流较大时，电路中的电感不能发生饱和（导致滤波器性能下降）。
5．2滤波器的基本原理:
滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，它允许有用信号的电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理有三种:
A）利用电容通高频隔低频的特性，将火线、零线高频干扰电流导入地线（共模），或将火线高频干扰电流导入零线（差模）；
B）利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源；
C）利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性，针对某干扰
信号的频段选择合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上即可。
5．3干扰滤波器的种类
根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系，干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。
低通滤波器是最常用的一种，主要用在干扰信号频率比工作信号频率高的场合。如在数字设备中，脉冲信号有丰富的高次谐波，这些高次谐波并不是电路工作所必需的，但它们却是很强的干扰源。因此在数字电路中，常用低通滤波器将脉冲信号中不必要的高次谐波滤除掉，而仅保留能够维持电路正常工作最低频率。
电源线滤波器即是低通滤波器（我们BCT公司产品主要是低通滤波器），它仅允许50Hz 的电流通过，对其它高频干扰信号有很大的衰减。常用的低通滤波器是用电感和电容组合而成的，电容并联在要滤波的信号线与信号地之间（滤除差模干扰电流）或信号线与机壳地或大地之间（滤除共模干扰电流）电感串联在要滤波的信号线上。按照电路结构分，有单电容型（C型），单电感型，L型和反Γ型，T型，π型。
高通滤波器用于干扰频率比信号频率低的场合，如在一些靠近电源线的敏感信号线上滤除电源谐波造成的干扰。
带通滤波器用于信号频率仅占较窄带宽的场合，如通信接收机的天线端口上要安装带通滤波器，仅允许通信信号通过。
带阻滤波器用于干扰频率带宽较窄，而信号频率较宽的场合，如距离大功率电台很近的电缆端口处要安装带阻频率等于电台发射频率的带阻滤波器。
不同结构的滤波电路主要有两点不同：
1．电路中的滤波器件越多，则滤波器阻带的衰减越大，滤波器通带与阻带之间的过渡带越短。
2．不同结构的滤波电路适合于不同的源阻抗和负载阻抗，它们的关系应遵循阻抗失配原则。但要注意的是，实际电路的阻抗很难估算，特别是在高频时（电磁干扰问题往往发生在高频），由于电路寄生参数的影响，电路的阻抗变化很大，而且电路的阻抗往往还与电路的工作状态有关，再加上电路阻抗在不同的频率上也不一样。因此，在实际中，哪一种滤波器有效主要靠试验的结果确定。
5．4电源线上干扰的类型:
电源线上的干扰电流按照其流动路径可以分为两类: 一类是差模干扰电流，另一类是共模干扰电流。差模干扰电流是在火线和零线之间流动的干扰电流，共模干扰电流是在火线、零线与大地(或其它参考物体)之间流动的干扰电流，由于这两种干扰的抑制方式不同，
因此正确辨认干扰的类型是实施正确滤波方法的前提。
共模干扰一般是由来自外界或电路其它部分的干扰电磁波在电缆与“地”的回路中感应产生的，有时由于电缆两端的接“地”电位不同，也会产生共模干扰。它对电磁兼容的危害很大，一方面，共模干扰会使电缆线向外发射出强烈的电磁辐射，干扰电路的其它部分或周边电子设备；另一方面，如果电路不平衡，在电缆中不同导线上的共模干扰电流的幅度、相位发生差异时，共模干扰则会转变成差模干扰，将严重影响正常信号的质量，所以人们都在努力抑制共模干扰。
差模干扰主要是电路中其它部分产生的电磁干扰经过传导或耦合的途径进入信号线回路，如高次谐波、自激振荡、电网干扰等。由于差模干扰电流与正常的信号电流同时、同方向在回路中流动，所以它对信号的干扰是严重的，必须设法抑制。
综上所述可知，为了达到电磁兼容的要求，对共模干扰和差模干扰都应设法抑制。5．5 EMI电源滤波器
电磁干扰（EMI）电源滤波器（以下简称滤波器）是由电感、电容组成的无源器件。实际上它起两个低通滤波器的作用，一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。它能在阻带（通常大于10KHz）范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具。
电源线滤波器的基本电路
5．6电源线滤波器的主要指标:
当我们帮客户选用电源线滤波器时，应主要考虑几个方面的指标。首先是额定电压／额定电流，其次是插入损耗，泄露电流（直流电源滤波器不考虑泄露电流的大小），结构尺寸，最后是耐压测试。由于滤波器内部一般是经过灌封处理的，因此环境特性不是主要问题。但是所使用的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定影响。 A) 电压、电流对使用效果的影响:电压有直流和交流之分。从原理上讲，交流电源线滤波器既可用在交流电源上，也可以在直流电源上使用，但直流电源线滤波器不能用在交流的场合。电源线滤波器的工作电流超过额定电流时，不仅会造成滤波器过热，而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。
B ） 插入损耗对使用效果的影响:从抑制干扰的角度考虑，插入损耗是最重要的指标。其定义是： 插入损耗表示为)( log 102
1
10
dB P P IL =。根据下图中功率与负载电压（电流）及负载阻抗的关系变换，常用负载电压（电流）的比值表示，即：
(dB) log 20log 202
1102110
I I
V V IL == EMI 滤波器对EMI 传导噪声的抑制能力用插入损耗IL （Insertion Loss ）来衡量，插入损耗定义为：没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的功率P1和接入滤波器后，噪声源传
输到负载的功率P2之比，用dB （分贝）表示。插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗 。滤波器接入前（a ）、后（b ）的电路如下图所示。
I
1
＋
－
V s
V 1R L
I 2＋－
V s
V 1R s
R L
＋
－
滤波器
（a ） （b ）
插入损耗的测试原理图如下：
滤波器50Ω
50Ω
E L
L'N
N'
滤波器50Ω
50Ω
E
L
L'N
N'
50Ω
50Ω
共模插入损耗测试原理 差模插入损耗测试原理
C ）泄露电流对滤波器特性的影响：滤波器的泄漏电流是指在250VAC/50Hz 的电压下，火线和零线与外壳间流过的电流。它主要取决于滤波器中的共模电容的大小。从插入损耗考虑，共模电容越大，高频滤波效果越好，此时，漏电流也越大。但从安全方面考虑，泄漏电流又不能过大，否则不符合安全标准要求。尤其是一些医疗保健设备，要求泄漏电流尽可能小，性能还要尽可能的好，所以只能加大体积来提高滤波器的插入损耗性能。因此，要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。
泄漏电流测试电路
D）影响电源线滤波器外形尺寸的因素
滤波器的体积主要是由滤波电路中的电感所决定，电感线圈的体积越大，滤波器的体积也越大。以下因素会影响电感的体积:
1) 额定电流:当滤波器的额定工作电流较大时，电感线圈要使用较粗的导线绕制，这自然会增加体积；另外，为了防止磁芯发生磁饱和现象，往往要使用体积较大的磁芯，这也会增加体积。
