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EMC-瞬态电压的抗扰度试验及防护1 种类浪涌（冲击）Surge：雷电，（开关）操作过电压电快速瞬变脉冲群Electrical fast transient/burst，EFT/B：切断电感性负载等引起静电放电Static electricity discharge 或Electrostatic discharge（ESD）：人体或机器静电放电2 抗扰度实验方法2.1 浪涌抗扰度实验标准：GB/T 17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-5：1995）1）试验信号对应的短路电流波形为10/350μs。
2）抗扰度等级（试验信号电压）3）针对电源端口和非电源端口采用不同的信号源电阻和耦合方式对电源端口：线对线：2Ω(信号发生器的内阻)，耦合电容18μF线对地：2Ω(信号发生器的内阻)+10Ω, 耦合电容9μF（美国等国家用2Ω）对直流电源端口，如果不是连接到配电电源网络，视作其它端口对其它非屏蔽非对称端口：2Ω(信号发生器的内阻)+40Ω, 耦合电容0.5μF 或用放电管耦合（当电容耦合会影响被试设备工作时）对其它非屏蔽对称端口：如下图对屏蔽端口：（略）2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度实验标准：GB/T 17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-4：1995）1）试验信号2）抗扰度等级（实验信号电压）3）耦合方式对电源端口：电容耦合，33nF耦合电容对其它端口：容性耦合夹或金属箔等2.3静电放电抗扰度实验标准：GB/T 17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（等同采用IEC61000-4-2：1995）1）静电放电模型2）静电发生器等效电路及放电电流波形3）试验方法(1) 直接放电接触放电（优先选用）：外壳，允许用户维修的点空气放电（不能使用接触放电时）：表面涂漆，且制造厂家指明是绝缘层，则使用空气放电，否则，应穿入漆膜，进行接触放电。
AC220v,DC48v电路EMC设计方案AC220V和DC48V是通信电子产品应用最广泛的工作电压，AC220V和DC48V电路的EMC 设计好坏关系到通信设备运行的稳定性，下面赛盛技术利用电磁兼容设计平台（EDP）从原理图方面设计两款电路的EMC设计方案。
1. AC220V电路2KV防雷滤波设计图1 AC220V电路2KV防雷滤波设计图2接口电路设计概述：交流电源接口通过电源线与电网连接为电气设备提供电能，产品在工作中产生各种干扰，如电源变换电路、高频变压器、数字电路等产生的干扰，这些干扰通过电源接口形成对电网的传导干扰以及对空间的辐射干扰；当电网上有大功率感性负载通断或电网遭受雷击时，会在电源接口产生瞬态的脉冲干扰和浪涌干扰，若电源接口不进行防护滤波设计，这些干扰容易影响产品的正常工作，雷电干扰甚至能损坏设备，因此交流电源接口需要进行电磁兼容设计，确保设备工作稳定；本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；同时兼容接口防雷设计；本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准，共模2000V，差摸1000V的接口防雷测试。
电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1、C1、C3、C4组成第一级滤波电路。
C1为差模滤波电容，主要滤除差模干扰；C3、C4为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路；L1为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制。
L2、C2、C5、C6组成第二级滤波电路，C2为差模滤波电容，主要滤除差模干扰，C5、C6为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路，L2为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制；若产品功率大，干扰强，单级滤波插入损耗有限，则设计前期需要考虑多级滤波；C19为整流桥的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为整理桥的高频谐波电流提供回流路径；C20为变压器的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为变压器的高频谐波电流提供回流路径；C15和R13组成续流管上的削尖峰电路，C15电容典型取值为1000pF，R13电阻典型取值为10Ω；C12和R12组成PWM控制线上的滤波电路，C12电容典型取值为47pF，R12电阻典型取值为10Ω，其值可根据后续测试情况进行调整；L4和C8组成输出端滤波电路，主要为输出端口进行共模和差模滤波；各种功能地通过电容连接，电容典型取值为1000pF，其值可根据后续测试情况进行调整；（2）电路防护设计要点RV1、RV2、RV3、GDT1组成第一级防护电路，其中RV1进行差模防护、RV2、RV3、GDT1进行共模防护。
电磁兼容EMC设计及测试技巧转载自：单片机工具之家当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。
电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。
