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电磁兼容EMC常见问题汇总

发布时间:2023-04-22

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1、Q:为什么要做EMC产品设计?

A:满足产品的功能需求,减少调试时间,使产品满足EMC标准的要求,产品不会对系统中的其他设备造成电磁干扰。

2、Q产品的EMC设计可以从哪些方面进行?

A:电路设计(包括器件选型)、软件设计、电路板设计、屏蔽结构设计、信号线/电源线滤波设计、电路接地设计。

3、Q:在电磁兼容领域,为什么总是用分贝(dB)来描述?10mV的dBmV是多少?

A:因为要描述的幅度和频率范围很宽,所以在图上用对数坐标表示比较容易,用对数表示时单位是dB。10mV为20dBmV。

4、Q:为什么频谱分析仪观测不到静电放电等瞬态干扰?

A:因为频谱分析仪是窄带扫频接收机,在某一时刻只接收某一频段的能量。而静电放电等瞬态干扰属于脉冲干扰的一种,其频谱范围很广,但是时间很短。因此,频谱分析仪在瞬态干扰发生时只能观测到其总能量的一小部分,不能反映实际的干扰情况。

5、Q:在电磁干扰的现场诊断中,经常需要使用近场探头和频谱分析仪。如何用同轴电缆制作一个简单的近场探头?

A:剥去同轴电缆外层(屏蔽层)露出芯线,将芯线绕成直径1~2 cm的小环(1~3匝),焊接在外层上。

6、Q:一台设备,原来的电磁辐射发射强度是300mV/m,加了屏蔽罩后辐射发射下降到3mV/m。这种情况下的屏蔽效率是多少dB?

A:这个机箱的屏蔽效率应该是40dB。

7、Q:设计屏蔽机箱时,屏蔽材料的选择应该考虑哪些因素?

A:从电磁屏蔽的角度,主要考虑屏蔽电场波的类型。对于电场波、平面波或高频磁场波,一般金属都能满足要求。对于低频磁场波,应使用高磁导率的材料。

8、Q:除了屏蔽材料,还有哪些因素影响机箱的屏蔽效能?

A:受两个因素影响,一个是机箱上的导电不连续,如孔洞、缝隙等;另一种是穿过屏蔽盒的电线,如信号线、电源线等。

9、Q:屏蔽磁辐射源时需要注意哪些问题?

A:由于磁场波的波阻抗很低,反射损耗很小,主要通过吸收损耗来达到屏蔽的目的。因此,应选择高磁导率的屏蔽材料。另外,在设计结构时,屏蔽层要尽量远离辐射源(增加反射损耗),孔洞、缝隙等也要尽量远离辐射源。

10、Q:在设计屏蔽结构的时候,有一个原则:尽量让机箱内的线缆远离缝隙和孔洞。这是为什么呢?

A:因为电缆附近总是有磁场,而磁场很容易从孔中泄漏(不管磁场的频率如何),所以当电缆靠近缝隙和孔时,磁场就会泄漏,降低整体的屏蔽效能。

11、Q:测量人体的生物磁信息是一种新的医学诊断方法。这种生物磁测量必须在屏蔽磁场室中进行,屏蔽磁场室必须能够屏蔽从静磁场到1GHz的交变电磁场。这个屏蔽室应该怎么设计?

A:首先要考虑屏蔽材料的选择。为了屏蔽非常低频率的磁场,应该使用具有高磁导率的材料,例如坡莫合金。坡莫合金经过加工后,磁导率会降低,所以需要进行热处理。所以屏蔽室要用拼装面板。每块板都是事先按照设计加工好,然后热处理,运到现场,精心安装。每个板的接合处应该重叠以形成连续的磁路。这个屏蔽室对低频磁场有很好的屏蔽效果,但是缝隙会产生高频泄漏。为了弥补这一不足,有必要进行焊接

截止波导板是由许多截止波导组成的阵列板,用于需要高屏蔽效率和通风的场合。使用时要注意,蜂窝板和底盘要装电磁密封垫或焊接在一起。

12、Q:塑料外壳的设备电磁辐射超标。开发商为了使其符合电磁兼容标准的要求,在外壳内部喷涂了导电涂料,结果并没有明显的改善。请分析可能的原因。

A:可能是原塑料外壳上的孔太多太大,导致漏电太严重,也可能是缝隙不严(接触可能不紧密,或者接头处没有喷导电漆),导致漏电。另外,原机箱上的线缆(信号线和电源线)往往没有很好的滤波措施,这些线缆可能会造成机箱的电磁泄漏。

13、Q:透明窗户有哪些种类?使用时需要注意哪些问题?

A:有两种,一种是玻璃夹金属网制成的屏蔽窗,另一种是玻璃上镀金属薄膜制成的屏蔽窗。使用时需要注意的是,金属网或导电涂层必须与屏蔽外壳的基本导电部分紧密接触。

14、Q:在CRT显示器的屏幕上使用带有金属网夹层的屏蔽玻璃时,会出现恼人的条纹。如何减少这种现象?