2) 低频特性:当需要滤波的干扰信号的频率较低时共模扼流圈和差模扼流圈的电感量都需要很大，这就导致了电感元件的体积增加。例如开关电源的频率越低，则需要滤波器中的电感量越大。
5．7电源滤波器高频插入损耗的重要性
尽管各种电磁兼容标准中关于传导发射的限制仅到30MHz（旧军标到50MHz，新军标到10MHz），但是对传导发射的抑制绝不能忽略高频的影响。因为，电源线上高频传导电流会导致辐射，使设备的辐射发射超标。另外，瞬态脉冲敏感度试验中的试验波形往往包含了很高的频率成份，如果不滤除这些高频干扰，也会导致设备的敏感度试验失败。
电源线滤波器的高频特性差的主要原因有两个，一个是内部寄生参数造成的空间耦合，另一个是滤波器件的不理想性。因此，改善高频特性的方法也是从这两个方面着手。
内部结构：滤波器的连线要按照电路结构向一个方向布置，在空间允许的条件下，电感与电容之间保持一定的距离，必要时，可设置一些隔离板，减小空间耦合。
电感：按照前面所介绍的方法控制电感的寄生电容。必要时，使用多个电感串联的方式。
差模滤波电容：电容的引线要尽量短。要理解这个要求的含义：电容与需要滤波的导线（火线和零线）之间的连线尽量短。如果滤波器安装在线路板上，线路板上的走线也会等效成电容的引线。这时，要注意保证时机的电容引线最短。
共模电容：电容的引线要尽量短。对这个要求的理解和注意事项同差模电容相同。但是，滤波器的共模高频滤波特性主要靠共模电容保证，并且共模干扰的频率一般较高，因此共模滤波电容的高频特性更加重要。使用三端电容可以明显改善高频滤波效果。但是要注意三端电容的正确使用方法。即，要使接地线尽量短，而其它两根线的长短对效果几乎没有影响。必要时可以使用穿心电容，这时，滤波器本身的性能可以维持到1GHz以上。5．8电源滤器的几种端接方式
EMI电源滤波器为了和相关的设备连接都设有输入、输出端子，由于相关设备有不同情况的需要，所以有几种可供选择的端子，它们是：导线型、插针型、焊片型、螺栓型、栅栏型、贴片型、铜排型和插座型等还可以定做特殊的连接方式。
它们分别适用的场合一般为：
导线型：用户在使用时，可以直接利用滤波器提供的导线和相关设备连接，所以方便用户使用，如果滤波器提供的导线长度不够，可在定货合同中提出。
插针型：是为印刷电路板设计的专用EMI电源滤波器，所以一般体积较小。
焊片型：焊片型又名快速连接型，因为采用了专用的焊片，它的外形、厚薄可和一种专用的接线夹相配，所以EMI电源滤波器一旦固定好后，便可与事先准备好的、带接线夹的导线快速插入连接。因此比较适合规模生产。
螺栓型：由于连接比较牢固可靠，所以比较适合用于、在运动状态下工作的设备，如军事装备、车载、船舰等。同时随着螺栓截面的增大、所能承载的工作电流也随之增大，有很宽的工作电流范围，特别是特大电流的EMI电源滤波器。
栅栏型：与螺栓型类似、连接也比较牢固可靠；也随着螺丝截面的增大、而增大承载的工作电流，目前能承载的最大工作电流为100A左右。其最大的特点是由于它的栅栏结构，可在栅栏结构上按装安全保护盖，以防止工作人员在工作过程中因不慎误触端子而触电。
贴片型：众所周知，贴片型元器件是伴随集成电路的出现而产生的，不言而喻是个微小型的元器件，当然贴片型EMI电源滤波器也不会例外，可以这么说，对于性能比较全面的EMI电源滤波器，目前尚处于发展阶段。我公司目前也只限于≤6A的直流EMI电源滤波器。
铜排型：方便大电流的连接，安全可靠。
插座型：国际标准IEC连接器，体积小安装方便。
5.9耐压测试（测试设备为耐压测试仪）
为确保电源滤波器的质量和设备及人身安全，出厂前全部进行耐压测试。
决定线－线之间耐压性能的关键器件就是差模电容Cx，若差模电容Cx的耐压性能欠佳，在出现峰值浪涌电压时，可能被击穿。它的击穿虽然不危及人身安全，但会使滤波器功能丧失或性能下降。
Cy电容器除了满足接地泄漏电流的要求外，还在电气和机械性能方面具有足够的安全余量，避免在极端恶劣的环境条件下出现击穿短路现象。故相对地之间的耐压性能对保护人身安全有重要意义，一旦设备或装置的绝缘保护措施失效，可能导致人员伤亡。因此，必须对接地电容（Cy）进行严格的耐压测试，时间一分钟，不发生放电现象和咝咝声。由于这种耐压测试对内部器件带有一定损伤，用户测试次数不能过多，时间不能过长。否则会降低滤波器的寿命，甚至损坏滤波器。
交流单相电源滤波器测试电压:
相—地：1500VAC
相—相：1450VDC
交流三相三线电源滤波器测试电压：
相—地：1500VAC
相—相：1450VDC
交流三相四线电源滤波器测试电压：
相—地：1500VAC
相—相：1450VDC
相—中：1450VDC
直流电源滤波器测试电压：
相—地：500VDC
相—相：200VDC
5．10滤波器的安装注意事项
为减小接地电阻，滤波器应安装在导电金属表面或通过编织接地带与接地点就近相连（如下图），避免细长接地导线造成较大的接地阻抗。
(a)错误接法
（b）正确接法滤波器安装时应保证良好接地
滤波器应尽量安装在设备的入口/出口处（如下图）。
(a)错误接法（b）正确接法
电源滤波器的安装位置
为避免输入/输出互相耦合。应尽量做到输入/输出隔离，至少严格禁止滤波器输入/输出线的相互交叉，路径平行等（如下图）。若相互位置及空间的限制，无法满足上述要求，则滤波器的输入/输出线必须采用屏蔽线或高频吸收线。
滤波器
电源输入
滤波器输入与路径平行，存在较大耦合
机箱壁
滤波器电源输入
滤波器输出
机箱壁
导电衬垫
(a)错误接法（b）正确接法
安装使用电源滤波器应注意输入/输出的空间隔离
※国标与国军标对比
国（军）标中规定了各类电子设备的电源线传导发射极限值。图6中分别给出了GJB151、GJB151A 中CE103、CE102规定的典型电源线传导发射极限值，图7中给出了GB9254中A级及B级设备的传导发射极限值。若受试设备传导发射超标，可参照发射极限值确定插入损耗指标，选用合适的电源滤波器。
图6 GJB151和GJB151A中规定的电源线传导干扰发射极限值
图7 GB9254中规定的电源线传导干扰发射极限值
DM DM CM CM
0.010.111030100
图8 共模干扰和差模干扰的频率分布（频率MHz）
对比军标和国标的极限值曲线，GJB151规定的频率范围为15KHz～50MHz，GJB151A中规定的频率范围为10KHz～10MHz。而GB9254规定的频率范围为100KHz～30MHz；军标测试采用峰-峰值检波，民标采用准峰值检波。所以，总体来看，军标要求要比民标要求严酷得多（军标的测试方法见电磁兼容测量方法和测量设备介绍），实际测试中往往大量存在着超标现象。根据大量控制设备传导干扰的经验，总结出图8所示的CM（共模干扰）和DM（差模干扰）信号电平的分布图，它反映了这两种类型传导干扰占主要地位的频段分布。
第一章开关电源电路—EMI滤波电路原理 滤波原理：阻抗失配；作为电感器就是低通（更低的频率甚至直流能通过）高阻（超过一定频率后就隔断住难于通过）（或者是损耗成热消散掉），因此电感器滤波靠的是阻抗 Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2。也就是分成两个部分，一个是R涡流损耗，频率越高越大，直接把杂波转换成热消耗掉，这种滤波最干净彻底；一个是2ΠfL 这部分是通过电感量产生的阻挡作用，把其阻挡住。实际都是两者的结合。但是要看你要滤除的杂波的频率，选择合适的阻抗曲线。因为电感器是有截止频率的，超过这个频率就变成容性，也就失去电感器的基本特性了，而这个截止频率和磁性材料的特性和分布电容关系最大，因此要滤波更高的频率的干扰，就需要更低的磁导率，更低的分布电容。因此一般我们滤除几百K以下的共模干扰，一般使用非晶做共模电感器，或者10KHZ以上的高导铁氧体来做，这样主要使用阻抗的WL这一方面的特性，主要发挥阻挡作用。电感器滤波器是通过串联在电路里实现。撒旦谁打死多少次顺风车安顺场。 因此：共模滤波电感器不是电感量越大越好主要看你要滤除的共模干扰的频率范围。先说一下共模电感器滤波原理共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了，然后靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果。当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感 器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用。这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000\15000 的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号。因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 电容的阻抗是Z=-1/2ΠfL那么也就是频率越高阻抗绝对值越小，那么就是高通低阻，就是频率越高越能通过，所以电容滤波是旁路，也就是采用并联方式，把高频的干扰通过电容旁路给疏导回去。
