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干貨 | 帶你了解 EMC—— 什么是 EMC?

EMC

中文名稱:電磁兼容
英文名稱:Electro Magnetic Compatibility
是指電子產(chǎn)品或電氣設備在規(guī)定的電磁環(huán)境中,按設計要求正常工作的能力。
EMC=EMI+EMS

EMI:電磁干擾(ElectroMagnetic Interference)是指電子產(chǎn)品正常運行時,不應產(chǎn)生超過規(guī)定標準所要求的電磁能量,測試項及相應標準也根據(jù)產(chǎn)品功能、形態(tài)、應用場景的不同有所差異。

基本的EMI測試項如下:

1)電源線傳導騷擾(CE)測試(FCC 450KHz-30MHz,CISPR 22 150KHz-30MHz)
2)信號傳導騷擾(CE)測試(FCC 450KHz-30MHz,CISPR 22 150KHz-30MHz)
3)輻射騷擾(RE)測試(30MHz-1GHz)
4)諧波電流(Harmonic) 測試(FCC part15:1GHz-18GHz,EN300 328:1GHz-12.75GHz)
5)電壓波動和閃爍(Fluctuation and Flicker) 測試

判定等級:

EMI 一般情況下以判定標準分為Class A (工業(yè)級)& Class B (民用消費類)兩個等級;
以輻射3m場測試為例:
Class A在30-230MHz要求不能超過50dBuV
           在230-1000MHz要求不能超過57dBuV
Class B在30-230MHz要求不能超過40dBuV
           在230-1000MHz要求不能超過47dBuV

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EMS:電磁抗擾度(ElectroMagnetic Susceptibility)是指在一定環(huán)境中的電子產(chǎn)品能承受相應標準規(guī)定范圍內(nèi)的電磁能量干擾而正常運行,測試項及相應標準也根據(jù)產(chǎn)品功能、形態(tài)、應用場景的不同有所差異。

基本的EMS測試項如下:

1)靜電放電抗擾度(ESD)
2)電快速瞬變脈沖群抗擾度(EFT)
3)浪涌(SURGE)
4)輻射抗擾度(RS)
5)傳導抗擾度(CS)
6)電壓跌落與中斷(DIP)

判定等級:

EMS中按照設備施加干擾后產(chǎn)品的運行轉(zhuǎn)態(tài)分為Class A~D
以靜電測試為例:
Class A: 測試完成后或測試中被測設備一直處于正常工作;
Class B: 測試完成或測試中允許被測設備出現(xiàn)重啟,不需要人為干預的情況下,可以恢復正常工作;
Class C: 測試完成或測試中允許被測設備死機(或其他無法正常工作的現(xiàn)象),但是需要人為調(diào)整后可以重啟并正常工作;

Class D: 設備已損壞,無論怎樣調(diào)整也無法啟動。

嚴格程度EMI是B > A,EMS是A > B > C > D。

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國際標準:

1,國際電工委員為IEC
2,國際標準華組織ISO
3,電氣電子工程師學會IEEE,
4,歐盟電信標準委員會ETSI,
5,國際無線電通信咨詢委員CCIR,
6,國際通訊聯(lián)盟ITU,
7,國際電工委員會IEC有以下分會進行EMC標準研究

各國產(chǎn)品安全和EMC認證組織

中國:CCC
中國臺灣:CE
歐州:CE
日本:VCCI
韓國:MIC
美國:FCC
加拿大:ICES
澳洲:C-Tick

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EMC設計中注意事項:

以AC/DC開關電源傳導整改為例:

1、傳導測試中150KHZ-1MHz以差模干擾為主,1MHz-5MHz差模和共模共同起作用,5MHz 以上頻點基本上是共模干擾;

2、適當加大X電容可以優(yōu)化150KHZ頻點附近總超標的問題。

3、1MHz以下超標可以加大PFC輸入部分的單繞組電感的電感量。

4、200KHz左右主要是漏感產(chǎn)生的尖刺;

