1电磁兼容培训讲义胶片(要求、试验与概念)
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1 第一章 电磁兼容概论
1.1 引 言
随着科学技术的不断发展,各种电气电子设备已广泛应用于国民经济的各个部门以及人们的日常生活中。这些设备在正常运行的同时也往外发射电磁能量,可能对其他设备产生不良影响,甚至造成严重,于是一门新的综合性学科“电磁兼容性(Electromagnetic
Compatibility,简称EMC)”应运而生,并且日趋成熟。
严格地说,只要把两个以上的元件置于同一环境中,工作时就会产生电磁干扰。在两个系统之间会出现系统间的干扰,如飞机航行系统、雷达系统、通信系统等相互间出现的干扰。在系统内部各设备之间会出现设备间的干扰,如汽车内自动点火系统对车内收音机的干扰,雷达发射机对雷达接收机的干扰等。在同一电子设备的各部分电路间会存在干扰,即一个电路可能受其他电路的干扰,也可能干扰周围其他电路,例如,数字电路对共用同一电源的低电平模拟电路的干扰。
当大量的电子设备集中在狭小的空间时 ,相互间的电磁干扰非常严重。例如,在飞机或舰艇上,一般要装备许多种雷达,当所有雷达同时工作时,一部雷达可能遭受几部雷达的干扰,在战斗中由于飞机和军舰上防御电子系统和进攻电子系统的相互干扰不能同时兼容工作,而遭到对方发射导弹的攻击的战例很多。
此外,人为干扰及自然干扰源(雷电、大气干扰和宇宙干扰)有可能使系统或设备的性能发生有限度的降级,甚至可能使系统或设备失灵,干扰严重时会使系统或设备发生故障或事故。例如,由于雷电和静电放电干扰,使火箭、飞船发射后出现计算机故障或自毁系统误爆而炸毁的事件多次发生。各种强电干扰可能引起易挥发燃料的自燃,弹药和含电装置的自爆,交通工具上电子自控系统的失灵等事故,同时,长期的电磁辐射将影响人体健康而造成电磁污染。
客观事实使人们认识到电磁干扰的危害,为了保障电子系统或设备的正常工作,必须研究电磁干扰,分析预测干扰,限制认为干扰强度,研究抑制干扰的有效技术手段,提高抗干扰能力,并进行合理的设计等,以使共同环境中的系统和设备能执行各自的正常功能,这种对电磁环境进行设计的新的学科领域就是电磁兼容。
电磁兼容性(EMC)仿真 精品资料
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2 设计早期对电磁兼容性(EMC)问题的考虑
随着产品复杂性和密集度的提高以及设计周期的不断缩短,在设计周期的后期解决电磁兼容性(EMC)问题变得越来越不切合实际。在较高的频率下,你通常用来计算EMC的经验法则不再适用,而且你还可能容易误用这些经验法则。结果,70%~90%的新设计都没有通过第一次EMC测试,从而使后期重设计成本很高,如果制造商延误产品发货日期,损失的销售费用就更大。为了以低得多的成本确定并解决问题,设计师应该考虑在设计过程中及早采用协作式的、基于概念分析的EMC仿真。
较高的时钟速率会加大满足电磁兼容性需求的难度。在千兆赫兹领域,机壳谐振次数增加会增强电磁辐射,使得孔径和缝隙都成了问题;专用集成电路(ASIC)散热片也会加大电磁辐射。此外,管理机构正在制定规章来保证越来越高的频率下的顺应性。再则,当工程师打算把辐射器设计到系统中时,对集成无线功能(如Wi-Fi、蓝牙、WiMax、UWB)这一趋势提出了进一步的挑战。
传统的电磁兼容设计方法
正常情况下,电气硬件设计人员和机械设计人员在考虑电磁兼容问题时各自为政,彼此之间根本不沟通或很少沟通。他们在设计期间经常使用经验法则,希望这些法则足以满足其设计的器件要求。在设计达到较高频率从而在测试中导致失败时,这些电磁兼容设计规则有不少变得陈旧过时。
在设计阶段之后,设计师制造原型并对其进行电磁兼容性测试。当设计中考虑电磁兼容性太晚时,这一过程往往会出现种种EMC问精品资料
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3 题。对设计进行昂贵的修复通常是唯一可行的选择。当设计从系统概念设计转入具体设计再到验证阶段时,设计修改常常会增加一个数量级以上。所以,对设计作出一次修改,在概念设计阶段只耗费100美元,到了测试阶段可能要耗费几十万美元以上,更不用提对面市时间的负面影响了。
第一章 电磁兼容基础知识及标准
第一节电磁兼容基础知识
