电磁兼容结构设计
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EMC结构电磁兼容设计规范篇一:结构设计规范(EMC)EMC)结构设计规范(一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。
电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。
B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。
C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。
在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。
一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。
另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。
在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。
电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。
其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。
但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。
二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。
EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。
EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。
从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。
结构工程师必须掌握的EMC结构设计知识1.EMC简单介绍EMC的概念:电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。
EMC包含两个方面的意思,首先,设备能够抵抗所接受到的干扰而正常工作(即EMS);其次,设备所发射的电磁干扰不能影响其它设备的正常工作(即EMI)。
生活中的EMC:飞机上限制使用手机等电子设备,是因为手机等有可能会对机载设备造成电磁干扰,引起机载设备性能下降或者功能丧失,影响飞机飞行安全。
有时乘客会偷偷使用手机,为什么没有“引起机载设备性能下降或者功能丧失”?这是因为飞机的“电磁兼容性”设计有很高的安全裕度。
随着电子电气设备越发密集的应用,电磁兼容性引起工业制造领域各设备制造商的广泛关注,民用飞机电磁兼容性设计验证更是有着严格的适航要求。
电磁兼容性设计工作基于一个重要的现象:电子电气设备在正常工作时,既对外部空间发射电磁能量,也容易被外来电磁能量干扰。
现代民机作为高度集成各种电子设备的精密系统,任何关键设备的正常工作受到影响,后果都将不堪设想。
例如,飞机若想按照事先规划的航路飞行以确保空域畅通和绝对安全,在飞行中需要时刻与地面塔台保持联系,这有赖导航系统的准确定位,且通信系统能快速清晰传达和接收信息。
如果电磁兼容工作不到位,同时工作的其他设备所发射的电磁能量经过叠加,可能超过一般设备的耐受上限,通过线缆传导或者空间耦合等机理进入通信、导航等系统,轻则降低系统工作性能,重则损坏电路,使系统彻底失效。
电磁干扰作为一种可传播的能量,从发射源产生通过耦合路径最后到达受影响设备。
上述三者即电磁兼容三要素。
民机设计师通过“三要素”开展电磁兼容工作。
比如,在设计初期,通过优化“发射源”的设计,使其降低无意泄漏的电磁能量;在系统安装集成阶段,通过增加敏感设备之间的隔离距离,“切断”耦合路径;在系统验证阶段,如果发现了电磁兼容问题,再针对性地为问题设备增加屏蔽层。
华为技术有限公司企业技术规范DKBA0.400.0022 REV.3.0 电磁兼容性结构设计规范2003-11-30发布2003-11-30实施华为技术有限公司内部公开前言本规范于1999年12月25日首次发布。
本规范于2001年7月30日第一次修订。
本规范于2003年10月30日第二次修订。
本规范起草单位:华为技术有限公司结构造型设计部本规范授予解释单位:华为技术有限公司结构造型设计部本华为机密,未经许可不得扩散第1页,共1页内部公开目录1 范围 ... ....................................................................................................................................................... ..42 引用标准 ... . (4)3 术语 ... ....................................................................................................................................................... ..44 电磁兼容基本概念... (5)4.1 电磁兼容定义 ... .............................................................................................................................. ..5 4.2 电磁兼容三要素 ... ........................................................................................................................... .54.3 