电磁干扰的主要形式电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。
传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz)。
在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。
辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分(高于30MHz)。
辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。
共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。
在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。
感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。
分为电感应和磁感应两种。
对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波（如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用），辐射干扰采用减少天线效应（如信号贴近地线走）、屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。
电磁兼容设计对于一个新工程的研发设计过程，电磁兼容设计需要贯穿整个过程，在设计中考虑到电磁兼容方面的设计，才不致于返工，避免重复研发，可以缩短整个产品的上市时间，提高企业的效益。
一个工程从研发到投向市场需要经过需求分析、工程立项、工程概要设计、工程详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、工程投产、投向市场等几个阶段。
EMC设计----浪涌、静电、EFT防护倪松华北京和利时系统工程轨道交通事业部目录1 电路（系统）设计概述...................................... 错误!未定义书签。
电路设计.......................................... 错误!未定义书签。
电路设计之1：功能设计........................ 错误!未定义书签。
电路设计之2：性能设计........................ 错误!未定义书签。
电路设计之3：靠得住性设计.................... 错误!未定义书签。
靠得住性设计之1：降额设计................ 错误!未定义书签。
靠得住性设计之2：热设计.................. 错误!未定义书签。
靠得住性设计之3：信号完整性设计.......... 错误!未定义书签。
信号完整性设计之1：EMC设计 ......... 错误!未定义书签。
信号完整性设计之2：信号传输线效应... 错误!未定义书签。
信号完整性设计之3：信号串扰......... 错误!未定义书签。
信号完整性设计之4：电源完整性....... 错误!未定义书签。
靠得住性设计之4：软件靠得住性............ 错误!未定义书签。
靠得住性设计之5：生产工艺靠得住性 ........ 错误!未定义书签。
2 EMC设计--浪涌、静电、EFT防护............................. 错误!未定义书签。
EMC概念.......................................... 错误!未定义书签。
EMC分类.......................................... 错误!未定义书签。
EMC三要素........................................ 错误!未定义书签。
一、原理图1. RS485接口6KV防雷电路设计方案图1 RS485接口防雷电路接口电路设计概述：RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯，在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起，存在ＥＭＣ隐患。
本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。
2.电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1为共模电感，共模电感能够对衰减共模干扰，对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制，能提高产品的抗干扰能力，同时也能减小通过429信号线对外的辐射，共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz~2200Ω/100MHz，典型值选取1000Ω/100MHz；C1、C2为滤波电容，给干扰提供低阻抗的回流路径，能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波；电容容值选取范围为22PF~1000pF，典型值选取100pF；若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求，那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压；当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。
