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EMC测试环境等问题如何解决

电磁兼容领域,随着电子产品集成度、处理器速度、开关速率和接口速率的不断提高,电子产品的ESD/EMI/EMC问题日益突出。特别是当手持式电子设备向轻薄小方向发展,产品功能不断增加时,其输入/输出端口也会增加,导致静电放电进入系统,干扰或损坏集成电路。电路保护是最容易出现问题的部分,也是最容易被忽视的问题。

国产电磁兼容仪器设备

在通信、消费、军工、航空航天等领域,ESD往往是导致电路故障的罪魁祸首,过流过压保护装置的选择。消除传导辐射电磁干扰。EMC测试环境等问题已成为工程师设计中的难点。如何解决这些问题?

一.电路保护从元件选型开始:

  • 电路保护部件通常包括过压保护部件和过流保护部件。

  • 工程师需要根据各部件的特点和不同的应用类型进行选择。

  • 在电子产品中,印刷电路板的密度不断提高,半导体元件和集成电路的工作电压不断降低,制造商使用表面安装技术。

  • 片式多层陶瓷技术。

  • 阵列技术等新技术开发小尺寸产品,满足小电压、大电流电路保护的需要;可以预见,随着未来电子电力技术的不断发展,国内外电路保护部件制造商将继续大力开发新产品、新技术,为各应用领域提供合适、安全的电路保护部件。

  • 选择合适的电路保护装置是实现高效、可靠的电路保护设计的关键。

  • 当涉及到电路保护装置的选择时,我们必须了解每个电路保护装置的作用。

  • 在选择电路保护装置时,我们应该知道保护电路不应干扰受保护电路的正常行为。

  • 此外,还必须防止任何电压瞬态导致整个系统的重复性或非重复性不稳定性,并进行多次模拟测试,以实现电路保护方案的可靠性和实用性。


二、选择电路保护装置的技巧:

面对ESD过压、浪涌、过热等现象带来的巨大危害,最新的电路保护装置不仅要注意伏安特性、保护水平等因素,还要考虑许多其他问题,例如,电子设备越来越薄。为了满足尺寸限制,在较小的占地面积内提供电路保护,保护装置制造商需要开发较小的部件,这就要求制造商不断提高部件的能量密度。当电子设备的接口速率不断提高时,为了保证信号的完整性,必须考虑保护装置电容的大小。保护方案必须遵循接口的发展趋势,确保接口的可靠性,并确保保护装置的抗冲击次数,抗震、防潮等因素。


三、过流.过压保护装置的特点:

  • 虽然保护装置种类繁多,但在功能上可分为过流保护和过压保护。

  • 最重要的过流保护装置是保险丝,也称为保险丝。

  • 它通常串联在电路中,要求电阻小(功耗小)。

  • 当电路正常运行时,只相当于一根导线,可长期稳定。

  • 当电源或外部干扰引起电流波动时,也应能够承受一定范围的过载。

  • 只有当电路中出现较大的过载电流(故障或短路)时,保险丝才会移动。

  • 在保险丝断开电路的过程中,由于电路电压的存在,保险丝断开时会发生电弧,高质量保险丝应尽量避免电弧;断开电路后,保险丝应能够承受两端增加的电路电压。

  • 脉冲损伤会逐渐降低脉冲容量,选择必要的安全余量;该安全余量是指保险丝的总保险丝(动作)时间,是预飞弧时间和飞弧时间的总和。

  • 因此,在选择时,应注意其熔断特性和额定电流的基本条件;此外,在安装过程中,应考虑熔断器周围的环境。

  • 只有当熔断器达到自身熔化热能值时才会熔断。

  • 如果环境寒冷,其熔断时间会发生变化,使用时必须注意。


四、EMC测试要点:

电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在电磁环境中的性能不降级。

EMC,一方面要求系统中没有严重的干扰源,即设备在正常运行过程中对环境的电磁干扰不得超过一定的限值,另一方面要求设备或系统本身具有良好的电磁干扰,即电磁敏感性。

EMC包括EMI(电磁干扰)和EMS(电磁耐受性):

1.EMI电磁干扰是指机器本身在执行应有功能时产生的不利于其他系统的电磁噪声。

2.EMS是指机器在执行应有功能时不受周围电磁环境影响的能力。


五、如何消除电磁干扰?

电磁干扰是指电子设备本身在工作过程中产生的电磁波,从而干扰设备的其他部分或其他外部设备。

电磁干扰必须有三个因素,即电磁干扰源,耦合方式,敏感设备。

因此,在解决电磁干扰问题时,我们应该从这三个因素开始,对症下药,消除其中一个因素,以解决电磁兼容问题。

常用的有效方法有:接地技术,屏蔽技术,滤波技术。

1.接地技术:

接地技术可分为工作接地、防雷接地和保护接地。工作接地是在低压交流电网中直接接地三相电源中的中性点。

在通信局(站)中,通常有两种防雷接地:一种是由建筑部门设计安装的防雷针防雷接地装置,另一种是防止通信设备或电源设备的过电压损坏。

保护接地是将受电设备在正常情况下与带电部件绝缘的金属外壳与接地装置进行良好的电气连接。

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2.屏蔽技术:

电路中的电磁屏蔽技术主要生存在共同的电磁环境中,采用电磁干扰抑制技术,防止实际工作中其他因素的干扰,导致技术应用不合理。屏蔽技术主要是利用完整的金属屏蔽将带点导体包围,提高屏蔽感应能力,确保外部电荷与带电导体相同,如果外部电荷流入地面,外部无泄漏,金属屏蔽导电性能越好,代表静电屏蔽效果越好,屏蔽技术需要通过接地屏蔽。

3.滤波技术:

滤波器是射频系统中不可缺少的关键部件之一,主要用于频率选择,使所需的频率信号能够反射所需的干扰频率信号。滤波技术主要分为信号滤波和EMI滤波,当已知输入和输出阻抗时,信号滤波器确保通带内的插入损确保通带内插入损耗极低。EMI滤波器在预期的工作频率带宽范围内,端接阻抗的变化范围将增加,加载电流影响的插入损耗由抑制外部干扰信号的能力决定。


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