EMC设计-浪涌、静电、EFT防护.doc

EMC设计 ----浪涌、静电、EFT防护 倪松华 北京和利时系统工程有限公司 轨道交通事业部 2010.05.23 目 录 1 电路（系统）设计概述 3 1.1 电路设计 3 1.1.1 电路设计之1：功能设计 3 1.1.2 电路设计之2：性能设计 3 1.1.3 电路设计之3：可靠性设计 3 1.1.3.1 可靠性设计之1：降额设计 3 1.1.3.2 可靠性设计之2：热设计 3 1.1.3.3 可靠性设计之3：信号完整性设计 3 1.1.3.3.1 信号完整性设计之1：EMC设计 3 1.1.3.3.2 信号完整性设计之2：信号传输线效应 3 1.1.3.3.3 信号完整性设计之3：信号串扰 3 1.1.3.3.4 信号完整性设计之4：电源完整性 3 1.1.3.4 可靠性设计之4：软件可靠性 3 1.1.3.5 可靠性设计之5：生产工艺可靠性 3 2 EMC设计--浪涌、静电、EFT防护 3 2.1 EMC概念 3 2.2 EMC分类 4 2.3 EMC三要素 4 2.4 EMC对策 5 2.5 EMC测试设备参数 6 2.5.1 浪涌发生器 6 2.5.2 静电放电发生器 7 2.5.3 EFT脉冲群发生器 8 2.6 EMC器件常识 9 2.6.1 ESD器件、TVS器件 9 2.6.2 压敏电阻 12 2.7 EMC设计中的防护器件选择 14 2.7.1 假设 14 2.7.2 浪涌防护 14 2.7.3 静电防护 15 2.7.4 EFT防护 17 2.7.5 综合防护 18 2.8 EMC防护电路PCB设计 18 3 参考文件 19 电路（系统）设计概述 以下分类主要介绍了电路（系统）设计过程中要面临的几大过程，较清晰的反映了设计过程要遇到的几个环节。 电路设计 电路设计之1：功能设计 电路设计之2：性能设计 电路设计之3：可靠性设计 可靠性设计之1：降额设计 可靠性设计之2：热设计 可靠性设计之3：信号完整性设计 信号完整性设计之1：EMC设计 信号完整性设计之2：信号传输线效应 信号完整性设计之3：信号串扰 信号完整性设计之4：电源完整性 可靠性设计之4：软件可靠性 可靠性设计之5：生产工艺可靠性 EMC设计--浪涌、静电、EFT防护 EMC概念 EMC（Electro Magnetic Compatibility）：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。 以下是与电磁兼容有关的常见术语： EMC：(Electromagnetic compatibility)电磁兼容性 EMI： (Electromagnetic interference) 电磁干扰 EMS：(Electromagnetic Susceptibility) 电磁敏感度 RE：（Radiated emission）辐射骚扰 CE：（Conducted emission）传导骚扰 CS：（Conducted Susceptibility）传导骚扰抗扰度 RS：（Radiated Susceptibility）射频电磁场辐射抗扰度 ESD： (Electrostatic discharge) 静电放电 EFT/B： (Electrical fast transient burst) 电快速瞬变脉冲群 Surge ：浪涌 EMC分类 EMC可分为电磁干扰EMI、电磁敏感度EMS两部分。 EMI：电磁干扰，即处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量。 EMS：电磁敏感度，即处在一定环境中的设备或系统，在正常运行时，设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，或者说设备或系统对于一定范围内的电磁能量不敏感，能按照设计的性能保持正常的运行。 图1 EMC三要素 基本的EMC模型包括以下三个要素： 1、干扰源； 2、耦合途径； 3、敏感装置； 图2 在单板的范围内，我们可以找到如下几个与辐射相关的项： 干扰源：时钟电路（包括晶振、时钟驱动电路）；开关电源；高速总线（通常为低位地址总线如A0、A1、A2）；感性器件，如继电器等； 耦合路径：传播RF能量的各种媒质，例如自由空间或互连电缆。按耦合路径（传播的方式），电磁干扰分成两种类型： 传导型干扰 传导型干扰是系统产生并返回到直流输入线或信号线的噪声，这个噪声的频率范围为 10KHz-30MHz，它既有共模方式，又有差模方式。LC网络常常是抑制传导干扰的主要方式。 辐射型干扰 辐射型干扰以电磁波的方式直接发射，线路中一个普通的例子是电源线扮演发射天线的作用，频率覆盖范围30MHz-1GHz，这个范围的EMI可通过金属屏蔽的方式抑制。敏感装置：PCB上的各种敏感器件，它们易于接收来自I/O线缆的辐射干扰并把这些有