???!????????? 2/2!????????? 当代以半导体工业为基础和支柱的微电子技术，它的迅速发展和应用已渗透到社会生活的各个领域，特别是通信领域近期发展之快和变化之大往往超出人们的预料。最为明显的几个特征是从全球移动卫星系统到无线局域网的出现，无线技术正向通信的各个方面渗透，Internet和www网络继续保持指数的增长势头，并产生对高速公众数据网的强烈需求。但是广泛应用上述微电子技术的设备，它的安全性、可靠性和电磁兼容性实在令人担忧，因为上述超大规模集成电路和公众数据网络的不断发展，导致了对人为或自然的过电压或过电流的冲击更加敏感到几乎成指数增长的趋势，可以说是目前人类享受高科技给人类带来的各种效益，是同人类百年来为之奋斗的电磁兼容事业密不可分。因此，联合国确定电磁污染是继环境中的空气、水质、噪声等污染之后的第四大环境污染。 本章所指的电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC）对于设备或系统的性能指标来说，应为“电磁兼容性”。但作为一门学科来说，应为“电磁兼容”。 它的确切定义按国家军用标准GJB——85《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》为：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。” 所以电磁兼容是研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，各种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存，并不致引起降级的一门科学。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它有以下三方面的含意。 1)电磁环境应是给定的或预期的。 2)设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射（EMI）限值的要求电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象，它是引起电磁骚扰的原因。 3)设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性（EMS）限值或抗扰度（immu-nity）；其中电磁敏感性为在存在电磁骚扰的情况下，设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下所呈现不希望有的响应程度；抗扰度为设备、分系统或系统抗电磁骚扰的能力。 2/2/2?????? 由电磁骚扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备，这个过程称为电磁干扰效应。因此形成电磁干扰后果必须具备三个基本要素： 1)电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。 2)耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。 3)敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。 为了实现电磁兼容，必须从上面三个基本要素出发， 电磁兼容原理和抑制技术(一) 区健昌
1.目的： 为使电源适配器在采购及新品、新厂商承认导入阶段有依循的标准，而订定此文件。 2.范围： 适用于（不可拆卸的电源软线）电源适配器采购标准规范。 3.权责： 3.1电源适配器供应商:有责任提供符合本文相关规范之产品。 3.2硬件设计部/开发组： 3.2.1开发新厂商阶段要求供应商必须满足相关规范制作产品。 3.3产品工程组、硬件设计部:在做新产品/新材料导入评估阶段必须确认本规范要求之所有项目，并形成相应记录。 3.4本规范之位皆高于本公司其它（不可拆卸的电源软线）电源适配器相关之检验规范文件，若本规范未明确定义之处，国标请参照GB9254-2008、GB4943-2011、GB17625.1-2003、GB8898-2011相关标准，其它国家标准请参照相对应的认证标准。 3.5 送样适配器有认证要求的，需确保完全符合适配器所在国家认可的最新认证机构要求，认证证书需在批量供货前取得相应证书。 4.定义：无 5.内容： 5.1外观及结构尺寸： 5.1.1输出线材料我司硬件设计部有明确要求的，要按要求制作；未明确要求的，要符合3.4及3.5要求。 5.1.2输出线规格 5.1.2.1线材规格：我司硬件设计部有明确要求的，要按要求制作；未明确要求的，按（表1）执行： （表1） 5.1.2.2 插口规格：12V适配器用2.1MM口（12V 0.8A国标配2.5MM），5V适配器用1.35mm口。 5.1.3输出线长度依我司硬件设计部要求。
3.5要求。 5.1.5外壳尺寸我司硬件设计部有明确要求的，要按要求制作；未明确要求的，要符合3.4及3.5要求。 5.1.6外壳颜色及线材颜色依我司硬件设计部要求制作。 5.1.7印字（含铭牌）我司硬件设计部有明确要求的，要按要求制作；未明确要求的，要符合3.4及3.5要求。（需有不低于10年有效期限的环保标识） 5.1.8外壳材料阻燃等级我司硬件设计部有明确要求的，要按要求制作；未明确要求的， 按UL 94V-0要求执行。 5.1.9环保要求：有要求ROHS时须通过ROHS标准。 5.1.10线材外观要求： 5.1.10.1线材外皮，每米不能超过3个小凸点。 5.1.10.2线材表面不能有破损、压伤、脏污等外观不良。 5.1.10.3 SR/DC头表面不能有变形、缩水、披峰、气纹、缺胶等不良。 5.1.10.4五金DC头不能有氧化、刮伤等不良。 5.1.11批次信息要求： 1）.每个实物上需有批次信息，可以模印或在铭牌进行标识，使每个产品具有可追溯性。 2）.承认书需说明批次号含义。 5.2电气特性：
产品质量监督抽查实施规范 CCGF 214.8-2010 电源适配器 2010-XX-XX发布 2010-XX-XX实施国家质量监督检验检疫总局
