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趣解EMC、EMI和EMS三者之间的关系

作者:时间:2019-01-09来源:网络

  一.基本概念:

本文引用地址:/article/201901/396513.htm

  中文简称电磁兼容,=+。通俗理解,电子产品本身具备一定的抗干扰能力(),工作时您干扰我我干扰您(),但是大家还能够和平共处()。

  是狼,是羊,EMC就是狼爱上羊!

  EMI中文简称电磁干扰,EMI=RE(辐射干扰)+CE(传导干扰)。通俗理解,电子产品因电压(Dv/Dt)电流突变(Di/Dt)引起对电网和空间电磁环境的污染。EMI的一些标准举例,比如美国是Fcc part15/part18,欧洲标准以EN5XXX开头,比如EN55013,EN55014,EN55022等常用标准,不必刻意的记忆标准,安规机构是专业的(电子工程师应该把主要精力放在电路拓扑和元器件的特性理解和应用上面)!快是EMI产生的要因,东方不败武功以快可以独霸武林!

  EMS中文简称电磁抗干扰,EMS=Surge(雷击)+ESD(静电)+EFT(快速脉冲群)+DIP(电压跌落)等;通俗理解,外部干扰通过线或者空间辐射来干扰我,因我具备吸收消化的能力而能正常工作。美国没有EMS的要求,欧洲的以EN61000-X-X作为EMS对应的具体标准,大家不必刻意的去记忆标准,安规机构是专业的!再上一张武侠照片来说明,吸收也不是等闲之辈!看看任我行的吸星大法也层独步武林数十载。EMS的要诀就是吸收消耗外来入侵者达到保护自己的目的,但不可以走火入魔(当吸收不足以承受冲击时,就会产生NG的结果)!

  


  先有EMI干扰,在有EMS吸收,然后带来EMC和平共处!

  二.EMI分享

  EMI是“快”的产物,在产品小型化的引领下,IC的工作频率会越来越高,带来的EMI问题越来越严重!但是测试标准没有放松,只有加严的可能!我们怎么能打败以快称霸的东方不败!这点我们要跟金庸大师学习!

  第一招:吸星大法!此乃盖世神功,主要针对核心干扰源使用的,即高频功率元器件。以电源反激拓扑为例说明:消耗漏感保护MOSFEY的RCD吸收,次级肖特基的RC和BEAD吸收,初级主开关Mosfet加C或者RC或者BEAD吸收,变压器加铜箔屏蔽或者线径屏蔽,即把主干扰绕组的干扰吸收掉(或者疏导)!

  第二招:群英斗吕布!即分散干扰源的路径和强度,让干扰源流向空间或者LISN的干扰强度变小!比如增大驱动电阻(减小主频率的谐波分量);加Y电容疏导干扰源(初级干扰源到次级后,通过Y再回到初级,不让其流向次级的DC CABLE,同样次级的不让其流向初级AC CABLE);增加共模电感(阻碍干扰源),差模电感(阻碍干扰源),Cbulk电容并瓷片电容(疏导干扰源),增加X电容(疏导干扰源),,,,,,等手段!我们也是一帮兄弟齐上阵,有点胜之不武!

  


  第三招:乾坤大挪移!当我们使用了“吸星大法”和“群英斗吕布(以少胜多的办法)”还是搞不定时,就说明我们的“基本功力”没打牢,即Pcblayout布线可能需要调整,变压器的绕制工艺及屏蔽方法没有最优化,共模电感或者差模电感及材质是否合适,感量是否最优,驱动电阻与RCD吸收是否配备,还有LC振荡相匹配的阻尼R电阻取值是否合理,即我们的很多参数不是最优化的,计算也无从下手时,此时就需要我们针对不同的参数进行更换来看效果了。

  此篇仅分享心法,暂不分析具体招式!以后会针对具体问题进行具体分析!

  三.EMS分享

  处理EMS从两招入手就可以手到擒拿!第一:我们要了解外部干扰源的特点!以surge为了,瞬时的电压,爬上时间,跌落时间,内阻,即干扰源发生器的特性。第二,我们要知道,这些干扰源在我们PCBA上面的路径!我们知道干扰源的特性及路径,同样采纳EMI整改的思路去处理!在EMS整改中,大家要跟电路基础结合起来,从原理上面找到对策比EMI上面容易!

  以Surge为例,以电源适配器,输入100-240VAC,50/60HZ,2PIN输入,假设是10W手机充电器,IT类的标准,以最低标准1KV!安规标准一般是以230VAC为基础上面加1KV的雷击,我们就加严处理,以AC264V输入为准来评估!

  AC264V*1.414+1KV=1373.296V(取极限值),设备内阻是2R,假设雷击回路阻抗在PCBA内是0,此时的最大冲击电流是686.648A!这样的电流冲击对任何元器件都是毁灭性的摧残!还好,线路上面有等效阻抗,比如PCB的等效阻抗,电解电容的ESR,假设这些阻抗是5R,整个回路的阻抗是7R,此时的冲击电流是196.18A,这对1A的整流器,8ms可以冲击30A的来说,以及大部分的高压电解电容来说也是灾难!比如,我们增加一个4.7R抗冲击,保险丝电阻在此雷击回路上面,此时线路阻抗是2+7+4.7=13.7R,此时的冲击电流是100A,将到了一个合理的范围!(这里的电阻参数是等效的,实际需要大家根据请款去取舍)以下图片是为了加深大家的理解!

  


  以上是个人对EMC的一些粗浅看法,欢迎各位技术同仁和前辈审核指正,谢谢!



关键词: EMC EMI EMS

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