5,在共模電感上并聯(lián)一個幾K到幾十K電阻,對擬制150KHZ-1MHz頻點有幫助。

6,共模電感的兩邊感量不對稱,可引起傳導150KHZ-3MHZ超標。

7,20MHz左右主要是電路開關的噪聲。

8、在PCB設計時應將變壓器和共模電感隔開一些以免互相干擾。

9、三線輸入的電源設計總將L、N進線接地的Y電容容量從2.2nF減小到471。

10、對于有兩級濾波的可將后級0.22uFX電容去掉,有時前后X電容會引起震蕩。

11、將共模電感前加一對小的幾百uH差模電感。

12、1-5MHz超標,對于差模干擾超標可調(diào)整X 電容量,添加差模電感器,調(diào)差模電感量。

13,對于無Y電容電源,干擾在1M以前的共模干擾也非常厲害。

14、繞制變壓器時將所有同名端放在一邊,可降低1.0MHZ-5.0MHZ傳導干擾。

15、對于小功率電源用兩個差模電感,減少差模電感匝數(shù)可降低傳導1MHZ以下干擾。

16、加大Y電容,可降低傳導中段1MHZ-5MHZ的共模干擾。

17、在輸入端濾波電容上并聯(lián)小容量高壓貼片電容,可降低傳導中段1MHZ-5MHZ干擾。

18、在變壓器初級繞組上并繞一個屏蔽繞組,屏蔽繞組的一端接電源端另外一端通過一個電容接到地,對高頻干擾有降低作用。

19,通常通過加大Y電容容值將傳導干擾降下來了,那么也可以改變變壓器繞法來改良,如在初次級間加多幾層膠帶。

20、將變壓器電感量適當加大,可降低開關電源在半載時的傳導干擾。

21、將次級的輔助繞組用來屏蔽初級主繞組,可降低傳導3-15MHZ干擾。

22、在變壓器的輸入電壓腳加一個小電容,可降低傳導25MHZ-30MHZ干擾。

23、可在MOS管D 端對地接一個101的電容,可降低傳導25MHZ-30MHZ干擾。

24、傳導后段25MHZ超標可在輸出端加共模電感 。

以AC/DC開關電源輻射整改為例:

1、30MHz-50MHz 普遍是MOS 管高速開通關斷引起,50MHz-100MHZ 普遍是輸出整流管反向恢復電流引起,再往上開關電源輻射量基本很小,一般都可以通過標準。

2、RCD 緩沖電路采用1N4007 慢管,可降低30MHz-50MHz輻射干擾。

3、VCC 供電電壓用1N4007 慢管,可降低30MHz-50MHz輻射干擾。

4、在MOS的D端對地接一個小的吸收電容,可降低30MHz-50MHz輻射干擾。

5、在變壓器的輸入電壓腳加一個小電容,可降低30MHz-50MHz輻射干擾。

6、PCB Layout 時大電解電容,變壓器,MOS 構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。

7、變壓器,輸出二極管,輸出平波電解電容構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。

8、調(diào)整輸出整流管的吸收電路參數(shù),可以改善50MHz以上的干擾。

9、改變初次級間跨接Y電容支路的阻抗,如串接適當?shù)碾娮瑁梢愿纳?0MHz以上的干擾。

10、變壓器繞制時增加屏蔽銅箔可以抑制向空間輻射。

?

當然每個設計由于PCB Layout、選用的物料、負載的應用場景等不同,測試過程中遇到的問題也不盡相同,對應的解決措施也可能不同,以上僅供參考。
另外,在整改開關電源EMC時,傳導和輻射要同時去看,整改傳導的措施有可能會對輻射造成影響,反之相同,所以同樣的頻點超標,解決的辦法并不唯一,需要全程對整個系統(tǒng)影響最小的方案。另外提示,整改EMC后最好對電源的效率、動態(tài)相應、負載調(diào)整率等關鍵指標需要負責,以免整改方案對這些重要指標造成不好的影響。
如果覺得內(nèi)容整理的還不錯,歡迎點贊評論收藏~關注我,帶你了解更多EMC系列干貨。
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suojiaqi
LV.6
2
2023-07-11 16:35

學習了,介紹的很好,點贊。。。

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ZHJXY8888
LV.4
3
2023-08-12 14:38

介紹的挺好的,就是實際整改沒有那么簡單

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