电源适配器产品质量监督抽查实施规范 1 适用范围 本规范适用于国家及省级质量技术监督部门组织的电源适配器产品质量监督抽查，其他质量技术监督部门组织的及针对特殊情况的监督抽查可参考本规范执行。监督抽查产品范围包括：用于将交流电网电压转换为固定的、单路低压直流或低压交流输出电压的电子产品用外部电源，其产品名称可以为：电源适配器、充电器、变压器或电源供应器等，以下统称为电源适配器。本规范不适用于直流-直流转换器、利用输出端子直接对电池进行充电的充电器，以及家用和类似用途用电源适配器、玩具用电源适配器、灯具用电源适配器等。 本规范内容包括：产品分类、企业规模划分、检验依据、抽样、检验要求、判定原则及异议处理复检。 2 产品分类 2.1 产品分类及代码 2.2 产品种类 1）按输出特性分为： 单路输出式交流-直流电源适配器（AC-DC电源适配器）、单路输出式交流-交流电源适配器（AC-AC电源适配器）； 2）按内部结构分为： 开关型电源适配器、线性型电源适配器； 3）按应用范围分为： 信息技术设备用电源适配器、电信终端设备用电源适配器、音视频设备用电源适配器。 3 企业规模划分 根据电源适配器产品行业的实际情况，生产企业规模以电源适配器类产品年销售额为标准划分为大、中、小型企业。见下表：
4 检验依据 下列文件凡是注明日期的，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本规范。凡是不注明日期的，其实施的最新版本适用于本规范。 《中华人民共和国产品质量法》 GB 4943 《信息技术设备的安全》 GB 8898《音频、视频及类似电子设备安全要求》 GB 9254 《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》 GB 13837 《声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法》 GB 17625.1 《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》 GB 20943 《单路输出式交流-直流和交流-交流外部电源能效限定值及节能评价值》 5 抽样 5.1 抽样型号或规格 样品在同一产品种类、同一型号规格、同一批次的产品中抽取。 5.2 抽样方法、基数及数量 在企业的成品库内、生产线末端或市场随机抽取经企业检验合格或以任何方式表明合格的近期生产的产品。 在企业成品库内抽样时，同一批次产品库存基数应不少于50台，当库存基数少于50台或无库存时，应在企业生产线末端上进行抽样，随机抽取同一种规格型号5台产品，其中4台作为检验样品，1台留在承检单位作为备用样品。在市场上抽样时，抽样基数应不少于抽取样品量，抽取样品量要求与企业成品库抽样时相同。 5.3 样品处置 应当对检验样品和备用样品分别签封。如样品标签上标明特殊储存或搬运要求，样品应按要求进行处置。 5.4 抽样单 应按有关规定填写抽样单，并记录被抽查产品及企业相关信息。同时记录被抽查企业上一年度生产的电源适配器产品销售总额，以万元计。若被抽查企业上一年未生产此类产品，记录本年度已实际生产此类产品的销售总额。 6 检验要求 6.1 检验项目及不合格分类
电磁兼容原理与设计试题 （总分100分，时间120分钟） 1. 区别电磁骚扰和电磁干扰两个术语的不同。（10分） 答：电磁噪声（骚扰）：（强调原因和过程）任何可能引起设备或系统性能下降的包磁现象——强调任何可能的电磁危害现象原因。 电磁干扰：（强调的是结果）。 2. EMI 、EMS 和EMC 分别指什么，有何区别？（5分） 答：Electromagnetic Interference ，EMI ，电磁干扰。 Electromagnetic Susceptibility,EMS ，电磁敏感性。 Electromagnetic Compatibility ，EMC ，电磁兼容。 电气和电子设备在正常运行的同时，也往外发射有用或无用的电磁能量，这些能量会影响其它设备的正常工作，这就是电磁干扰。 对电磁干扰进行分析、设计和验证测试的学科领域就是电磁兼容。 电磁敏感性是指设备、器件或系统因电磁干扰可能导致工作性能下降的特性。 3.电磁干扰三要素是什么？(5分) 答：电磁干扰三要素是干扰源、耦合通道、敏感设备。 4.功率信号发生器XG26，最小输出功率10-8mW ，请换算成dB （mW ）。（5分） 5. 已知V=1mV ，求：dBmV V 、V dB V 。（5分） 答：（1mV ）dBmV=20lg (1mV/1V*10-3 )=20(lg1+3)=20*0+60=60 dBmV （1mV ）dBuV=20lg(1mV/1V*10-6)= 20(lg1+6)= 20*0+120=120 dBuV 6. 术语解释：静电放电（5分） 答：静电放电是指不同静电电位的物体靠近或直接接触是发出的电荷转移 7. 什么是传导耦合？（5分） 答：传道耦合是指电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象（敏感设备） 8.电磁屏蔽的作用原理是什么？ （10分） 答：电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。 电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz ~ 40GHz)。 在频率较低（近场区，近场随着骚扰源的性质不同，电场和磁场的大小有很大差别。 高电压小电流骚扰源以电场为主（电准稳态场－忽略了感应电压），磁场骚扰较小（有时可忽略）。
电磁兼容课程作业（问答58题） 1.为什么要对产品做电磁兼容设计？ 答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。 2.对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？ 答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的接地方式设计。 3.在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？10V是多少dBV？ 答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB就是用对数表示时的单位，10V是20dBV。 4.为什么频谱分析仪不能观测静电放电等瞬态干扰？ 答：因为频谱分析仪是一种窄带扫频接收机，它在某一时刻仅接收某个频率范围内的能量。静电放电等瞬态干扰是一种脉冲干扰，其频谱范围很宽，但时间很短，这样频谱分析仪在瞬态干扰发生时观察到的仅是其总能量的一小部分，不能反映实际干扰情况。 5.在现场进行电磁干扰问题诊断时，往往需要使用近场探头和频谱分析仪，怎样用同轴电缆制作一个简易的近场探头？ 答：将同轴电缆的外层（屏蔽层）剥开，使芯线暴露出来，将芯线绕成一个直径1～2厘米小环（1～3匝），焊接在外层上。 6.一台设备，原来的电磁辐射发射强度是300V/m，加上屏蔽箱后，辐射发射降为3V/m，这个机箱的屏蔽效能是多少dB？ 答：这个机箱的屏蔽效能应为40dB。 7.设计屏蔽机箱时，根据哪些因素选择屏蔽材料？
答：从电磁屏蔽的角度考虑，主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。对于电场波、平面波或频率较高的磁场波，一般金属都可以满足要求，对于低频磁场波，要使用导磁率较高的材料。 8.机箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料的影响以外，还受什么因素的影响？ 答：受两个因素的影响，一是机箱上的导电不连续点，例如孔洞、缝隙等；另一个是穿过屏蔽箱的导线，如信号电缆、电源线等。 9.屏蔽磁场辐射源时要注意什么问题？ 答：由于磁场波的波阻抗很低，因此反射损耗很小，而主要靠吸收损耗达到屏蔽的目的。因此要选择导磁率较高的屏蔽材料。另外，在做结构设计时，要使屏蔽层尽量远离辐射源（以增加反射损耗），尽量避免孔洞、缝隙等靠近辐射源。 10.在设计屏蔽结构时，有一个原则是：尽量使机箱内的电缆远离缝隙和孔洞，为什么？答：由于电缆近旁总是存在磁场，而磁场很容易从孔洞泄漏（与磁场的频率无关）。 因此，当电缆距离缝隙和孔洞很近时，就会发生磁场泄漏，降低总体屏蔽效能。 11.测量人体的生物磁信息是一种新的医疗诊断方法，这种生物磁的测量必须在磁场屏蔽室中进行，这个屏蔽室必须能屏蔽从静磁场到1GHz的交变电磁场，请提出这个屏蔽室的设计方案。 1答：首先考虑屏蔽材料的选择问题，由于要屏蔽频率很低的磁场，因此要使用高导磁率的材料，比如坡莫合金。由于坡莫合金经过加工后，导磁率会降低，必须进行热处理。因此，屏蔽室要作成拼装式的，由板材拼装而成。事先将各块板材按照设计加工好，然后进行热处理，运输到现场，十分小心的进行安装。每块板材的结合处要重叠起来，以便形成连续的磁通路。这样构成的屏蔽室能够对低频磁场有较好的屏蔽效能，但缝隙会产生高频泄漏。为了弥补这个不足，在坡莫合金屏蔽室的外层用铝板焊接成第二层屏蔽，对高频电磁场起到屏蔽作用。
