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[原创[经验分享]关于电磁兼容抗扰度EMS的设计---题目有些大--谢绝转载

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发表于 2006-12-31 15:32:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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关于电磁兼容抗扰度EMS的设计---题目有些大

谢绝转载!!!一经发现,追究相关责任!

好久没来更新了,今天是2006年最好一天,更新一下吧。

关于电磁兼容方面的设计的资料太多太多了,老外写成书,国内写成论文(就是贴在报刊上的豆腐块)。

大家应该看出我的观点了吧,国人还要努力呀,书与论文区别在什么地方。呵呵,对,就是内容多。

批判完之后,来写写一些总结。

今天只讲EMS部分的设计。

EMS是什么,是抗扰度的设计,是抵御外界环境的能力。真实定义,大家不晓得的,就去翻翻书,查查资料。

EMS项目很多,有端口型的,有整机型的。什么叫端口型?整机型?没听说过。

那就对了,这是我创的,我没说,你们怎么会知道,呵呵(有点扯蛋)!!

端口型的,我是这么定义和理解的,你仔细看看标准,都是这个那个端口,施加什么什么。对了,有些干扰是

专门施加在端口上的(电源端口,信号端口),看看我们产品的工作情况如何,符合不符合所谓的 performance Criteria A,Criteria B,Criteria C,Criteria D.

整机型,按照我的思维方式,自然是对个整个产品做测试的啦。

下面按我的方法,来分分类。

4-2  ESD  静电放电   这个既是端口型,也是整机型,当放电点选择的是端口部分的时候,就可以理解为端口型的,当放电点选择是窗口呀,搭接处呀,就是整机型。

4-3 RS     射频电磁场  当然是整机型了。

4-4  EFT  瞬变脉冲群  好像全是施加在电源端口和信号端口上的,当然是端口型了。

4-5 SURGE  雷击(浪涌),这个不用问,跟EFT是一样的  ,端口型。

4-6  CS   射频传导,谁要是把他跟RS一样认为,拖出去暴打一顿,然后告诉他,是端口型的。

4-8  PFM  工频磁场,呀呀呀,没仔细研究过。。。呵呵,也是整机型的!

4-11 DIPS  电压跌落中断,这个要是不知道。爱因斯坦都会被你气醒, 端口型呀!

谁要是没有坚持看到这儿,同样,拖出去~~~~

俺总要先说说,先铺垫铺垫吧!

入正题!

1.  端口型的产品要想顶住这些EMS干扰,靠什么呀,不就是全靠你的端口的保护电路,滤波电路吗?

明白了吧,要是EMS没过,不用问,你的保护没到位,滤波不够呀。

常见的电源端口滤波电路顺序是这样的,防雷保护部分----滤波部分。

防雷部分,一般初级防护吸收的能量大,反应快,残压高。然后到次级的,吸收剩余的残压。常见的空气放电管放在前面,然后压敏电阻,也可以是TVS。如果是lighting设计,那就更复杂了,这里不多说,因为4-5最高也就4KV/8KV

滤波部分,先是X1Y1---共模电感---(有需要的时候加差模电感)---X2 Y2----共模电感---(有需要的时候加差模电感)---X3Y3

X电容    根据经验一般都是UF级的,太小了,吸收的东东太少了,因为是安规主要考量的,所以请选择耐压值高些的。

Y电容  一般是NF级的,俺最大用到47NF,心惊胆颤呀。越小,成本越小,为什么,因为也是安规电容,有耐压值有要求,特别是贴片的,很难做那么高的耐压。1NF是经典值。

共模电感,我看过做过的典型值都是mH级的,太大了,估计要玩蛋了,至于为什么会玩蛋,此问题交由老徐(PWM同志)回答,你要是不知道他是谁,一样,拖出去。在小小家混,连老徐都不知道,该打。

回头想想,这些滤波电路对我们抗干扰有什么好处呀?你要是想到是因为干扰有共模差模之分,那我说,兄弟,恭喜你,你入门了。差模电感,X电容,差模防雷器件,就是对付差模成份的干扰。这对你的surge差模测试。共模电感,Y电容,共模防雷器件,就是为了对付共模成份的干扰,相干的测试就是EFTsurge的共模测试。