通讯产品电磁兼容一般要求 ... ..................................................................................................... ..65 电磁屏蔽基本理论... (7)5.1 屏蔽效能 ... ....................................................................................................................................... .7 5.2 屏蔽体的缺陷 ... .............................................................................................................................. ..75.2.1缝隙屏蔽 ... (7)5.2.2开孔屏蔽 ... (8)5.2.3电缆穿透 ... . (10)6 屏蔽设计 ... .. (12)6.1 结构屏蔽效能 ... .......................................................................................................................... (12)6.2 屏蔽方案与成本 ... ....................................................................................................................... ..12 6.3 缝隙屏蔽设计 ... .......................................................................................................................... (13)6.3.1紧固点连接缝隙 ... . (13)A. 减小缝隙的最大尺寸 ... ........................................................................................................................... .. 13B. 增加缝隙深度 ... ........................................................................................................................................ .. 14C. 紧固点间距 ... ........................................................................................................................................... (15)6.3.2安装屏蔽材料 ... ....................................................................................................................... ..176.3.3屏蔽材料的选用 ... . (18)A. 常用屏蔽材料................................................................... .. 18B. 常用屏蔽材料性能参数 ... ........................................................................................................................ . 246.4 开孔屏蔽设计 ... .......................................................................................................................... (25)6.4.1通风孔屏蔽 ... .......................................................................................................................... (25)6.4.2局部开孔屏蔽 ... ....................................................................................................................... ..26 6.5 塑胶件屏蔽 ... . (27)6.6 单板局部屏蔽 ... .......................................................................................................................... (28)6.6.1盒体式屏蔽盒 ... ....................................................................................................................... ..28内部公开6.6.2围框式屏蔽盒 ... ....................................................................................................................... ..29 