EMC销售工程师培训教材-电磁兼容之滤波器篇.doc

销售工程师培训教材 电磁兼容及电源滤波器概述 近年来，电磁干扰问题越来越成为电子设备或系统中的一个严重问题，电磁兼容技术已成为许多技术人员和管理人员十分重视的 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降”。从直流到300GHZ。 （RFI）射频干扰 Radio frequency interference: —— 不需要的无线电噪声（广播）频率在 10KHZ---1000MHZ。 （EMP）电磁脉冲Electromagnetic pulse: —— 宽带高密度瞬变现象，如闪电、核爆炸。 （ESD）静电放电Electrostatic discharge: —— 由静电磨擦产生的瞬变现象。 1 二 电磁兼容标准概述 2．1电磁兼容标准可以分为四级 1）基础标准—— 涉及EMC术语、电磁环境、EMC测量设备规范和EMC测量方法。是编制其它各级EMC标准的基础。 2）通用标准—— 给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容性要求。通用标准给出的试验环境、试验要求可以成为产品类标准和专用产品标准的编制导则。 3）产品类标准—— 根据特定产品类别而制订的电磁兼容性能的测试标准。它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求两方面的 CS—— 传导敏感度 RE—— 辐射发射 RS—— 辐射敏感度 2．3能量传播的途径 电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为:传导发射和辐射发射；敏感度也可分为传导敏感度和辐射敏感度。各种电磁兼容标准测试的内容包括:传导发射、辐射发射、传导敏感度、辐射敏感度。 2 三 电磁兼容问题三要素 3．1电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。 3．2耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。 3．3敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。 系统要发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。所以，在解决电磁兼容问题时，要从这三个因素入手，对症下药，消除其中某一个因素，就能解决电磁兼容问题。 四 解决干扰问题的一般途径 电磁兼容可通过将干扰抑制于扰乱 电子系统或子系统正常工作的电平以下 来实现，这种兼容一般通过采用滤波器 及将元件或设备屏蔽而获得。图中给出 了一个EMI发射机/受感器系统干扰耦合 路径的示例。 图中发射机代表一个产生噪声的系统或分系统，受感器代表一个对发射敏感的噪声系统或分系统。在现实世界中，一个系统或分系统可以被模拟为一个发射机或受感器，虚线表示辐射干扰，实线表示传导干扰，箭头表示发射或传导耦合方向。 A线表示发射机通过辐射途径直接耦合到受感器的干扰。 B线表示互连电缆也可作为噪声辐射发射机。 C线表示互连电缆可作为受感器对由辐射引起的噪声产生响应。 D 线代表互连电缆间发生的串扰，一根导线上的噪声可通过电容或电感耦合到其它导线上。 3 干扰 源干 源干扰 源 由此可见，起初由辐射发射引起的噪声通过场至线的耦合，在受感器系统中可表现传导响应。 五 滤波器概述 即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽、接地措施的产品，仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。当传导发射（CE）不合格时，由于天线效应，设备的辐射发射（RE）也可能不合格。为了满足EMC标准规定的CE和CS（传导敏感度）极限值要求，使用EMI滤波器是一种好方法。通常要采用某种形式的滤波以降低电源线及信号线的发射，滤波器衰减决定于源及负载阻抗。即若滤波器与源、负载阻抗不匹配，将会产生最小的传输信号（EMI）功率。另外还要考虑电磁干扰是共模还是差模。共模是指两导体上的对地参考噪声电压，差模是指一个导体相对另一个导体的电压，一般情况下两种电磁干扰都需要衰减。 5．1 滤波器的作用 在电磁屏蔽技术中我们已经知道，任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。在实际中，很多出现屏蔽问题的机箱（机柜）就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败，这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。 解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器，滤除电缆上不必要的频率成份，即可以减小电缆产生的电磁辐射，也可以防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内部。 概括的说：滤波器的作用是仅允许工作必须的信号频率通过，而对工作不必要的信号频率有很大的衰减作用，这样就使