这里我们提到了SURGE EFT。好像没提到ESDCSDIPS。呵呵。

DIPS,为什么没提到,因为他都是考量你的电源瞬时断电,瞬时跌落,你的产品供电能达到什么等级。只要你的电容供电足够,一般没问题,以前在做家电的时候,经常碰到这样的问题,主IC的供电不够,CPU down机了,是设计不合理吗? 不是,是cost down惹的祸。相信诸家兄弟的产品应该不会有这样的问题。

CS,有些特别,你说他是共模吧,他不像,说差模吧,也不像,但却是从电源端口,信号端口施加上的,苦闷呀~~~~仔细看标准,他是模拟发射机产生的信号,在端口上产生感应电流,感应电动势。从这一点上讲,他应该是共模成份的(回流路径太大)。这里不多说,因为,俺也不理解。不管它是什么成份的,从端口进来的,滤波做到位,应该差不多了(有些打马虎眼了,罪过)

信号端口的设计比较讲究一些,常见的就是TVS----(电容)---共模电感(隔离变压器)

细节不多说,原理同电源端口,主要关心的是你的信号速率跟电容密切相关,别加了些东东在上面,你的接收端检测不到信号了。

信号端口的防雷设计,滤波设计很有讲究,这里不费口舌。有空的时候请SKYHUA把端口设计的东东贴上来,供大家参考。

 楼主| 发表于 2006-12-31 15:33:07 | 显示全部楼层

2,整机型的,对于此类型的测试都比较复杂呀 

ESD,把他划在这里比较好,说端口吧,他也不是正宗的端口测试,大部分的contact测试都是打PGNDGNDPE,跟端口没什么关系。关于ESD的设计,论坛上有好多文章,大家可以去参考。 

总的原则,contact就是疏导,让不想要的东东导到地上去,是上策,如何导?所有的接地要良好(当然是讲放电点处的了),面面之间的搭接要良好,保证低阻抗回路,让ESD回到大地上去是最完美的。这些都是针对带金属框的产品,还带PE线的。 

若就是两PIN的,LN电源供电的,即使有铁壳,也没有PE。疏导的时候,就需要让你的GNDN连接良好,大地回不了,公网还是能回的,要是不能回,就说明你的ESD放电回路断了,你的枪头就无法放电了。你的产品电荷累积到一定量之后,他会找个最低阻抗放电的。这里就是疏,尽量让你的ESD能量回到N上吧,这里阻抗最低。 

同上,但没有金属壳,端口是金属的。怎么办,一样了啦,还是疏,在他影响你的信号之前,赶紧回到N上去吧。这时候GND要大一些,大家会看到防静电带,他的作用也差不多就是这个了。GND为什么要大,我走trace线行不行呀,要我说,当然不行,走得好,保证了低阻抗,走得不好,trace线就一个天线,ESD会耦合到其他线路,这可不是我们想要的。这一招在许多终端产品都很管用。唯一我担心的,就是他要是通过GND耦合到我的信号上,把产品搞挂了怎么办。呵呵,还有呢,端口设计里不是提到了TVS吗? 我们把他换成varistor ,他对ESD一样有很好的作用.注意Varistor(压敏电阻)的容值不要过大。 

Air 我的原则就是挡,不让你打进去,管你是什么键盘,窗口,栅格,一律不让进。哈哈,拿我没办法了吧。什么原理,简单,空气放电需要一定的距离,才能击穿空气,形成放电回路。在电压一定的情况下,如何才能不放电,只有加大距离。挡就是直接的办法,你想放电是吧,我搞个麦拉片一挡,呵呵,进不来了吧。你要是麦拉没地放,好,把结构改一下,把你的缝隙处Z形台阶多做两个,让ESD通过两次Z形的路,距离又变大了,不够再加。 