·标准与应用· １ 概述 ＹＤ／Ｔ１３１２．１３《无线通信设备电磁兼容性要求和测量方法第１３部分：移动通信终端充电器》（以下称本标准）是我国首个针对移动通信终端充电器的电磁兼容标 准，适用于移动通信终端使用的各种外置电源适配器。２００６年１２月信息产业部（现工业和信息化部）发布了统一的手机充电器接口规范，充电器不再是手机的标准配置，只需ＵＳＢ数据线即可，也可以从ＰＣ接口直接充电。用ＧＢ９２５４－２００８《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》来进行测试已不能满足要求，需要有移动通 信终端充电器配套的电磁兼容标准进行规范。本标准征求意见稿于２０１１年７月提出，中国通信标准化协会电磁环境与安全防护委员会（ＴＣ９）已完成标准送审稿及报批稿，现正在进行最后的报批。本标准比其对应的国外标准ＥＮ３０１４８９－３４（２０１０年５月推出的第一版）晚一年推出，但标准的制定者通过大量的实验分析，总结出移动通信终端充电器对移动终端的影响，针对电磁兼容相关测试项目制定出了针对国内的移动通信 终端充电器的电磁兼容标准，更符合我国国情。 ＹＤ／Ｔ１３１２．１３第一版在各个测试项目的试验方法和要求上主要引用和参考了ＧＢ９２５４－２００８、ＧＢ／Ｔ１７６２６系列标准及ＥＮ３０１４８９－３４Ｖ１．１．１， 在测试项目设置、性能评摘要 概述移动终端电源电磁兼容标准ＹＤ／Ｔ１３１２．１３制定的需求、意义、覆盖范围及与对应国外标准的区别。解读标准中的适用性范围、辐射骚扰测试、传导连续骚扰测试、瞬态传导骚扰测试、辐射抗扰度测试等新增内容和相应要求。关键词 电磁兼容；移动终端电源；ＹＤ／Ｔ１３１２．１３；标准解读Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｓｔａｎｄａｒｄｏｆＹＤ／Ｔ１３１２．１３ｆｏｒｍｏｂｉｌｅｔｅｒｍｉｎａｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｗｅｒｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅappeal of establishing this standard,the significance and content of the standard,and the differences from corresponding foreign ｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ，ｒａｄｉａｔｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｔｅｓｔ，ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｔｅｓｔ，ｔｒａｎｓｉｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｒａｄｉａｔｅｄｉｍｍｕｎｉｔｙtest,some new additional contents and corresponding requirements weree analyzed and interpreted. ＫｅｙｗｏｒｄｓＥＭＣ；ｍｏｂｉｌｅｔｅｒｍｉｎａｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ＹＤ／Ｔ１３１２．１３；ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｔｏｓｔａｎｄａｒｄ 估方法及性能判据上主要引用和参考了ＹＤ／Ｔ１３１２．１－２００４及ＥＮ３０１４８９－３４Ｖ１．１．１。 ２标准覆盖范围 本标准是专门针对无线通信终端的充电器制定的产 品类标准，适用于所有无线通信终端充电的产品，对任何接口的充电形式都适用。ＥＮ３０１４８９－３４针对的是具有Micro-B 接口的充电设备，所以本标准覆盖的范围更大，接口类型更多。 ３标准内容介绍 ３．１典型的通用型测试负载 由于通信产品的种类很多，本标准规定了一个比较 容易测试的通用型负载。在没有移动终端适配器标准之前，相关电磁兼容测试采用的是ＧＢ９２５４－２００８的方法，移动终端电源适配器的厂商在进行电磁兼容的摸底试验时，得到的电源适配器测试的负载参数各异，选择一组电磁兼容骚扰最小的负载参数作为测试结果。本标准的推出使电源适配器供应商不再需要与移动终端进行匹配测试，通过外接标准负载就可以进行相关电磁兼容测试。３．２适用性 ２０１２年４月召开的ＴＣ９会议特别讨论了本标准送审稿中的适用范围。与会代表建议将设备测试条件中的 移动终端电源适配器电磁兼容行业标准解读 ＩｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｔｏｔｈｅＥＭＣＳｔａｎｄａｒｄＲｅｖｉｓｉｏｎｆｏｒＰｏｗｅｒＡｄａｐｔｅｒｏｆ ＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｒｍｉｎａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ 工业和信息化部通信计量中心黄萌 周镒 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!" 无线通信设备EMC 系列标准解读 25
切断电磁干扰传输途径——共模、差模电源线滤波器设计 电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除，开关电源EMI滤波器基本电路如图6所示。一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模干扰和共模干扰都有较强的抑制作用。在图6中CX1和CX2叫做差模电容，L1叫做共模电感，CY1和CY2叫做共模电容。差模滤波元件和共模滤波元件分别对差模和共模干扰有较强的衰减作用。 共模电感L1是在同一个磁环上由绕向相反、匝数相同的两个绕组构成。通常使用环形磁芯，漏磁小，效率高，但是绕线困难。当市网工频电流在两个绕组中流过时为一进一出，产生的磁场恰好抵消，使得共模电感对市网工频电流不起任何阻碍作用，可以无损耗地传输。如果市网中含有共模噪声电流通过共模电感，这种共模噪声电流是同方向的，流经两个绕组时，产生的磁场同相叠加，使得共模电感对干扰电流呈现出较大的感抗，由此起到了抑制共模干扰的作用。L1的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关，具体关系参见表1所列。 [4] 实际使用中共模电感两个电感绕组由于绕制工艺的问题会存在电感差值，不过这种差值正好被利用作差模电感。所以，一般电路中不必再设置独立的差模电感了。共模电感的差值电感与电容CX1及CX2构成了一个∏型滤波器。这种滤波器对差模干扰有较好的衰减。 除了共模电感以外，图6中的电容CY1及CY2也是用来滤除共模干扰的。共模滤波的衰减在低频时主要由电感器起作用，而在高频时大部分由电容CY1及CY2起作用。电容CY的选择要根据实际情况来定，由于电容CY接于电源线和地线之间，承受的电压比较高，所以，需要有高耐压、低漏电流特性。计算电容CY漏电流的公式是 ID=2πfCYVcY 式中：ID为漏电流； f为电网频率。 一般装设在可移动设备上的滤波器，其交流漏电流应<1mA；若为装设在固定位置且接地的设备上的电源滤波器，其交流漏电流应<3.5mA，医疗器材规定的漏电流更小。由于考虑到漏电流的安全规范，电容CY的大小受到了限制，一般为2.2～33nF。电容类型一般为瓷片电容，使用中应注意在高频工作时电容器CY与引线电感的谐振效应。 差模干扰抑制器通常使用低通滤波元件构成，最简单的就是一只滤波电容接在两根电源线之间而形成的输入滤波电路（如图6中电容CX1），只要电容选择适当，就能对高频干扰起到抑制作用。该电容对高频干扰阻抗甚底，故两根电源线之间的高频干扰可以通过它，它对工频信号的阻抗很高，故对工频信号的传输毫无影响。该电容的选择主要考虑耐压值，只要满足功率线路的耐压等
