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          EMC是技術(shù)界的東方不敗

          發(fā)布人:電巢 時(shí)間:2022-11-09 來源:工程師 發(fā)布文章

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          一.基本概念:


          EMC中文簡稱電磁兼容,EMC=EMI+EMS。通俗理解,電子產(chǎn)品本身具備一定的抗干擾能力(EMS),工作時(shí)您干擾我我干擾您(EMI),但是大家還能夠和平共處(EMC)。

          EMI是狼,EMS是羊,EMC就是狼愛上羊!


          EMI中文簡稱電磁干擾,EMI=RE(輻射干擾)+CE(傳導(dǎo)干擾)。通俗理解,電子產(chǎn)品因電壓(Dv/Dt)電流突變(Di/Dt)引起對電網(wǎng)和空間電磁環(huán)境的污染。EMI的一些標(biāo)準(zhǔn)舉例,比如美國是Fcc part15/part18,歐洲標(biāo)準(zhǔn)以EN5XXX開頭,比如EN55013,EN55014,EN55022等常用標(biāo)準(zhǔn),不必刻意的記憶標(biāo)準(zhǔn),安規(guī)機(jī)構(gòu)是專業(yè)的(電子工程師應(yīng)該把主要精力放在電路拓?fù)浜驮骷奶匦岳斫夂蛻?yīng)用上面)!快是EMI產(chǎn)生的要因,東方不敗武功以快可以獨(dú)霸武林!

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          EMS中文簡稱電磁抗干擾,EMS=Surge(雷擊)+ESD(靜電)+EFT(快速脈沖群)+DIP(電壓跌落)等;通俗理解,外部干擾通過線或者空間輻射來干擾我,因我具備吸收消化的能力而能正常工作。美國沒有EMS的要求,歐洲的以EN61000-X-X作為EMS對應(yīng)的具體標(biāo)準(zhǔn),大家不必刻意的去記憶標(biāo)準(zhǔn),安規(guī)機(jī)構(gòu)是專業(yè)的!再上一張武俠照片來說明,吸收也不是等閑之輩!看看任我行的吸星****也層獨(dú)步武林?jǐn)?shù)十載。EMS的要訣就是吸收消耗外來入侵者達(dá)到保護(hù)自己的目的,但不可以走火入魔(當(dāng)吸收不足以承受沖擊時(shí),就會產(chǎn)生NG的結(jié)果)!

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          先有EMI干擾,在有EMS吸收,然后帶來EMC和平共處!


          二.EMI分享


          EMI是“快”的產(chǎn)物,在產(chǎn)品小型化的引領(lǐng)下,IC的工作頻率會越來越高,帶來的EMI問題越來越嚴(yán)重!但是測試標(biāo)準(zhǔn)沒有放松,只有加嚴(yán)的可能!我們怎么能打敗以快稱霸的東方不??!這點(diǎn)我們要跟金庸大師學(xué)習(xí)!


          第一招:吸星****!此乃蓋世神功,主要針對核心干擾源使用的,即高頻功率元器件。以電源反激拓?fù)錇槔f明:消耗漏感保護(hù)MOSFEY的RCD吸收,次級肖特基的RC和BEAD吸收,初級主開關(guān)Mosfet加C或者RC或者BEAD吸收,變壓器加銅箔屏蔽或者線徑屏蔽,即把主干擾繞組的干擾吸收掉(或者疏導(dǎo))!


          第二招:群英斗呂布!即分散干擾源的路徑和強(qiáng)度,讓干擾源流向空間或者LISN的干擾強(qiáng)度變小!比如增大驅(qū)動電阻(減小主頻率的諧波分量);加Y電容疏導(dǎo)干擾源(初級干擾源到次級后,通過Y再回到初級,不讓其流向次級的DC CABLE,同樣次級的不讓其流向初級AC CABLE);增加共模電感(阻礙干擾源),差模電感(阻礙干擾源),Cbulk電容并瓷片電容(疏導(dǎo)干擾源),增加X電容(疏導(dǎo)干擾源),,,,,,等手段!我們也是一幫兄弟齊上陣,有點(diǎn)勝之不武!

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          第三招:乾坤大挪移!當(dāng)我們使用了“吸星****”和“群英斗呂布(以少勝多的辦法)”還是搞不定時(shí),就說明我們的“基本功力”沒打牢,即Pcblayout布線可能需要調(diào)整,變壓器的繞制工藝及屏蔽方法沒有最優(yōu)化,共模電感或者差模電感及材質(zhì)是否合適,感量是否最優(yōu),驅(qū)動電阻與RCD吸收是否配備,還有LC振蕩相匹配的阻尼R電阻取值是否合理,即我們的很多參數(shù)不是最優(yōu)化的,計(jì)算也無從下手時(shí),此時(shí)就需要我們針對不同的參數(shù)進(jìn)行更換來看效果了。


          此篇僅分享心法,暫不分析具體招式!以后會針對具體問題進(jìn)行具體分析!


          三.EMS分享


          處理EMS從兩招入手就可以手到擒拿!第一:我們要了解外部干擾源的特點(diǎn)!以surge為了,瞬時(shí)的電壓,爬上時(shí)間,跌落時(shí)間,內(nèi)阻,即干擾源發(fā)生器的特性。第二,我們要知道,這些干擾源在我們PCBA上面的路徑!我們知道干擾源的特性及路徑,同樣采納EMI整改的思路去處理!在EMS整改中,大家要跟電路基礎(chǔ)結(jié)合起來,從原理上面找到對策比EMI上面容易!


          以Surge為例,以電源適配器,輸入100-240VAC,50/60HZ,2PIN輸入,假設(shè)是10W手機(jī)充電器,IT類的標(biāo)準(zhǔn),以最低標(biāo)準(zhǔn)1KV!安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)一般是以230VAC為基礎(chǔ)上面加1KV的雷擊,我們就加嚴(yán)處理,以AC264V輸入為準(zhǔn)來評估!


          AC264V*1.414+1KV=1373.296V(取極限值),設(shè)備內(nèi)阻是2R,假設(shè)雷擊回路阻抗在PCBA內(nèi)是0,此時(shí)的最大沖擊電流是686.648A!這樣的電流沖擊對任何元器件都是毀滅性的摧殘!還好,線路上面有等效阻抗,比如PCB的等效阻抗,電解電容的ESR,假設(shè)這些阻抗是5R,整個(gè)回路的阻抗是7R,此時(shí)的沖擊電流是196.18A,這對1A的整流器,8ms可以沖擊30A的來說,以及大部分的高壓電解電容來說也是災(zāi)難!比如,我們增加一個(gè)4.7R抗沖擊,保險(xiǎn)絲電阻在此雷擊回路上面,此時(shí)線路阻抗是2+7+4.7=13.7R,此時(shí)的沖擊電流是100A,將到了一個(gè)合理的范圍?。ㄟ@里的電阻參數(shù)是等效的,實(shí)際需要大家根據(jù)請款去取舍)以下圖片是為了加深大家的理解!

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          以上是個(gè)人對EMC的一些粗淺看法,歡迎各位技術(shù)同仁和前輩審核指正,謝謝!


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