EMC測量到底測量哪些內容?
發布時間:2018-05-30 責任編輯:lina
【導讀】在(zai)現(xian)在(zai)產(chan)品(pin)中(zhong),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)越(yue)來(lai)越(yue)成(cheng)為(wei)產(chan)品(pin)關(guan)注(zhu)重(zhong)點(dian),也(ye)成(cheng)為(wei)產(chan)品(pin)進(jin)入(ru)國(guo)外(wai)市(shi)場(chang)的(de)重(zhong)要(yao)瓶(ping)頸(jing)。由(you)於(yu)中(zhong)國(guo)長(chang)期(qi)忽(hu)略(lve)這(zhe)塊(kuai),以(yi)及(ji)這(zhe)塊(kuai)的(de)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)及(ji)其(qi)昂(ang)貴(gui)等(deng)眾(zhong)多(duo)因(yin)素(su),國(guo)內(nei)在(zai)這(zhe)塊(kuai)領(ling)域(yu)中(zhong)發(fa)展(zhan)相(xiang)對(dui)緩(huan)慢(man)。了(le)解(jie)這(zhe)塊(kuai)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)少(shao)之(zhi)又(you)少(shao),成(cheng)為(wei)大(da)多(duo)數(shu)工(gong)程(cheng)師(shi)及(ji)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)研(yan)發(fa)部(bu)最(zui)為(wei)頭(tou)疼(teng)的(de)事(shi)情(qing),它(ta)們(men)在(zai)解(jie)決(jue)這(zhe)類(lei)產(chan)品(pin)問(wen)題(ti)的(de)時(shi)候(hou),大(da)多(duo)都(dou)是(shi)盲(mang)人(ren)摸(mo)象(xiang),走(zou)了(le)很(hen)多(duo)彎(wan)路(lu)之(zhi)後(hou),才(cai)勉(mian)強(qiang)把(ba)問(wen)題(ti)解(jie)決(jue)。這(zhe)類(lei)經(jing)驗(yan)並(bing)且(qie)具(ju)有(you)不(bu)可(ke)複(fu)製(zhi)性(xing),在(zai)開(kai)發(fa)下(xia)麵(mian)產(chan)品(pin)中(zhong)依(yi)舊(jiu)會(hui)麵(mian)臨(lin)各(ge)種(zhong)問(wen)題(ti),而(er)且(qie)即(ji)使(shi)在(zai)解(jie)決(jue)了(le)的(de)產(chan)品(pin)中(zhong),留(liu)的(de)貨(huo)量(liang)不(bu)夠(gou),在(zai)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)時(shi)候(hou),隨(sui)機(ji)性(xing)較(jiao)大(da)。
電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)的(de)問(wen)題(ti)真(zhen)的(de)又(you)這(zhe)麼(me)難(nan)麼(me)?今(jin)天(tian)讓(rang)我(wo)們(men)拋(pao)開(kai)事(shi)物(wu)的(de)謎(mi)團(tuan),掌(zhang)握(wo)其(qi)本(ben)質(zhi),徹(che)底(di)了(le)解(jie)和(he)掌(zhang)握(wo)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)產(chan)生(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)並(bing)找(zhao)到(dao)解(jie)決(jue)的(de)方(fang)法(fa),讓(rang)工(gong)程(cheng)師(shi)睡(shui)個(ge)安(an)穩(wen)覺(jiao)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi),張(zhang)飛(fei)老(lao)師(shi)提(ti)出(chu)的(de)破(po)解(jie)模(mo)擬(ni)硬(ying)件(jian)設(she)計(ji)三(san)大(da)定(ding)律(lv),第(di)一(yi),源(yuan)、回路、阻抗;第二,電路是一個波形的整形,從無用的波形最終整形有用的波形,包括形態、相位的整形;第三,對元器件的參數、封裝、魯棒性、成本要熟知,這樣才把產品設計在臨界區。我們在此可以運用第一大定律源、回路、zukanglairongrudaochanpinshejizhong,yongdierdadinglvdeboxingceliangfenxilaifuzhuwomenzhenggaidiancijianrongwenti,yongdisandadinglvdeyuanqijian,fengzhuanglaiyouhuadiancijianrongwenti。
電磁兼容,簡稱EMC(electromagnetic compatibility)。它包含兩個方麵,一個是幹擾其他的電器產品,簡稱EMI(electromagnetic interference),即電磁幹擾;另一個是被其他電器產品幹擾,叫抗幹擾性,我們用EMS(electromagnetic susceptibility)表示。
yaoxiangjiejuediancijianrongwenti,womenyaoxianlijiepinlvdaikuandewenti。tongsujiangdaikuanshixinhaodepinlv,erxinhaopinlvbenzhishixinhaodesudu。namexinhaosududebenzhishishenme?shixinhaodeshangshengxielvhexiajiangxielv。xinhaoxielv(包含信號的上升斜率和下降斜率,這裏統稱),信號斜率越慢,則其絕大多數隻能通過導線傳播,它的頻率一般在0-30M Hz之間,這就是我們傳導測試重點測試的地方。信號的斜率越快(一般的頻率在30M Hz-3Z Hz之間,這就是所謂的帶寬)則可以借助天線向空間輻射,這樣的天線可以包括電源的引入線,包括元器件的圓角,包括走線的直角等。
測量哪些內容?
EMC測量的內容包含2個方麵,第一傳導測試,第二輻射測試。傳導測試主要測量引出線,輻射測試主要測試空間4米天線、10米天線兩種。



