高级PCB的EMC设计

EMC设计认证高级班掌握电磁兼容设计技术降低电路自身的干扰，完成功能设计计划顺利达到电磁兼容标准，降低开发成本大大缩短开发周期，抢占市场先机掌握电磁兼容技术的途径理解电磁兼容机理+丰富的实践培训内容电磁兼容标准与测试地线干扰问题和抑制技术电磁屏蔽设计技术电磁干扰滤波技术PCB电磁兼容技术培训的目标较完整的了解电磁兼容标准和测试技术掌握接地、屏蔽、滤波等关键技术理解典型电磁干扰现象的机理提高产品电磁兼容设计的实战技能为电磁兼容技术的深造打下良好基础一、电磁兼容标准与测试电磁兼容标准介绍电磁兼容测试介绍电子产品的电磁兼容产品EMC标志：通过EMC测试，得到EMC认证典型EMC认证欧盟：EMC指令----89/336/EEC电气电子产品必须满足相关EMC标准一旦发现产品不满足标准，将采取一切措施使其在市场上消失美国:FCC任一不满足FCC行政和技术要求（包括未能取得FCC的认证和检定）的电磁辐射体都不得工作，也不能投放市场。中国：CCC制度CCC—ChinaCompulsoryCertification自2003年5月1日起，未获得强制性产品认证证书和未施加中国强制性认证标志的部分产品不得出厂、进口和销售。2002年5月1日开始受理些产品的认证申请主要EMC组织EMC标准主要内容EMC标准体系表基础标准基础标准规定了环境特征、试验和测量方法、试验仪器和基本试验装置，也规定不同的试验等级及相应的试验电平。基础标准是制定其他EMC标准的基础，一般不涉及具体的产品通用标准通用标准规定了一系列的标准化试验方法与要求（限值），并指出这些方法和要求所适用的环境。即通用标准是对给定环境中所有产品的最低要求。（1.居住、商业和轻工业环境2.工业环境）如果某种产品没有产品类标准，则可以使用通用标准。产品类标准产品类标准针对某类产品规定了特殊的电磁兼容要求（发射和抗扰度限值）以及详细的测量程序。产品类标准比普通标准包含更多的特殊性和详细的规范，其测量方法和限值须与通用标准相互协调。主要电磁兼容试验项目辐射干扰发射（电磁场）辐射敏感度测试（电场、磁场）传导干扰发射（射频发射、谐波）传导敏感度测试（电快速脉冲、浪涌）静电放电（直接、间接）电磁兼容实验测试场地辐射发射测试开阔场开阔场实例电波暗室电波暗室实例辐射敏感度试验试验等级（严酷度等级）干扰电场强度的波形（1kHz正弦波80%调幅）试验的实施用1KHZ的正弦波对信号进行80%的幅度调制后，在80～1000MHZ频率范围内进行扫频测量，扫描步长为前一频率的1%。每一频点上扫描停留时间一般设为一秒钟，如果对产品有特别要求，可以延长停留时间。受试设备应在发射天线的水平和垂直极化下进行试验试验结果判定a.在试验过程中，设备的工作完全正常b.在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤销干扰后，设备的功能可以自动恢复正常。c.在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但干扰撤销后，设备的功能需要人工复位后方能恢复。d.在试验中,受干扰的设备产生了不可逆转的损伤，包括元器件的损伤，软件和数据丢失等。测试评估对于情形a，判为合格。对于情形d，判为不合格。情形b、c视具体情况而定。传导发射测试传导发射测试示例传导敏感度测试1：电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（EET）目的：评估通讯和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口对来自操作暂态过程(如开断感性负荷、继电器触头弹跳等）中的各种类型瞬变扰动的抗扰性。电快速瞬变脉冲群试验布局电快速瞬变脉冲群试验脉冲注入原理雷击浪涌抗扰度试验（Surge）目的：此试验一般用来模拟被测设备在不同环境下遇到的间接雷击，或开关切换过程中所造成的电压和电流浪涌。试验的实施电源端口、无屏蔽通信线路端口、无屏蔽互联线路端口都有相应不同的耦合网络。在每个选定部位上，正负极性的干扰至少要各加5次，每次间隔1min。浪涌冲击必须施加到线—线和线—地，进行线—地试验时，如没有其它规定，试验电压必须逐次地施加到每一线路和地之间。试验结果判定同辐射敏感度判据静电放电抗扰度试验（ESD）目的：模拟操作人员或物体在接触设备时放电及人或物体对邻近物体的放电，以考察通过导体直接耦合放电的影响和通过空间辐射耦合间接放电的影响。静电放电电流的典型波形静电枪结构静电测量布局接触放电使用尖形放电电极。空气放电使用圆形放电电极。接放电试验，放电电极对用户在使用中可能触及到的任何地方以及在带电维护和校正时可能触及的地方。如：金属簧片、机壳、机框、按键、螺丝、指示灯、开关等。间接放电试验可对水平耦合板和垂直耦合板进行放电。试验速率1次/S，每个放电点至少在正负极性各放电10次试验结果判定同辐射敏感度判据4：低压电气及电子设备发出的谐波电流测试目的：规定了准备接入到公用低压供电系统中（频率为50HZ,电压为220／380V)每相输入电流不大于16A的电气、电子设备谐波电流发射的限值。设备分类A类：平衡的三相设备以及除下述几类设备外的所有设备B类：便携式电动工具C类：照明设备（包括调光设备）D类：输入有功功率不大于600W，且输入电流具有下图所定义的特殊波形的设备设备分类流程谐波限值电流测量原理谐波测量仪示例二、接地设计技术常见地干扰问题地的拓扑结构实用接地技术地的分类和作用地的搭接什么是地？电工：地是大地，即地球——安全地电子工程师：地是电路的基准电压——信号地结构工程师：地是设备的金属外壳——金属机壳安全地大地——电子设备的金属外壳与大地（Earth）相连接，其目的是防止当事故状态时金属外壳上出现过高的对地电压而危机操作人员和设备安全。信号地“理想的地——Z=0”，则不仅电器的电气安全和抗浪涌、快脉冲的能力会有足够的保证，而且由PCB地线电压驱动的线缆辐射发射也会消失。电器内部也不存在阻抗耦合和电源电压降落。对EMC改善很有利！理想Z=O的地不存在！实际的的地（线或平面）存在阻抗，在EMC频段会存在电压降，不是等电位的！电路中的回流走电小阻抗路径的，但该路径常不是我们主观设想的那条，地电流失控！导线的阻抗导线的阻抗地线问题——地环路如何减少地环路的影响？改变接地方式如何减小地环路的影响？如何减小地环路的影响？如何减小地环路的影响？如何减小地环路的影响地线问题——共阻抗耦合地的拓扑结构浮地单点接地多点接地混合接地浮地优点：电路与外部的地系统有良好的隔离，不易受外部地系统上的干扰的影响。缺点：电路上易积累静电从而产和静电干扰，有可能产生危险电压。单点接地（串联）优点：简单缺点：存在共阻抗耦合单点接地（并联）优点：没有共阻抗耦合缺点：接地线过多单点接地高频下接地导线的特性一般要求，接地线长度小于二十分之一波长多点接地优点：尽可能少的高频干扰问题缺点：有地环路问题混合接地混合接地实用接地技术应根据电路的分类及特性来设计设备的地系统实用接地技术PCB上的地实用接地技术