6.7 电缆屏蔽设计 ... .......................................................................................................................... (29)6.7.1屏蔽电缆夹线结构 ... .............................................................................................................. (29)6.7.2屏蔽连接器转接 ... . (33)6.7.3非屏蔽电缆 ... .......................................................................................................................... (34)7 典型结构屏蔽方案... . (35)7.1 2000机柜屏蔽方案 ... . (35)7.2 2000插箱屏蔽方案 ... . (37)7.3 S3026C钣金盒式结构屏蔽方案 ... (42)7.4 R413PAVO塑胶盒式结构屏蔽方案 ... ..................................................................................... (44)7.5 型材面板屏蔽 ... .......................................................................................................................... (47)7.6 钣金面板屏蔽 ... .......................................................................................................................... (49)7.7 扣板面板屏蔽 ... .......................................................................................................................... (52)7.8 防水&屏蔽结构 ... ....................................................................................................................... (54)内部公开电磁兼容性结构设计规范1范围本规范规定了电磁兼容性结构屏蔽设计的主要原理、设计原则和详细设计方法。
分立器件的电磁兼容性设计摘要:电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是保证电子设备在共存并共同运行时,不产生相互干扰,同时保持自身正常工作的能力。
在现代电子技术的快速发展中,分立器件作为电子系统中重要的组成部分,其电磁兼容性设计显得尤为重要。
本文旨在探讨分立器件的电磁兼容性设计,包括分立器件的电磁辐射和电磁干扰特性、影响分立器件电磁兼容性的因素以及相应的设计方法和措施。
关键词:分立器件、电磁兼容性、EMC设计、电磁干扰引言在现代社会中,电子设备的广泛应用已经成为日常生活和工作的不可或缺的一部分。
然而,随着电子设备的普及和不断增加,电磁环境中的干扰和辐射问题也变得越发突出。
这些电磁干扰不仅可能影响设备的正常运行,还可能对周围的其他设备和系统造成干扰,甚至对人体健康产生潜在风险。
1、分立器件的电磁辐射和干扰特性电磁辐射是分立器件在工作过程中产生的电磁波向外传播的过程。
了解分立器件的辐射特性对于电磁兼容性设计至关重要。
电磁辐射的产生主要源于分立器件内部的电流和电压变化。
当电流在器件内部流动或通过器件的引脚时,会产生变化的电磁场。
这些变化的电磁场会以电磁波的形式向外传播,导致辐射。
辐射源指产生辐射的具体分立器件或部件。
不同的器件类型和工作状态会产生不同频率和功率的辐射。
常见的辐射源包括二极管、晶体管、集成电路等。
干扰传播路径是指外部电磁场通过何种途径影响到分立器件内部。
电磁干扰是指分立器件在外部电磁场作用下,出现性能异常或不稳定的现象。
了解分立器件的干扰特性有助于设计抑制干扰的措施,保证器件在复杂电磁环境中的稳定运行。
电磁干扰的产生主要源于外部电磁场对分立器件的电流和电压的影响。
这些外部电磁场可能来自其他电子设备、无线通信设备、电源线等。
2、影响分立器件电磁兼容性的因素2.1器件封装和引脚设计器件封装是将分立器件封装在外部环境中的保护措施。
不同的封装类型会影响器件的辐射和抗干扰性能。
车辆电磁兼容EMC方案设计1电磁兼容设计本车集中了N个无线信道,电磁兼容是系统实现的关键。
为了确保系统电磁兼容性满足“车上任一电台满功率发射时,整车系统应能正常工作;车上所有电台满功率发射时,其他设备应能正常工作;车上电源系统工作时,车上所有通信设备应能正常工作”的要求,应重点从以下几方面进行了论证和设计:1)底盘电系统电磁兼容性设计2)车顶天线集合电磁兼容性设计3)车厢电磁屏蔽设计4)车内通信设备电磁兼容性设计5)车内接地系统电磁兼容性设计6)车内电源系统电磁兼容性设计7)防雷设计下面就这七方面的设计分别进行阐述。
1.1底盘电系统电磁兼容性设计汽车电磁干扰源主要有辐射干扰、传导干扰。
辐射干扰有发电机或电动机电刷、开关触点产生的电弧和电火花;电感性装置产生的感应电动势等。
电弧和电火花是产生高频电磁波的干扰源;感应电动势与原电路电流同向叠加,产生电磁脉冲干扰。
传导干扰有开关触点、感性器件通断产生的浪涌;汽车电气配线、电路网络及搭铁阻抗产生的互耦电压等。
