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楼主: duodushuxuexi

[分享] 肉包铁,经典图片!解决大部分EMC问题

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     楼主| 发表于 2025-4-3 13:47:25 | 显示全部楼层
    EOS的来源可分为外部环境因素和内部设计缺陷两类:

    ​外部因素
    ​静电放电(ESD)​:人体或设备携带的静电通过接口或走线直接放电。
    ​浪涌(Surge)​:雷击、电网波动或大型设备启停引起的瞬态高电压/电流。
    ​电源波动:输入电压突升(如电源跌落后的恢复)、电源噪声干扰。
    ​热插拔(Hot-plug)​:带电插拔设备时产生的瞬态冲击。
    ​内部因素
    ​设计缺陷:未考虑元器件耐压/耐流能力,缺乏保护电路。
    ​布局不合理:走线过长、环路面积过大导致寄生电感/电容效应。
    ​驱动过载:信号驱动能力不足导致过冲(Overshoot)或振铃(Ringing)。
    ​温度失控:散热不良导致元器件结温过高,加速老化失效。
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     楼主| 发表于 2025-4-5 09:33:35 | 显示全部楼层
    EMC是一门以研究寄生参数为关键要点的共模学科。 分布电容,寄生电感。 看不见摸不着,但需要画出来。
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     楼主| 发表于 2025-4-6 11:42:48 | 显示全部楼层
    如果一个公司的硬件工程师、机械工程师、电气工程师掌握了EMC的技术精要,那么将会对公司的产品的质量、和可靠性有大的提升。
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     楼主| 发表于 2025-4-7 08:48:04 | 显示全部楼层
    用多层PCB,利于提升EMC测试通过性。完整的GND平面,利于回流的可控。
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     楼主| 发表于 2025-4-8 09:27:10 | 显示全部楼层
    GB/T17626.1-2006电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论GB/T17626.2-2018电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T17626.3-2016电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4-2018电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5-2019电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6-2017电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导抗扰度试验GB/T17626.7-2017电磁兼容 试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量和测量仪器导则GB/T17626.8-2006电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T17626.9-2017电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验GB/T17626.10-2017电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T17626.11-2023电磁兼容 试验和测量技术 对每相输入电流小于或等于16A设备的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T17626.12-2023电磁兼容 试验和测量技术 振铃波抗扰度试验GB/T17626.13-2006电磁兼容 试验和测量技术 交流电源端口谐波、间谐波及电网信号的低频抗扰度试验 GB/T17626.14-2005电磁兼容 试验和测量技术 电压波动抗扰度试验    GB/T17626.15-2011电磁兼容 试验和测量技术 闪烁仪 功能和设计规范GB/T17626.16-2007电磁兼容 试验和测量技术 0Hz~150KHz共模传导骚扰抗扰度试验GB/T17626.17-2005电磁兼容 试验和测量技术 直流电源输入端口纹波抗扰度试验GB/T17626.18-2016电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡波抗扰度试验GB/T17626.19-2022电磁兼容 试验和测量技术 交流电源端口2KHz~150KHz差模传导骚扰和通信信号抗扰度试验GB/T17626.20-2014电磁兼容 试验和测量技术 横电磁波(TEM)波导中的发射和抗扰度试验GB/T17626.21-2014电磁兼容 试验和测量技术 混波室试验方法GB/T17626.22-2017电磁兼容 试验和测量技术 全电波暗室中的辐射发射和抗扰度试验GB/T17626.24-2012电磁兼容 试验和测量技术 HEMP传导骚扰保护装置的试验方法GB/T17626.27-2006电磁兼容 试验和测量技术 三相电压不平衡抗扰度试验GB/T17626.28-2006电磁兼容 试验和测量技术 工频频率变化抗扰度试验GB/T17626.29-2006电磁兼容 试验和测量技术 直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T17626.30-2017电磁兼容 试验和测量技术 电能质量测量方法GB/T17626.31-2017电磁兼容 试验和测量技术 交流电源端口宽带传导骚扰抗扰度试验    GB/T17626.33-2017电磁兼容 试验和测量技术 高功率瞬态参数测量方法GB/T17626.34-2017电磁兼容 试验和测量技术 主电源每相电流大于16A的设备的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验
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     楼主| 发表于 2025-4-9 09:29:24 | 显示全部楼层

    ESD干扰的传播途径
    ​传导干扰:通过电源线、信号线等导体直接侵入设备。
    ​辐射干扰:静电放电产生的电磁脉冲(EMP)通过空间辐射影响设备。
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     楼主| 发表于 2025-4-10 08:53:24 | 显示全部楼层
    用电脑,用网络,写清楚,e专人,可反查
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     楼主| 发表于 2025-4-10 13:35:02 | 显示全部楼层
    浮地设备(Floating Ground Equipment)的 EMC(电磁兼容性)设计需特别关注其独特的接地特性,避免因缺乏参考地导致共模干扰、静电累积和辐射发射等问题。以下是其核心设计要点及解决方案:

    ---

    ### **1. 屏蔽设计**
    - **金属外壳屏蔽**  
      - 使用导电性良好的金属外壳(如铝、不锈钢),并通过导电衬垫(Gasket)实现连续接地(即使设备浮地,外壳仍需与外部参考地连接)。  
      - **注意**:若设备完全浮地,外壳需通过其他方式泄放电荷(如瞬态抑制二极管)。
    - **多层PCB屏蔽**  
      - 采用带屏蔽层的PCB,内层分割信号层与电源层,外层设置完整地平面(即使浮地,可通过跨接电容释放共模电荷)。

    ---

    ### **2. 滤波与去耦**
    - **共模扼流圈(CMC)**  
      - 在电源输入/输出端加装CMC,抑制共模噪声传导(浮地设备易通过电源线引入/辐射共模干扰)。  
    - **差分信号滤波**  
      - 对差分信号(如RS485、CAN)使用共模扼流圈+磁珠组合,减少差模转共模的可能性。  
    - **X电容与Y电容**  
      - 浮地设备无法使用Y电容(需接地),改用X电容跨接L/N线抑制差模噪声,同时增加共模电感。

    ---

    ### **3. 电源设计**
    - **隔离电源**  
      - 采用隔离变压器或DC-DC隔离模块,切断地环路,避免共模噪声通过电源传播。  
    - **低噪声LDO**  
      - 后级使用低噪声低压差稳压器(LDO),减少电源纹波对敏感电路的干扰。  
    - **电源端口防护**  
      - 加装TVS二极管(应对浪涌)和ESD保护器件(如瞬态抑制二极管阵列)。

    ---

    ### **4. 布局与布线**
    - **最小化环路面积**  
      - 信号路径紧邻地平面(或返回路径),减少环路面积以降低磁场耦合。  
    - **分离敏感信号与噪声源**  
      - 高频数字电路与模拟/传感电路分区布局,避免相互干扰。  
    - **避免长平行走线**  
      - 减少并行信号线长度,降低串扰风险。

    ---

    ### **5. 接地替代方案**
    - **单点接地(若必须局部接地)**  
      - 若部分电路需接地(如安全要求),采用单点接地,避免形成地回路。  
    - **虚拟地参考**  
      - 通过电容耦合或隔离放大器建立虚拟地(如运算放大器的虚地设计)。  
    - **星型接地网络**  
      - 所有接地线汇总至一点,避免多点接地引入噪声。

    ---

    ### **6. ESD防护**
    - **外壳接地与泄放路径**  
      - 浮地设备外壳需通过高压电容(如10~100nF)或瞬态抑制二极管(TVS)连接到外部参考地,泄放静电电荷。  
    - **接口ESD保护**  
      - 在I/O端口(USB、以太网等)加装TVS阵列或气体放电管(GDT),抑制ESD冲击。

    ---

    ### **7. 信号完整性优化**
    - **差分信号传输**  
      - 优先使用差分对(如LVDS、CML),降低共模噪声辐射。  
    - **屏蔽线缆与接地**  
      - 外部线缆采用双层屏蔽(内层绞合线,外层金属屏蔽),一端接地(浮地设备可通过电容接地)。  
    - **阻抗匹配**  
      - 高频信号线需控制特性阻抗(如50Ω),减少反射噪声。

    ---

    ### **8. 测试与验证**
    - **预兼容测试**  
      - 使用近场探头、频谱分析仪提前定位干扰源(如开关电源、时钟信号)。  
    - **EMC测试重点**  
      - **辐射发射**:关注30MHz~1GHz频段,优化屏蔽与滤波。  
      - **传导发射**:通过LISN(线路阻抗稳定网络)测量电源端口噪声。  
      - **ESD抗扰度**:模拟人体放电(±8kV接触放电,±15kV空气放电)。

    ---

    ### **9. 特殊场景设计**
    - **医疗设备浮地设计**  
      - 需满足IEC 60601-1标准,隔离耐压要求更高(如2.5kVrms),同时抑制漏电流。  
    - **工业浮地传感器**  
      - 通过隔离放大器(如ISO124)阻断地回路,防止电机等大电流设备引入干扰。

    ---

    ### **总结**
    浮地设备的EMC设计核心在于:  
    1. **替代接地路径**(如电容耦合、屏蔽层泄放);  
    2. **抑制共模噪声**(滤波、隔离电源);  
    3. **强化物理屏蔽**(金属外壳、PCB分层)。  
    实际设计中需结合具体场景(如医疗、工业)选择方案,并通过仿真与实测持续优化。
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     楼主| 发表于 2025-4-11 10:39:43 | 显示全部楼层
    屏蔽材料选择
    ​高导电材料
    ​铜、铝:优先选用(趋肤深度小,高频屏蔽效能高)。
    ​钢/铁:适用于低频磁场屏蔽,但电场屏蔽时需结合导电涂层。
    ​导电涂层/薄膜
    塑料或非金属材料表面镀铜/镍,降低成本(如笔记本电脑外壳)。
    ​复合屏蔽材料
    层压金属-聚合物复合材料,兼顾轻量化与高频屏蔽(如5G设备)。
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     楼主| 发表于 2025-4-13 12:06:09 | 显示全部楼层
    EFT/B电快速瞬变脉冲群抗扰测试是一种非常好的加干扰老化测试的方法,用好EFT/B进行加干扰到整机设备进行一个老化测试,对于产品在实际现场的持续稳定性有非常好的预测性。值得推广!!!
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