电磁兼容概念:GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》:设备或系统在其电磁环境中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
电磁兼容的中心课题是研究如何控制和消除电磁干扰,使电子设备或系统与其他设备联系在一起工作时,不导致设备或系统不导致设备或系统任何部分的工作性能恶化或降低。
一个典型的电磁干扰现象是电视机屏幕上的干扰条纹。这些条纹来自附近的数字设备,例如个人计算机、VCD、DVD或其它数字视频设备。
根据电磁理论,导体中变化的电流会产生电磁场辐射,电流变化率(频率)越高,则辐射效率越高。因此任何依靠高频电流工作的 电子设备在工作时都会产生电场波辐射。这些电场波会对附近的敏感设备产生干扰。
数字视频设备与电视接收机之间的干扰问题之所以十分突出,就是因为电视机是灵敏度很高的电场波接收设备,而数字脉冲信号中含有丰富的高次谐波,这些高次谐波的辐射效率很高。
电磁兼容三要素:任何电磁兼容性问题都包含三个要素,即干扰源、敏感源和耦合路径,这三个要素中缺少一个,电磁兼容问题就不会存在。因此,在解决电磁兼容问题时,也要从这三个要素入手进行分析,查清这三个要素是什么,然后根据具体情况,采取适当的措施消除其中的一个。
产生电磁干扰的条件:1、突然变化的电压或电流(即dv/dt或di/dt很大)
2、辐射天线或传导导体
当电压或电流发生迅速变化时,就会产生电磁辐射现象,导致电磁干扰。
因此,最近电磁干扰问题日益突出的主要原因之一就是脉冲电路(数字电路、开关电源)的大量应用。凡是存在这种电压或电流突然变化的地方,都要考虑电磁干扰问题。
常见干扰源:环境中的电磁干扰分为自然的和人为的两种。 电磁干扰现象开关电源数字脉冲电路数字视频设备220AC
自然干扰源:雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串小随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪声是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪声则随着太阳的活动情况剧烈变化。自然界的噪声主要会对通信造成干扰。
1 第一章 电磁兼容导论 要点
1.1 什么是电磁兼容?
△ 电磁兼容(性)Electromagnetic Compatibility,EMC
△ 电磁兼容(性):按照国际电工委员会(IEC)的定义,电磁兼容性是指设备在其所处的电磁环境中正常工作,并且不向处于同一环境中的其他设备注入不容许的干扰水平的性能。通俗地说,EMC是和谐共存的电磁能量的发射和接收。
△ 这个定义中,要注意的是:
(1) 电磁环境;
(2) 两层意思:上半句是不受环境的影响(干扰),
下半句是不影响(干扰)环境,即不影响(干扰)同一环境中的其他设备。
(3) 这里只讲了设备,实际还有系统和设备,系统和系统之间。
(4) 没有考虑与人的相互作用,现在EMF对人的影响也常列入EMC。
△ 最早注意到的问题可能是无线电干扰。随着科学技术的发展,问题涉及的面越来越广。
任何电气设备都可以同时起到(电磁能量的)接收器和发射机的作用。因此可以说都有EMC问题:作为接收器应该具有不受电磁环境的影响(干扰)而正常工作的能力;作为发射机应该不影响环境干扰其他设备的正常工作。可举例:
△ 广播电视、现代通讯、计算机网络中的EMC问题
△ 局部放电测量
△ 高压测量系统中的EMC问题
△ 超高压输电,对电磁环境的污染
△ 电力电子技术在电力系统中的应用(包括直流换流系统)产生高次谐波。
△ 电力系统中各种瞬态过程对二次系统的干扰。
△ 马达、家用电器、荧光灯具的干扰发射和对电能质量的影响
△ 电磁场对人体和生物组织的影响;一定情况下人体也是干扰源,如静电干扰。
由此可见,凡是与电磁有关的学科和部门都有EMC问题,都涉及EMC。或者说EMC是一门渗透到各个学科领域中的学科。随着生产和科研的发展,EMC在我国也日益受到重视。许多部门都组织力量、成立学术机构,结合本部门的实际需求开展EMC方面的研究工作。我国最早1984年在重庆举行了第一届全国EMC学术会议。它是由许多学会联合组织的。正式的名称是:全国环境电磁学学术会议。