A:旋转屏幕方向,使纬线与显像管扫描线成15~20度夹角。

15、Q:电磁垫片的两个关键特性是什么?尽可能多地列出电磁密封垫片的种类,并说明每种产品的适用场合。

A:电磁垫圈必须具备的两个特性是弹性和导电性。常用的电磁密封垫片类型有:指簧、金属网垫片、导电橡胶、导电布包发泡橡胶、螺旋管等。除切向滑动接触的情况外,应避免使用指簧;当要求环境密封时,应使用导电橡胶;其他场合可以使用导电布垫,当屏蔽的频率不高时,也可以使用钢丝网垫;在能够保证不会被过度压缩的情况下,可以使用螺旋管。

16、Q:使用电磁密封垫片需要注意哪些问题?

A:面板的厚度要合适,防止在垫片的回弹力下变形,造成较大的缝隙。当面板厚度较薄时,紧固螺钉的间距应较小。设置限位结构,防止过度压缩。选择合适的金属材料以减少电化学腐蚀。

17、Q:在屏蔽机箱上,必须有一根金属棒穿过它。怎么处理才不会破坏机箱的屏蔽效能?

A:金属棒的外围通过铍铜簧片与屏蔽基板可靠搭接。

18、Q:电力线滤波器的主要功能是什么?选择型号时需要考虑的主要参数是什么?使用电源线滤波器需要注意什么?

A:电力线滤波器的功能是抑制传导的发射电流沿着电力线传播。选择类型时,应考虑插入损耗(共模和差模)、额定电流、电压和有效频率范围等参数。使用时,要注意安装方法。要保证射频接地良好,输入输出隔离,防止滤波后的导体再次被污染。

19、Q:为什么电力线滤波器的高频滤波特性很重要?

A:如果高频滤波特性不好,设备的辐射发射就会超标,或者对脉冲干扰敏感。

20、Q:在设计结构的电磁兼容性时,有一个原则:滤波后的电源线尽量远离各种信号电缆。这是为什么呢?

A:如果电源线靠近信号电缆,信号电缆上的高频信号会耦合到电源线上(尤其是滤波部分),导致电源线上的传导发射超标。

21、Q:为什么选择电源线滤波器不能只追求小尺寸?

A:滤波器的体积主要由滤波电路中的电感决定。较小的滤波器必须使用体积较小的电感,而较小电感的电感也可能较小,这会导致l不良

滤波器接入电路引起的电流和电压损耗称为滤波器的插入损耗,干扰滤波器对干扰频率的信号要有尽可能大的插入损耗。滤波器的插入损耗应在源阻抗与负载阻抗之比为0.1:100的条件下测量(反之亦然)。这时候就可以得出最坏的结果,也就是最安全的结果。

22、Q:一般来说,交流线路滤波器可以用在DC场合,但DC线路滤波器永远不能用在交流场合。为什么?

A:DC滤波器中使用的旁路电容器是DC电容器,在交流条件下可能会因过热而损坏。如果DC电容器的耐压低,它也会被击穿损坏。即使不发生这两种情况,由于一般DC滤波器中的共模旁路电容容量较大,用于交流时也会产生过大的漏电流,违反了安全标准的规定。

23、Q:信号线滤波器的主要作用是什么?安装方法有哪些类型?如何确定使用哪种信号线滤波器的安装方式?

A:减少信号线上不必要的高频成分(主要是共模),从而减少线缆的电磁辐射,或者防止线缆作为天线接收空间电磁干扰并传导到机箱内。有两种方式安装在电路板和面板上。当要滤波的频率较低时,使用安装在电路板上的结构;当要滤波的频率较高时,使用安装在面板上的结构。

24、Q:信号线上传输的信号最高频率为30MHz。测量结果显示,该导线上存在120MHz的共模干扰电流。根据共模辐射公式预测,如果共模电流被抑制30dB,就可以满足EMC标准的要求。这时候需要几个低通滤波电路?

A:如题,低通滤波器的截止频率为30MHz,而在120MHz的插入损耗大于30dB。因为N阶滤波器的插入损耗增加率是每倍频程6N(dB),从30MHz到120MHz有两个倍频程,所以如果N阶滤波器的截止频率是30MHz,那么120MHz处的插入损耗就是12N(dB)。如果范围是12N 30,N=3,即低通滤波器的阶数至少为3。

25、Q:为什么三端电容更适合干扰滤波?

A:电磁干扰的频率往往很高,因此干扰滤波器的高频特性非常重要。三端电容巧妙地利用一个电极上的两个引线电感构成T型低通滤波器,消除了传统电容中引线电感的不良影响。提高具有高频滤波特性,所以三端电容更适合干扰滤波。

26、Q:为什么贯通电容是干扰滤波的理想器件?

A:贯通电容是三端电容,但与常见的三端电容相比,由于直接安装在金属面板上,其接地电感更小,几乎没有引线电感的影响。此外,其输入和输出端子由金属板隔离,消除了高频耦合。这两个特性决定了穿芯电容具有接近理想电容的滤波效果。

27、Q:用于电磁干扰抑制的磁芯和传统上用作电感的磁芯有什么区别?如果两者使用不当会有什么后果?

A:传统上用作电感磁芯的材料损耗很小,用这种磁芯制作的电感损耗也很小。而用于电磁干扰抑制的磁芯损耗很大,用这种磁芯制作的电感损耗很大,特性更接近电阻。如果两者都使用不当,就达不到预期的目的。如果在普通电感中使用抑制电磁干扰的磁芯,电感的Q值会很低,会使谐振电路达不到要求,或者使要传输的信号损耗过大。如果在抑制电磁干扰的场合使用普通电感制成的磁芯,电感会与电路中的寄生电容产生谐振,在一定频率下可能会增强干扰。