由于汽车线缆间经常存在电压和电流梯度、多点搭铁产生电位差,致使导线间产生电感或电容式耦合,瞬变电压高达200V。
这两种干扰源还可能相互作用,所有这些干扰都可能会对通信系统中的某一设备产生危害。
针对上述各种干扰,越野汽车底盘设计了下述方案以对抗电磁干扰:电气系统为24V体制,采用柴油发动机,取消了汽油发动机所需的点火系统,从而避免了发动机高压线圈产生的强烈电磁干扰。
●采用内部模块的电子开关取代了继电器,实现了整车无触点化,模块内采用自修复过载保护,取代了传统的保险丝;模块外设有故障指示灯,便于操作员检修和维护。
整车无触点化,开关电流降为毫安级,大大降低了开关对敏感设备的电磁干扰。
●控制信号采用屏蔽双绞线,具有较强的抗电磁干扰能力。
●采用符合电磁兼容标准的电气设备,合理布线,增加了必要的滤波装置,提高了系统的电磁兼容性。
1.2车顶天线集合电磁兼容性设计1.2.1天线集合的基本概念保证整车系统电磁兼容性必不可少的措施是天线集合的EMC设计,这里采用“天线集合”的提法是因为这些天线之间并没有直接的电气上的联系,它们只是物理位置上集中在一个较狭窄的空间内。
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计江苏省电子信息产品质量监督检验研究院胡寅秋1 引言随着科学技术的迅速发展,现代各种电子、电气、信息设备及家用电器的数量和种类越来越多,性能越来越先进,其使用场合和数量密度也越来越高。
这就使得电气电子系统内、设备内的相互干扰愈加严重。
在这种情况下,要保证设备在各种复杂的电磁环境中正常地工作,则在结构设计阶段就必须认真考虑电磁兼容性设计。
2 电磁干扰方式电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式主要有:传导干扰传导干扰一般是指通过电源,电缆,布线系统,接地系统引起的串扰。
辐射干扰在高频情况下,电磁能量比较容易产生辐射。
通常,在MHz以上,辐射就较明显,当导线长度超过四分之一波长时,辐射功率将很大。
感应及耦合引起的干扰3 电磁兼容(EMC)设计的主要内容及方法电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。
3.1屏蔽电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。
常用的方法有静电屏蔽,磁屏蔽和电磁屏蔽。
电子设备结构设计人员在着手电磁兼容性设计时,必须根据产品所提出的抗干扰要求进行有针对性的电磁屏蔽设计。
(1)静电屏蔽静电屏蔽主要是为了抑制寄生电容的耦合,使电路由于分布电容泄漏出来的电磁能量经屏蔽接地而不致于串入其它电路,从而使干扰得到抑制。
静电屏蔽的基本方法是采用低电阻率材料作屏蔽体,在感应源与受感器之间加一块与机壳接触良好的金属隔板网、罩或盒。
可用铜、铝材做屏蔽外壳,要求不高的也可用钢材。
机壳必须是导电良好、稳定可靠的导电体。
静电屏蔽必须保证良好的接地,否则屏蔽效果将大大下降。
(2)磁屏蔽磁屏蔽主要是针对一些低阻抗源。
例如变压器、线圈及一些示波器、显示器就可考虑用磁屏蔽。
良好的低频屏蔽必须具有合适的电导率和高磁导率。
磁屏蔽的基本方法是用高磁导率材料,如铁镍合金、镍铅合金、纯铁、铜作屏蔽材料,做成屏蔽罩。
磁屏蔽罩在结构上按加工工艺不同一般可分为两类:一类为用平板坯料深冲成形的,另一类为焊接成形的。
结构件电磁兼容设计规范1、概述:本规范规定了结构件电磁兼容设计(主要是屏蔽和接地)的设计指标、设计原则和具体设计方法。
本规范适应于结构设计人员进行结构件的电磁兼容设计,目的是规范机电协调中电磁兼容方面的内容,指导结构设计人员正确地选择方案和进行详细设计。
下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。
在标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GJB 1046《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》GJB 1210《接地、搭接和屏蔽设计的实施》GJB/Z 25《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽设计指南》MIL-HDBK-419 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽》IEC 61587-3 (草案)《第三部分: IEC 60917-... 和 IEC 60297-... 系列机箱、机柜和插箱屏蔽性能试验》《结构件分类描述优化方案及图号缩写规则》术语本规范中的专业术语符合 IEC50-161 《电磁兼容性术语》的规定。
2、设计程序要求对于有EMC 要求的项目的开发程序,在遵守部门现有的结构造型设计流程基础上,提出以下特殊的要求:所有需要考虑屏蔽的A 类项目以及产品定位为海外市场的所有项目,必须通过EMC 方案评审后才能进行详细的设计;对于 C 级以上屏蔽等级(具体级别划分见 5.1)要求的项目,方案评审时必须提交详细的 EMC 设计方案(包括屏蔽体的详细结构和具体处理措施);对于 C 级以上屏蔽等级的项目,样机评审时必须提交屏蔽效能测试报告;除通用结构件(例如 19" 标准机柜)外,如果样机的屏蔽效能测试结果达不到设计134指标的要求,只要整机(产品)的EMC 测试中相应指标符合要求,结构件可以不要求再作优化。
3、屏蔽效能等级3.1、屏蔽效能等级的划分一般结构件的屏蔽效能分为以下六个等级,各级屏蔽效能指标规定如下:E级: 30-230 MHz 20 dB;230-1000 MHz 10 dBD 级:30-230 MHz 30 dB;230-1000 MHz 20 dBC级: 30-230 MHz 40 dB;230-1000 MHz 30 dBB 级:30-230 MHz 50 dB;230-1000 MHz 40 dBA 级:30-230 MHz 60 dB;230-1000 MHz 50 dBT级:比A级高10dB或者以上,和/或对低频磁场、1GHz以上平面波屏蔽效能有特殊需求。