什麼叫ESD測試?
ESD測試是關於靜電測試,當靜電打向產品的時候,產品不會出現異常跑飛的現象的測試。

什麼叫噪音?
yibanlaijiang,womenbashurudewuyongxinhao,tongchengweizaoyin。zuizaodeshihou,youyudianyuanfachuyixieshengxiang,womenbazheyangdeshengxiangchengweizaoyin,danshishijishangrenerjieshoupinduandenenglishiyouxiande,2Hz-2KHz。實際上更多的頻段的信息(無用信號)是人耳聽不見的,因此我們把凡是對器件本身無用的信號稱為噪音。簡而言之,一切無用的波形皆為噪音。
那麼,構成幹擾要有三要素,騷擾源,傳播途徑,敏感設備。騷擾源分兩種,一種是電場的騷擾源,一種是磁場的騷擾源。

幹擾示意圖
從第一大定律去分析,源--這裏的源指的騷擾源,騷擾源包括電場引起的擾動,磁場引起的擾動,統稱電磁場引起的擾動。那麼從這個頻段角度來說,30M以下的傳導擾動和30M以上的輻射擾動。回路--那麼30M以下的傳導擾動,它的傳播路徑(回路)是引線,也包含PCB走線;30M以上的擾動,它的傳播路徑是空間,由天線發射和接收的空間。阻抗--阻(zu)抗(kang)就(jiu)是(shi)說(shuo)在(zai)回(hui)路(lu)中(zhong)對(dui)波(bo)形(xing)衰(shuai)減(jian)的(de)能(neng)力(li)稱(cheng)為(wei)阻(zu)抗(kang)。從(cong)兩(liang)個(ge)大(da)方(fang)向(xiang)去(qu)解(jie)答(da),依(yi)舊(jiu)從(cong)傳(chuan)導(dao)和(he)輻(fu)射(she)來(lai)分(fen)析(xi)。首(shou)先(xian),討(tao)論(lun)下(xia)傳(chuan)導(dao)阻(zu)抗(kang)的(de)問(wen)題(ti)。傳(chuan)導(dao)的(de)阻(zu)抗(kang)可(ke)以(yi)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)有(you)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian),第(di)一(yi)個(ge)方(fang)麵(mian)是(shi)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)的(de)問(wen)題(ti),第(di)二(er)個(ge)是(shi)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)的(de)問(wen)題(ti)。
差模幹擾是指兩條電源線之間(wire to wire)的,主要通過選擇合適的電容(X電容,也稱安規電容),和差模線圈來進行抑製和衰減。共模幹擾則是兩條電源線分別對大地(簡稱線對地)的,主要通過選擇合適的電容(Y電容,也是安規級別的),和共模線圈來進行抑製和衰減。我們常用的低通濾波器,一般會同時具有抑製共模和差模幹擾的功能。
如下圖,低通濾波器原理圖

低通濾波器原理圖
如圖1,3為差模電容,2為共模電感,4為共模電容。
1,2,3共同組成的叫π型濾波器,1,3組成的電容主要是濾兩根線之間的信號差,因此而得名。一般這兩個電容的取值在0.22 uf-1.5 uf。在出現幹擾超標的時候,一般解決方法是把這兩個電容的值加大,但隨著電容容值加大,會導致漏電流加大,這點需要注意。
由於差模電容是接在L和N線(xian)兩(liang)線(xian)之(zhi)間(jian),那(na)麼(me)它(ta)和(he)後(hou)麵(mian)的(de)負(fu)載(zai)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)並(bing)聯(lian)關(guan)係(xi)。又(you)由(you)於(yu)電(dian)容(rong)對(dui)低(di)頻(pin)次(ci)的(de)信(xin)號(hao)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong),對(dui)高(gao)頻(pin)次(ci)的(de)信(xin)號(hao)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)導(dao)通(tong)作(zuo)用(yong),及(ji)低(di)阻(zu)抗(kang)作(zuo)用(yong)。當(dang)50Hz-60Hz低頻交流信號流過電容兩端的時候,由於電容的阻抗表現極其大,所以電容不起任何作用,等於沒有這個電容。當差模信號通過的時候(差模信號一般是高頻無用信號),那na麼me電dian容rong表biao現xian為wei通tong路lu,阻zu抗kang很hen小xiao,在zai高gao頻pin信xin號hao下xia,則ze電dian容rong相xiang當dang於yu將jiang後hou麵mian負fu載zai短duan路lu,那na麼me後hou麵mian負fu載zai就jiu不bu會hui受shou高gao頻pin信xin號hao的de幹gan擾rao。如ru圖tu差cha模mo電dian容rong工gong作zuo原yuan理li所suo以yi。以yi上shang是shi運yun用yong張zhang老lao師shi第di一yi大da定ding律lv源yuan、回路、阻抗來分析差模電容特性。