C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，C3容值可根据测试情况进行调整；（2）电路防雷设计要点：为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模6KV，差模2KV的防雷测试要求，D4为三端气体放电管组成第一级防护电路，用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰，防止干扰通过信号线影响下一级电路；气体放电管标称电压VBRW要求大于13V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1859W；PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路，典型取值为10Ω/2W；为保证气体放电管能顺利的导通，泄放大能量必须增加此电阻进行分压，确保大部分能量通过气体放电管走掉；D1~D3为TSS管（半导体放电管）组成第三级防护电路，TSS管标称电压VBRW要求大于8V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1144W；3.接口电路设计备注：如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连；如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板数字地GND直接电气连接。
磁抗扰EMS。
EME中又包含传导和辐射；而EMS中又包含静电、脉冲群、浪涌发生器的有效输出阻抗为2Ω，故当开路电压峰值为XKV时，短路峰值电流为(X/2)KA。
当对ACL（或ACN）和PE之间进行抗浪涌测试时，在耦合电路上又串入了10Ω的电阻，忽略掉串联耦合电容的影响，则短路峰值电流变为约（X/12)KA。
相关器件介绍1、压敏电阻压敏电阻的选型最重要的几个参数为：最大允许电压、最大钳位电压、能承受的浪涌电流。
首先应保证压敏电阻最大允许电压大于电源输出电压的最大值；其次应保证最大钳位电压不会超过后级电路所允许的最大浪涌电压；最后应保证流过压敏电阻的浪涌电流不会超过其能承受的浪涌电流。
其他参数如额定功率、能承受的最大能量脉冲等，通过简单验算或实验即可确定。
2、Y电容在进行共模浪涌测试时，若考虑成本等因素，在共模路径中未加入压敏电阻或其他用于钳位电压的器件时，应保证Y电容耐压高于测试电压。
3、输入整流二极管假设浪涌电压经压敏电阻钳位后，最大钳位电压大于输入整流二极管能承受的最大反向电压，则二极管可能会被损坏。
因此应选择反向耐压大于压敏电阻最大钳位电压的二极管作为输入整流二极管。
4、共模电感理论上共模电感仅在共模路径中起作用，但是因为共模电感两个绕组并非完全耦合，未耦合部分将在差模路径中作为差模电感，影响EMC特性。
实例分析背景：以某型号的电源模块为例，该模块是ZLG致远电子为某客户定制的电源模块，输入85VAC~350VAC，且EMC前级电路电路嵌入到模块中。
抗浪涌要求差模电压3KV，共模电压6KV。
更换更大的保险丝后可承受6KV差模电压。
其前级原理图及对应实物图如图2所示。
图2 实例原理图与实物图1、差模浪涌测试压敏电阻选型时，首先应使最大允许电压略大于350V，此电压等级压敏电阻最大钳位电压为1000V左右（50A测试电流下）。
其次在差模路径上，等效于一个内阻为2Ω、脉冲电压为6KV的电压源与压敏电阻串联，则峰值电流约为（6KV-1KV）/2Ω=2500A。
在分析前，先明确接地的概念，这里的接地，不是指安全地，而是特指参考地。
因为EMC 测试所说的地就是参考地，是一个大面积的等电位的金属板，
这个金属板接大地的线缆就是安全接地线。
这只是个简图，原图上没有C1、C2、 C3、C4和C5，是我后期为了分析容易补上去的，电源输入线的正负极之间肯定也有保护电路，如果大家感兴趣，我们可以在后续文章里再重点讨论。
同样，我们这里也不讨论差模干扰，因为对于浪涌，差模很容易解决。
在设备布局时，他考虑更多的是功能，对EMC 设计考虑的太少。
EMC 里的接地的主要目的是改变共模干扰传输路径，避免干扰电流流过敏感电路。
原图的设计中针对浪涌的处理，靠的是工作地和机箱间的空气间隙来保证。
但是，对于高频干扰信号，影响最大的是寄生参数，隔离电路只能阻断差模信号，对共模干扰没有阻隔能力。
从图上可以看出，相对于输入干扰信号，存在很多寄生通道，如C1、C2、 C3、C4和C5，因为任何信号的传递，都是闭环的，干扰信号肯定会通过这些寄生通道流回到干扰源，只是流过不同寄生通道的电流大小不同罢了。
当电缆相对于参考地位10cm 时，寄生电容为50pf/m ，寄生电感是10nH/m 。
对于长距离传输的电缆，功放和外设之间的距离超过100米，这个时候，如果C1和C2也是寄生电容，那么C3和C4就是一个低阻抗的通路，浪涌共模干扰电流就通过大面积的背板流向功放板，然后通过C3流向参考地，功放板能保住那就见鬼了。
为什么控制板没有问题呢？那是因为控制板没有对地泄放通路，准确地说对参考地的寄生电容太小，相对于功放板的输出电缆，可以忽略不计。
分析到这里，大家应知道怎么进行EMC 改造了吧，那就是在电源板上加上C1和C2。
6个实例电路，详解雷击浪涌的防护1、电子设备雷击浪涌抗扰度试验标准电子设备雷击浪涌抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.5（等同于国际标准IEC61000-4-5 ）。
标准主要是模拟间接雷击产生的各种情况：（1）雷电击中外部线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压。
