第讲电磁骚扰传输机理精要.pptVIP

3、传导 干扰和 信号 滤波与 隔 离 瞬 态 干 扰 的 形 式 有 : 电 机 状 态 改 变 时 产 生 的电 快 速 脉 冲 群 干 扰 、 雷 电 或 大 功 率 开 关 在 电 缆 上 产 生 的浪 涌 、 静电 放 电 感应 等 。 传 导 干 扰 以 共 模 形 式 居 多 , 也 有部 分 为 差 模 干 扰 。 CAN 总 线 电 缆 是 传 导 干 扰 传 播 的 一 个 重 要 途 径 , 在系 统 中 为 保 证 CAN 总 线 通 讯 的 可 靠 性 而 使 用 的 EMC 措施 有 :LC 滤 波 器 、 瞬 态 抑 制 二 极 管 TVS(Transient VoltageSuppressor)、 光 电 隔 离 等 。 CAN总线系统的电磁兼容设计 LC 滤 波 器 光 电 隔 离 瞬 态 抑 制 二 极 管 EMC试验 第三章 电磁骚扰传输机理 翟 丽 北京理工大学机械与车辆学院 zhaili26@bit.edu.cn 第三章 电磁骚扰传输机理 第三章 电磁骚扰传输机理 3.1 骚扰源对敏感设备的干扰模式 3.2 电磁骚扰耦合途径 3.3 电磁辐射理论基础 3.4 辐射耦合 3.5. 传导耦合 3.6. 容性耦合 3.7. 感性耦合 3.8. 电导性耦合 3.1 骚扰源对敏感设备的干扰模式 电磁骚扰源对敏感设备的干扰分为 共模干扰 差模干扰 共模干扰和差模干扰 正确区分电缆共模电流与差模电流的重要性 差模电流通常等于信号电流或电源电流，但不出 现在屏蔽层中。 只要由两根导线形成的环路面积很小，差模电流 产生的辐射在总辐射中占的比例就很小；这是因 为两根导体中的电流产生的辐射效果互相抵消。 共模电流在电缆中所有导体上的流动方向相同， 也可能包括屏蔽层，并且与信号电流毫无关系。 共模电流经有关的接地网络返回，因此，辐射环 路很大，且不受控。结果是很小的共模电流可以 产生很大的发射信号。 电缆共模电流与差模电流 3.2 电磁骚扰耦合途径 简单地分为传导耦合和辐射耦合两类 电导性(直接接触)耦合 容性(电)耦合 感性(磁)耦合 辐射(电磁)耦合 电导性耦合为干扰的直接传导，容性和感性耦合主要指近场耦合。 以上这些耦合模式都不是单独出现的，但常是，至少是在低频带和中频带区域内，其中的某一种模式起支配作用。 电磁骚扰耦合途径分析涉及到的理论 电磁辐射主要描述电磁场对任何结构物耦合，可由Maxwell方程导出，其中最常用于数值计算模型的是天线理论或散射理论 散射理论是基于这样一个基本原则，即：每个电流都是场之源(对于发射问题)，每个场都是电流之源(对于接收问题)  天线理论是用于解决耦合问题最通常、最严格的理论之一 分析传导耦合最常用的就是传输线理论, 电路理论 3.3 电磁辐射理论基础 空间辐射电磁波 电场天线 磁场天线 根据麦克斯韦方程，变化电场产生磁场，变化磁场产生电场。 设备内每个电路都可能是天线，机壳和电缆都可能是天线的一部分。 3.3 电磁辐射理论基础 设备内磁场天线示意图 信号源－传输线－负载组成电流环路，相当于磁场天线 所有信号环路、电源供电环路、输入和输出环路,都相当于磁场天线 磁场天线 电场天线 3.3 电磁辐射理论基础 3.3.电磁辐射理论基础 当一个地方的电流或电荷随时间变化时，就有一部分电磁能量进入周围空间，这种现象称为电磁辐射 产生电磁波的辐射源最简单的方式就是电偶极子与磁偶极子； 实际辐射源都可看成由许多偶极子组成，所产生的电磁波也就是这些偶极子辐射电磁波的合成。 电偶极子 一段长度比电磁波波长小得多的载流导线 电偶极子产生的电磁场 一个半径a远小于波长的小环形载流导线可看成是磁偶极子 磁偶极子 磁偶极子产生的电磁场 电磁场区域的划分 最简单的简化方法就是考虑这些电磁场从源至物体的距离相对于辐射源的波长是属于近距离、还是属于远距离 近场与远场 波阻抗的概念 波阻抗 电场为主 E ? 1/ r3 H ? 1 / r2 磁场为主 H ? 1/ r3 E ? 1/ r2 平面波 E ? 1/ r H ? 1/ r 377 ?/ 2? 到观测点距离 r E/H ? 1、器件选型和PCB板的EMC设计 (1) 元 器 件 选 择 和 布 局 选 择 EMC 性 能 好 的 元 器 件 , 并 尽 量 选 择 表 面 贴 装的 封 装 形 式 。 器 件 合 理 布 局 , 把 相 互 有 关 的 器 件 尽 量 放得 靠 近 些 , 使 各 部 件 之 间 的 引 线 尽 量 短 。 特 别 是 微 控 制器 和 CAN