RS 最经典最难缠的整机型的设计,至今没有那个牛人,对他的防治有多一点的口水。没有,我没看过,看过的人,赶紧推荐一下。我以前在做家电产品及电力产品的时候没少被他折腾,但一出问题,几乎都要涉及到改板,头大呀!知道RS的原理,就知道为什么难缠了。你板内的任何一根有一端悬空的线,都是天线,都会把RS接收到你的板内,然后造成破坏,通常就是程序跑飞,死机。至于为什么,留给大家慢慢想。我想说的是,如果板内没有天线去接收(这个天线,不仅仅是上面提到的天线,还有环状的)RS是不起作用的。我的经验只集中在悬空的线上,如何做呢?就一招,破坏他,不让他成为天线,或者让这根线尽可能的短,这其中的原理,我这个外行人不多说,学微波的都知道。 

我们这么做为什么会有效果,呵呵,我们的频率范围只是从80M~1GHz呀,线短了,对这个频段不敏感了。常用的就是在一根要命的线上加个小电容,破坏一下天线。为什么要改板,没地放电容,当然要改板了。 

基于被他搞惨的经历,我对不用的线,又走老长的,强烈BS,也可能骂娘。RS,和RE是正反面的,这么长的线,又不终端掉,你想干嘛呀,你还让不让EMC人活了。呵呵~~~~你可能说,我要用呀,只是不常用而已,晕,那为什么不上拉或者下拉,做终端处理。 

最后一招,也就是打遍天下无敌手的屏蔽。原理留给别人来讲吧。 

打字打到现在,已经两个小时候了,累呀~~~~向经常码字的同胞们,同仁们致以最崇高的敬意!你们辛苦了。也提醒小小家的朋友们,做人要厚道,码字很辛苦的,不管是好是差,多看一些吧。不要CTRL   C 然后  CTRL  V。更不好,delete  ,EXIST 

最后说一下PFM 工频磁场,这个用过的人不多,原理跟RS相像,不同的是人家是工频呀!!没那么恐怖~~~~嘿嘿~~~ 

至此EMS的描述已经完了!该收功了。累死了~~~~~~~~~~~~ 

ZZZZZZZ 

谁要看着看着,就这样了,当心一个字,拖出去。 

啊,不好意思,三个字~~累了,话都说不好了。 

AMO 20061231 下午 1330-----1540

 楼主| 发表于 2006-12-31 15:42:45 | 显示全部楼层
年终巨献~~~
一口气写出来的,别字,错字,大家看看,俺统一改一下!

要拍砖的,拍砖~~~拍的越多越好~~

最后,这个贴子,经过大家的口水之后,就像口水鸡一样,可以收“精”了
发表于 2006-12-31 16:15:59 | 显示全部楼层
AMO站长的年关力作!
偶拜读完毕,评价如下:
一个字——好!
两个字——很好!
三个字——非常好!
四个字——好的不行!
五个字——好的没话说!
六个字——好的一塌糊涂!
八个字——非常以及极其的好!
发表于 2006-12-31 16:20:32 | 显示全部楼层
建议:
   EMC行业的兄弟,大家静下心来认真阅读一下,体会一下amo在写这些心得时的潜在思路,相信你会受益匪浅的。
   书中自有黄金屋,书中自有颜如玉! 领略别人的思路,提高自身的水平!
 楼主| 发表于 2006-12-31 16:23:09 | 显示全部楼层
继续等待口水中ing~~~~~~~~~~
发表于 2006-12-31 16:29:46 | 显示全部楼层
口水,2006年,估计等不到多少了。
这会,兄弟们应该都在做卫生吧。
放假前一天,距离下班一个小时左右的时间,大部分公司应该都是安排员工做卫生,做好放假的准备工作吧。
BTW,偶要开始做卫生了。
发表于 2006-12-31 17:15:25 | 显示全部楼层
呵呵, 楼主写的通俗易懂啊, 让我这个不是搞技术的人看完以后,对EMC都产生了一个全新的认识! 06年结束了, 楼主用了这个帖子总结了这一年来为我们大家所做的一切, 而且是无偿的 !    我们很快就要迎接新年的到来, 让我们携手共进吧,  大家一起努力, 让生活变得更美好!
发表于 2006-12-31 17:18:15 | 显示全部楼层
回复7楼, 看来放假之前搞卫生已经成了很多公司的例行公事了, 呵呵, 我们的卫生刚做完!
发表于 2007-1-3 12:47:55 | 显示全部楼层
实在是难得的好贴子
支持原创
让大家都受益菲浅啊~~~~~~~~~~~

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