（2）间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在外部线路上感应出电压和电流。
（3）雷电击中线路邻近物体，在其周围建立的强大电磁场，在外部线路上感应出电压。
（4）雷电击中邻近地面，地电流通过公共接地系统时所引进的干扰。
标准除了模拟雷击外，还模拟变电所等场合，因开关动作而引进的干扰（开关切换时引起电压瞬变），如：（1）主电源系统切换时产生的干扰（如电容器组的切换）。
（2）同一电网，在靠近设备附近的一些较小开关跳动时的干扰。
（3）切换伴有谐振线路的晶闸管设备。
（4）各种系统性的故障，如设备接地网络或接地系统间的短路和飞弧故障。
标准描述了两种不同的波形发生器：一种是雷击在电源线上感应生产的波形；另一种是在通信线路上感应产生的波形。
这两种线路都属于空架线，但线路的阻抗各不相同：在电源线上感应产生的浪涌波形比较窄一些（50uS），前沿要陡一些（1.2uS）；而在通信线上感应产生的浪涌波形比较宽一些，但前沿要缓一些。
后面我们主要以雷击在电源线上感应生产的波形来对电路进行分析，同时也对通信线路的防雷技术进行简单介绍。
2、模拟雷击浪涌脉冲生成电路的工作原理上图是模拟雷电击到配电设备时，在输电线路中感应产生的浪涌电压，或雷电落地后雷电流通过公共地电阻产生的反击高压的脉冲产生电路。
4kV时的单脉冲能量为100焦耳。
图中Cs是储能电容（大约为10uF，相当于雷云电容）；Us为高压电源；Rc为充电电阻；Rs为脉冲持续时间形成电阻（放电曲线形成电阻）；Rm为阻抗匹配电阻Ls为电流上升形成电感。
雷击浪涌抗扰度试验对不同产品有不同的参数要求，上图中的参数可根据产品标准要求不同，稍有改动。
防雷击浪涌的开关电源电路设计序言随着城市经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。
一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。
特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。
瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。
金属物体(如电话线) 受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。
如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。
雷击浪涌分析最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。
一方面由于电子设备内部结构高度集成化 (VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论：1)电源浪涌电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。
当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。
美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10 000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。
信号口浪涌防护电路设计通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击(直接雷击或感应雷击)，比如交流供电线、用户线、ISDN接口线、中继线、天馈线等，所以这些外连线和接口线均应采取雷击保护措施。
设计信号口防雷电路应注意以下几点:1、防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量。
2、防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。
3、信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容。
4、信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。
5、信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。
6、对于信号回路的峰值电压防护电路不应动作，通常在信号回路中，防护电路的动作电压是信号回路的峰值电压的1.3,1.6倍。
1.1 网口防雷电路网口的防雷可以采用两种思路:一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。
另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。
下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。
1.1.1室外走线网口防雷电路当有可能室外走线时，端口的防护等级要求较高，防护电路可以按图1设计。
R1TX组合式G1PETVS，低节电容R2R3组合式RXG2TVS，低节电容PER4a变比1:12.2Ω/2W3R097CXATX+UNUSEDSLVU2.8-4UNUSED1810/100TX+27TX-ENTERNET36RX+4PHY5RX-UNUSEDTX-UNUSEDRX+RJ4575757575RX-VCCVCCGNDb图1 室外走线网口防护电路图1a给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图，从图中可以看出该电路的结构与室外走线E1口防雷电路类似。
共模防护通过气体放电管实现，差模防护通过气体放电管和TVS管组成的二级防护电路实现。