差模電容工作原理
2為(wei)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan),這(zhe)個(ge)上(shang)麵(mian)有(you)兩(liang)根(gen)獨(du)立(li)的(de)線(xian)圈(quan),方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)的(de)繞(rao)製(zhi)在(zai)同(tong)一(yi)個(ge)圓(yuan)形(xing)閉(bi)合(he)的(de)磁(ci)芯(xin)上(shang)。由(you)於(yu)這(zhe)兩(liang)根(gen)導(dao)線(xian)大(da)小(xiao)相(xiang)等(deng),反(fan)向(xiang)相(xiang)反(fan),因(yin)此(ci)產(chan)生(sheng)的(de)磁(ci)場(chang)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao)了(le)。共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)和(he)後(hou)麵(mian)中(zhong)的(de)負(fu)載(zai)是(shi)串(chuan)聯(lian)關(guan)係(xi),當(dang)有(you)差(cha)分(fen)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)時(shi)(差模信號一般是高頻無用信號),由you於yu電dian感gan對dui電dian流liu的de變bian化hua有you阻zu礙ai作zuo用yong,那na麼me此ci時shi電dian感gan表biao現xian為wei大da電dian阻zu,而er後hou麵mian負fu載zai類lei似si於yu小xiao電dian阻zu,則ze電dian感gan承cheng擔dan了le絕jue大da多duo數shu高gao次ci諧xie波bo的de壓ya降jiang。根gen據ju電dian阻zu分fen壓ya原yuan則ze,後hou麵mian的de負fu載zai分fen得de的de電dian壓ya接jie近jin於yu零ling。當dang50Hz-60Hz低di頻pin交jiao流liu信xin號hao流liu過guo電dian感gan兩liang端duan的de時shi候hou,由you於yu電dian感gan的de感gan抗kang表biao現xian極ji其qi小xiao,所suo以yi電dian感gan幾ji乎hu不bu起qi任ren何he阻zu礙ai作zuo用yong,等deng於yu沒mei有you這zhe個ge電dian感gan。所suo以yi我wo們men說shuo這zhe個ge電dian感gan對dui差cha分fen信xin號hao起qi作zuo用yong。如ru圖tu共gong模mo電dian感gan工gong作zuo原yuan理li所suo示shi。以yi上shang仍reng然ran是shi運yun用yong張zhang老lao師shi第di一yi大da定ding律lv源yuan、回路、阻抗來分析共模電感特性。共模電感的感量選型一般在幾百微亨到幾毫亨級別。

共模電感工作原理
4為共模電容,這兩個電容由於分別連接著L和N兩根線且對大地的(不是電路中的地,一般電路中的地為GND,也為浮地,而共模電容的地為大地earth),呈Y型狀,因此而得名。由於Y電容一端連接著大地,那麼它和後麵負載實際上並聯關係的。如圖共模電容工作原理,當50Hz-60Hz低頻交流信號流過Y電容兩端的時候,由於電容的阻抗表現極其大,相當於斷路,不導通。當共模信號通過的時候(共模信號一般是高頻無用信號),那麼電容表現為通路,阻抗很小,高頻信號通過Y電容到大地,那麼後麵負載就不會受高頻信號的幹擾。以上仍然是運用張老師第一大定律源、回路、阻抗來分析共模電容特性。共模電容的取值一般在2200pF-6800pF,其值越大,越容易解決幹擾問題,但是漏電也越大,取值要甚重。

共模電容工作原理
當dang電dian路lu中zhong的de正zheng常chang電dian流liu流liu經jing共gong模mo電dian感gan時shi,電dian流liu在zai同tong相xiang位wei繞rao製zhi的de電dian感gan線xian圈quan中zhong產chan生sheng反fan向xiang的de磁ci場chang而er相xiang互hu抵di消xiao,此ci時shi正zheng常chang信xin號hao電dian流liu主zhu要yao受shou線xian圈quan電dian阻zu的de影ying響xiang(和少量因漏感造成的阻尼);dangyougongmodianliuliujingxianquanshi,youyugongmodianliudetongxiangxing,huizaixianquanneichanshengtongxiangdecichangerzengdaxianquandegankang,shixianquanbiaoxianweigaozukang,chanshengjiaoqiangdezunixiaoguo,yicishuaijiangongmodianliu,dadaolvbodemude。
yibanlvboqibudandushiyongchamoxianquan,yinweigongmodianganliangbianraoxianbuyizhidengyuanyin,dianganbidingbuhuixiangtong,yincinengqidaoyidingdechamodiangandezuoyong。ruguochamoganraobijiaoyanzhong,jiuyaozhuijiachamoxianquan。
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