电磁兼容原理与设计 招生对象 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin#https://www.doczj.com/doc/8b17026665.html, （请将#换成@） 课程内容 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 课程大纲： 第一章电子系统电磁兼容设计目的与方法 1.1电子系统电磁干扰与电磁兼容EMI/EMC 1.2电子系统EMC标准与规范 1.3电子系统电磁兼容的重要性，实例分析 1.4电子系统有源器件的选型和电磁干扰发射的抑制 1.5共模(CM)干扰和差模(DM)干扰 第二章电子系统接地设计 2.1电子系统接地分类 2.2电子系统参考接地 2.3接地方式－实例分析 第三章电子系统屏蔽设计 3.1辐射耦合与传导耦合 3.2屏蔽效能的概念 3.3屏蔽分类 3.4静电屏蔽与电磁屏蔽 3.5磁场屏蔽 3.6实际屏蔽体的问题－实例分析 第四章电子系统滤波设计 4.1低通滤波器 4.2高通滤波器
4.3 瞬态干扰抑制器 第五章电磁兼容测试技术 5.1 测试标准 5.2 测试场地及测试环境、测试设备 5.3 电磁兼容测试举例分析 第六章主板设计及排查技术 6.1印制电路板概述 6.2 PCB布线及布局基本原则 6.3 高速电子线路的信号完整性设计 6.4 排查实例分析 讲师介绍 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 张老师，博士学位。通信与微波工程研究室主任。国家自然科学基金、北京市自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目同行评议专家，教育部学位与研究生教育发展中心评议专家，中国电子学会DSP应用专家委员会委员，中国工业和信息化部科技人才库专家，北京市科学技术奖励评审专家，北京电子电器协会电磁兼容分会委员，中华医学预防会自由基委员会委员，中国电子学会高级会员，通信学会电磁兼容分会委员，IET高级会员，北京邮电大学育人标兵。IEEE Transaction on Communications、Journal of Electromagnetic Waves and Applications、通信学报等刊物特约评审专家。 从事电磁兼容、先进信息获取与处理、认知无线电、生物电子等领域的教学和研究工作。发展出电磁环境与信息安全、射频与微波工程、信号处理与模式识别等新的研究方向。在国内外重要刊物发表论文180余篇，其中SCI、EI检索100余篇。主持电磁兼容与信息安全、无线通信中的信号处理与模式识别、超宽带通信、基于嵌入式的认知无线电演示平台、电磁兼容数据库开发等20余项国家及省部级项目。获得优秀期刊论文奖4项、优秀论文指导教师奖4项，教学成果奖2项，北邮有突出贡献指导教师奖1项，申请专利5项，主编著作2部，参编标准1部。 博士招生专业：电子科学与技术 研究方向：电磁兼容、先进信息获取与处理、宽带通信与网络技术； 硕士招生专业：生物医学工程、电子与通信工程；研究方向：先进信息获取与处理； ************************************************** 【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据客户的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。顾问服务由中国电子标准协会顶尖顾问服务团队组成，由专人全程跟进，签约型绩效考核顾问服务效果，
第一章习题 2. 根据程序存储器的差别，单片机可以分为哪几种类型？ 答：MCS-51 系列单片机按片内不同程序存储器的配置来分，可以分为以下 3 种类型： ①片内带Mask ROM（掩膜ROM）型：8051 、80C51 、8052 、80C52 。此类芯片是由半导体厂家在芯片生产过程中，将用户的应用程序代码通过掩膜工艺制作到ROM 中。其应用程序只能委托半导体厂家“写入” ，一旦写入后不能修改。此类单片机适合大批量使用。 ②片内带EPROM 型：8751、87C51 、8752 。此类芯片带有透明窗口，可通过紫外线擦除存储器中的程序代码，应用程序可通过专门的编程器写入到单片机中，需要更改时可擦除重新写入。此类单片机价格较贵，不宜于大批量使用。 ③片内无ROM（ROMLess）型：8031、80C31 、8032 。此类芯片的片内没有程序存储器，使用时必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片。此类单片机由于必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片，造成系统电路复杂，目前较少使用。 3. 单片机的主要特点是什么？它适宜构成通用微机系统还是专用微机系统？为什么？ 答：单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。其主要特点如下： 1、价格便宜。10 元以内计算机。 2、功能不大。只能专用在适用的领域。但在适用的领域中，性价比却是最 佳。 3、可靠性高，抗干扰能力强。 4 、功耗比较低。对电源要求低。适用面广。 5、外围扩展能力强。可以应用到不同的控制系统中。根据其特点可知，单片机功能不
1、什么是电磁干扰？什么是电磁干扰效应？什么是电磁干扰形成的三要素？答：（1）任何可能引起装置、设备或者系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象，有这种电磁现象引起设备、传输通道或者系统性能的下降称为电磁干扰。 （2）由干扰源发出的电磁能，经某种传播途径传输至敏感设备，敏感设备又对此表现某种形式的“响应”，并产生干扰的“效果”，这种作用过程和结果称为电磁干扰效应。 （3）电磁干扰形成的三要素：电磁干扰源，对该干扰敏感的设备，将电磁干扰源传输到敏感设备的媒介（传输通道或者耦合途径）。 2、什么是电磁兼容性？它和抗干扰有何区别？ 答：（1）电磁兼容性：设备或系统在电磁环境中能正常工作并且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 （2）抗干扰是指设备或者系统抵抗电磁干扰的能力电磁发射控制设备和系统发射的电磁能量的控制。 3、什么是实施电磁兼容性的“问题解决法”？什么是“规范法”？什么是“系统法”？ 答：（1）“问题解决法”：先进行系统的设计和制造，出现了电磁干扰问题再逐一解决。 （2）“规范法”：按照电磁兼容的标准和规范进行系统或者设备的设计和制造。 （3）“系统法”：先对系统或者设备的设计方案进行电磁兼容性的分析和预测，并贯穿于设计、试制和制造的全过程，并不断地解决可能出现的电磁干扰问题。 4、实施电子、电气设备的电磁兼容性，通常经过哪几个步骤？ 答：（1）首先根据设备或者系统明确实施电磁兼容的技术措施：问题解决法、规范法和系统法； （2）确定该系统或设备所面临的电磁环境，例如欲屏蔽的电磁干扰源是什么，它属于哪种类型，是高阻抗电场、低阻抗磁场还是平面波等等； （3）确定最易接受干扰的电路敏感度，以明确对这个系统所采取电磁兼容措施的要求； （4）进行该设备的屏蔽体的结构设计和工艺设计。 5、电磁兼容性标准的主要内容以及特点是什么？ 答：电磁兼容标准可分为：基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准（1）基础标注：表述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备，定义了等级和性能判据，该标准不涉及具体产品。 （2）通用标准：按照设备使用环境划分的，当产品没有特定的产品类标准可以遵循是，使用通用标准来进行EMC测试。 （3）产品类标准：针对某种产品系列的EMC测试标准，往往引用基础标准，但是根据产品的特殊性提出更详尽的规定。 （4）专用产品标准：通常不单独形成电磁兼容标准，而是已专门条款包含在产品的通用技术条件中。 6、传导干扰在低频和高频传输时有何特点？处理方法有何不同？ 答：传导干扰在低频传输时干扰主要是以差模形式存在，在高频传输时主要是以共模形式存在。因此处理方法也不同，对于低频时的差模形式减少干扰的方法是：信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或者用电容或电感组成低通滤波器，对于减小高频时的共模干扰方法是在信号线或者电源线中串联共模扼流圈，
电磁兼容习题及答案 习题一 1.1干扰源：微波炉，宇宙射线，雷电，雷达，整流式电动机； 敏感设备：印刷电路版，晶体管电视，人体， 既是干扰源又是敏感设备：手机，雷达探测系统， 1.2电磁危害：太阳黑子爆发产生大量电磁辐射，造成地球上大部分通讯受到影响。 1.3电磁骚扰：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降； 电磁骚扰是一种现象，只是可能造成影响，而电磁干扰是已经造成了影响和损害，是一种后果。 1.4质检总局第5号令《强制性产品认证管理规定》做了一系列严格规定，认证标志的名称为“中国强制认证”（china compulsory certification）,缩写为CCC，简称3C。根据认证委的规定，强制性产品认证新制度自2002年5月1日起实施。 1.5 EME：electromagnetic environment电磁环境； EMI：electromagnetic interference电磁干扰； EMS：electromagnetic susceptibility电磁抗干扰； EMC：electromagnetic compatibility电磁兼容。 1.6电磁兼容三要素：干扰源、干扰耦合途径、敏感设备。 电磁干扰源：分为自然干扰源和人为干扰源。P8 图1-1 电磁耦合途径：空间辐射和导线传导；两者距离＞波长：干扰以电磁波的形式传播，需要研究干扰电波的传播特性；两者距离＜波长：干扰的耦合可看成近场感应，即电场（电容）耦合或磁场（电感）耦合。 1.7采用屏蔽、滤波、接地三项最基本的干扰抑制技术； 屏蔽：切断通过空间辐射的干扰的传输途径，根据其性质可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。 滤波：抑制沿导线传输的传导干扰，主要讨论抗共模干扰、差模干扰和浪涌的滤波电路和装置的设计； 接地：提供设备的安全保护地，还提供了设备运行所必需的信号参考地。接地的方式有单点、多点、混合接地和浮地。 1.8电磁兼容学科研究内容： 1．干扰源的研究； 2．耦合途径的研究； 3．敏感设备的研究； 4．电磁兼容性控制技术； 5．测量的研究； 6．标准的研究； 7．电磁兼容性分析、预测和电磁兼容性设计。 习题五 （1）其中把相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的EMI信号称为共模干扰信号，共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等，相位相同的噪音信号。把L与N之间存在的干扰信号称作差模干扰信号，也可把它视为在L和N线上有180度相位差的共模干扰信号。（2）抑制原理：Ll和只Cy，L2和另一只Cy，分别构成L-E和N—E两对独立端口的低通滤
电磁兼容原理及应用试题及答案 、填空题（每空 0.5分，共20 分） 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】 、【传输通道】和【接收器】 磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】 。 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。 准。 电容性干扰的干扰量是【变化的电场】；电感性干扰在干扰源和接受体之间存在 【交连的磁通】； 电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。 场】主要是干扰源的感应场，而【远区场】呈现出辐射场特性。 随着频率的【增加】，孔隙的泄漏越来越严重。因此，金属网对【微波或超高频】频段不具备 屏蔽效能。 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。 氧体】材料所组成的。 【20lg （U2/U1）】分贝。 多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。 电子设备的信号接地方式有【单点接地】 、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中, 若设备工作频率高于 10MHz 应采用【多点接地】方式。 二、简答题（每题 5分，共20 分） 1 .电磁兼容的基本概念? 答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态，即要求在 同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁 ;如果按照传输途径划分，电 2. 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】 【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【 CCC 标志、欧洲的【CE 标志和美国的【FCC 5. 志。 IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz 】 和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标 6. 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分, 【近区 8. 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、 【交叉调制】和【直接混频】 10. 11. 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】 ，其中一种是由有耗元件如【铁 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压, 则插入损耗可定义为 14. 15.
