电子电路仿真与电磁兼容

电子电路仿真与电磁兼容0电子电路仿真与电磁兼容结课报告电子电路仿真与电磁兼容1PCB电磁兼容技术应用摘要：电磁环境日益复杂的今天，除电磁环境会对人类生产产生积极影响外，电力电子技术的进步以及社会生活的逐步发展还会对人类生活乃至人类的社会活动产生影响。因此，探讨电磁环境与电工电子学的关系极为重要，世界各国都已经投入较多的人力物力，积极从事电磁兼容技术这方面的研究。本次报告以汽车电子行业为例，介绍电磁兼容技术及其标准，介绍PCB过程中应用到的电磁兼容知识。通过汽车车速传感器应用，汽车车在音响，汽车电源，汽车智能照明控制系统，汽车轮胎检测系统等实例，说明PCB电磁兼容技术在汽车电子行业的应用。通过简介明了的语言和较为全面的较少方式，说明PCB电磁兼容技术的应用和重要原理与技巧。同时，不仅仅是汽车电子行业，各行各业，各种产品，都应当在设计的过程中考虑好EMC问题。针对不同类型的干扰采取相应的措施来抑制，然后给出设计产品PCB的布局及布线原则以满足电磁兼容性能的要求。关键词：电磁兼容技术、PCB、EMC检测、汽车电子电子电路仿真与电磁兼容2目录摘要：...........................................................................................................................11.引言............................................................................................................................31.1背景.................................................................................................................31.2电磁兼容技术在汽车电子行业的意义.........................................................32.电磁兼容（EMC）...................................................................................................32.1电磁兼容概述及发展.....................................................................................32.2电磁兼容性的基本概念.................................................................................42.3电磁干扰的三要素.........................................................................................52.4电磁兼容研究的主要内容及原则.................................................................52.5消除或减小电磁干扰常用技巧.....................................................................63.PCB技术....................................................................................................................73.1.PCB技术概述.................................................................................................73.2PCB中常见的电磁干扰类型..........................................................................83.3PCB抗干扰措施..............................................................................................94.EMC认证标准........................................................................................................104.1EMC认证标准概述......................................................................................104.2EMC标准......................................................................................................104.3我国汽车电子行业EMC标准现状............................................................115、EMC检测国内外对.............................................................................................125.1国外汽车电磁兼容研究概况.......................................................................125.2国内汽车电磁兼容研究概况....................................................................136.检测工具及方法（以华阳通用电子有限公司为例）........................................146.1ISO系统.....................................................................................................146.2ISO系统设备介绍........................................................................................146.3BCI系统方案...............................................................................................186.4ESD系统方案...............................................................................................207.PCB电磁兼容技术应用实例--以汽车电子行业为例...........................................217.1汽车电子概述...............................................................................................217.2汽车电子的电磁兼容性检测.......................................................................227.3汽车电子电磁兼容技术应用实例（以车速传感器为例）.......................237.3.1车速传感器...............................................................................................237.4对汽车电子中PCB电磁兼容技术应用的小结..........................................26结束语.........................................................................................................................27电子电路仿真与电磁兼容31.引言1.1背景电和磁这两种客观存在，但又看不见摸不到的物质已经充斥于我们生活的各个角落，无时无刻不在影响着人们的生产和生活。电磁能得广发应用，是工业技术的发展日新月异。电磁能在为人类创造巨大财富的同时，也带来异一定的危害，被称为电磁污染，这也是环境保护研究的一个重要分支。电磁产生的一些列问题影响生产和生活，对电磁的研究也开始开展。不断研究解决电磁环境中设备之间以及系统之间相互关系的问题，促进了电磁兼容技术的迅速发展。就电磁环境与人类的关系而论，除电磁环境会对人类生产产生直接影响，电力电子技术的进步以及社会生活的逐步发展还会对人类生活乃至人类的社会活动产生影响。因此，探讨电磁环境与电工电子学的关系极为重要，世界各国都已经投入较多的人力物力，积极从事这方面的研究。1.2电磁兼容技术在汽车电子行业的意义汽车电子是车体汽车电子控制装置的总称，是由传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。随着汽车自动化程度的日益提高以及汽车科技的发展，部分机械系统将逐步被电子系统所取代，如今汽车的电子部件成本已经超过了汽车中称本的1/3。这样的形式对汽车电子的电磁兼容性能提出了很大的挑战。可是目前很多公司都是在前期设计阶段没有考虑电磁兼容方面问题，往往是在在产品样机出来再进行EMC模拟测试，如果这时测试通过，则是比较幸运的。但很不幸的是，大多数情况下是不能测试通过的，这时出了问题进行整改并需要对产品重新设计，常常会要进行较大改动。这个阶段产品电磁兼容出现问题原因比较多，如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动，如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动，同时导致PCB的重新设计，还有可能会因为系统接地问题，那就会对整个产品系统重新做调整，重新设计。避免这种情况的最佳做法是：把电磁兼容问题在产品设计前期解决！设计师应当针对可能出现的不同类型的干扰采取相应的措施来抑制，然后给出设计产品PCB的布局及布线原则以满足电磁兼容性能的要求。2.电磁兼容（EMC）2.1电磁兼容概述及发展2.1.1电磁兼容性（EMC）：电磁兼容性EMC（ElectroMagneticCompatibility），是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。主要包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。电子电路仿真与电磁兼容42.1.2我国电磁兼容技术发展状况电磁兼容是一门新兴的综合性学科。电磁兼容学科主要研究的是如何使在同一电磁环境下工作的各种电气电子设备和元器件都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态。我公司的电磁兼容研究主要针对电气电子设备，同时也涉及到如生产中的静电放电、电磁辐射对人体的影响等方面。1833年法拉弟发现电磁感应定律，指出变化的磁场在导线中产生感应电动势。1864年麦克斯韦引入位移电流的概念指出变化