高性价比的电源适配器解决方案 —AP3710及其应用电路 关键字：电源适配器，AP3710，PWM控制器 摘要：简要介绍了市场上主流的低功率（5~15W）开关电源适配器方案的特点，着重描述了基于PWM控制器AP3710的电源适配器解决方案的特点与工作原理，并给出了AP3710整体方案的实际测试结果。 来源：BCD 半导体有限公司吕述庄/孙健 分类：电源管理 低功率电源适配器的方案 这里所讨论的低功率电源适配器主要针对输出功率5~15瓦的电源系统。主要有两类方案，即集成PWM控制器方案和分立PWM控制器方案。 图1是集成PWM控制器的典型应用图，U1采用DIP-8封装，内部集成了PWM控制器和功率MOSFET。变压器输入侧电路包括：由X电容CX和共模电感L-COM组成的输入滤波电路，由BD组成的整流桥电路，由U1组成的控制及功率电路。变压器输出侧包括：二极管D10等组成的输出整流滤波电流；固定电压基准U2等组成的稳压反馈电路。该方案由于功率器件和PWM器件集成在一个封装内，故集成度较高，但散热设计难。 图1，集成PWM控制器的典型线路 图2是分立PWM控制器方案，U1多采用SOIC-8或SOT23-6，内部只含PWM控制器，功率器件Q1是MOSFET。其余外围电路与集成PWM控制器方案相同。 图2，分立PWM控制器方案的典型线路 以上两类方案的PWM控制器部分的共性是:多内置固定开关频率、斜波补偿、轻载时自动跳频、负载短路开路保护，这些都满足了5W~15W消费类电源系统的低成本、低待机能耗、高可靠性要求。以上两种方案及其拓展成的多数应用方案在DVD电源、电脑辅助电源、电池充电器、网络通讯设备领域等占有统治地位。
抗干扰滤波器在电磁兼容设计中的作用 干扰滤波在电磁兼容设计中的作用大多数电子产品设计师对干扰滤波器的认识一般局限在：“电子产品要通过电源线传导发射试验和电源线抗扰度试验，必须在电源线上使用干扰滤波器”。而对于干扰滤波器的其它作用了解很少，这就导致了产品设计完毕后，往往不能通过其它试验项目，例如辐射发射、辐射抗扰度、信号线上的传导敏感度等试验。实际上，电磁干扰滤波器对于顺利大部分电磁兼容试验以及保证产品的功能都是十分重要一类器件。当出现下面这些干扰问题时，往往是由于滤波措施不完善。 1.设备的机箱或机柜屏蔽十分完善，但是仍然产生超标的辐射发射； 2.独立的设备没有任何电磁干扰的问题（辐射发射和抗扰度完全合格），但是当连接上必要的外接电缆时，出现干扰问题； 3.在信号电缆线上注入电快速脉冲时，出现故障； 4.不能通过辐射抗扰度试验 5.不能通过电缆束上的传导敏感度试验 6.不能通过静电放电试验； 7.电缆中的导线之间或电缆之间相互干扰，导致设备不能实现预定功能。下面就如何用滤波器解决上述问题的方案作简单介绍。 1)虽然机箱或机柜屏蔽很好，但是辐射发射超标，或者不能通过辐射抗扰度试验 这是由于机箱或机柜上的外拖电缆起着天线的作用。天线的一个特性是互易性，也就是说：一个天线如果具有很高的辐射效率，那么它的接收效率也很高。因此，设备的外拖电缆既能产生很强的辐射，也能有效的将空间电磁波接收下来，传进设备，对电路形成干扰。由于某种原因，在外拖电缆上形成了干扰电流，这些电流从机箱内传导出来，并以电缆作为辐射天线辐射电磁波。解决这种问题的方法就是在电缆的端口处安装一只滤波器，将干扰电流滤除掉。 2)独立的设备没有任何电磁干扰的问题（辐射发射和抗扰度完全合格），但是当连接上必要的外接电缆时，出现干扰问题； 这个问题与第一类问题的本质相同，就是外拖电缆相当于天线。当没有电缆时，相当于没有辐射天线和接收天线，因此容易通过辐射发射和抗扰度试验，但是当拖上电缆后，这些电缆作为辐射天线和接收天线，导致设备的辐射增强、对外界空间干扰的敏感度提高。解决方法就是在电缆的端口处安装滤波器，将这些导体从空间接收到的电磁能量在它们到达电子线路之前滤除掉，另一方面，阻止电子线路中的干扰能量进入这些导体后借助导体辐射。 3)在信号电缆线上注入电快速脉冲时，出现故障； 我们知道电快速脉冲的频率是很高的，这些干扰通过电容耦合钳耦合进电缆，在电缆上形成干扰电流，这些电流一方面直接流进电路，对电路形成干扰，另一方面产生辐射，对电路形成干扰。解决方法就是采用屏蔽电缆和加装滤波器。 4)不能通过电缆束上的传导敏感度试验 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验，自然也可以通过在电缆端口处滤波的方式来解决。 5)不能通过静电放电试验； 静电放电对设备电路的影响很大程度上是由于静电放电电流周围的高频电磁场，这些电磁场由于频率很高，因此很容易被导线所接收，对电路形成干扰净，某设备在做静电放电试验时，发现当在活动面板上进行放电时，电路出现故障。经检查，发现面板后面是一束电缆，面板上的静电放电电流产生的电磁场在电缆束上感应出了噪声电流，形成干扰。在电缆的端口处安装滤波器后，问题解决。 随着开关电源的普遍应用，在电源线入口处安装滤波器已经是项必要的措施。因为开关电源工作在大功率脉冲状态，它会产生很强的电磁辐射，这些辐射感应到线路上形成传导发射。如果不使用滤波器，就没有可能通过满足电磁兼容试验。
电磁兼容原理及应用试题及答案 一、填空题（每空0.5分，共20分） 1. 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】；如果按照传输途径划分，电磁干扰可分 为【传导干扰】和【辐射干扰】。 2. 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC标志、欧洲的【CE标志和美国的【FCC 标志。 5. IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。 6. 电容性干扰的干扰量是【变化的电场】；电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】； 电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分，【近区 场】主要是干扰源的感应场，而【远区场】呈现出辐射场特性。 & 随着频率的【增加】，孔隙的泄漏越来越严重。因此，金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】 10. 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。 11. 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】，其中一种是由有耗元件如【铁氧 体】材料所组成的。 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压，则插入损耗可定义为【20lg（U2/U1）】分贝。 14. 多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。 15. 电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中，若设 备工作频率高于10MHz应采用【多点接地】方式。 二、简答题（每题5分，共20分） 1 .电磁兼容的基本概念？