智能电器监控器的电磁兼容性设计VIP免费

智能电器监控器的电磁兼容性设计电子产品电磁兼容性设计是保证其可靠安全运行的重要措施之一。随着工业化的高度发展，电磁污染已经严重地影响到各类电子产品的安全可靠运行，电磁兼容性已成为衡量电子产品是否合格的重要指标。智能电器运行于各种电压等级和不同工作电流的现场环境，其监控器将受到电力系统及其用电负载运行时产生的各种电磁干扰。这些干扰不仅影响监控器的正常工作，严重时还将损坏监控器，造成智能电器一次开关操作失误，极大地影响被监控和保护对象的安全可靠运行。提高智能电器电磁兼容性是保证智能电器工作性能和可靠运行的重要措施之一，也是智能电器监控器设计中的一个关键问题。1电磁兼容概述按IEC标准，电磁兼容（ElectromagneticCompatibility,EMC）是指在有限空间、有限时间、有限频谱资源条件下的各种用电设备可以共存，不使设备可靠性、安全性降低的性能。电子产品的电磁兼容性包括两方面内容：①产品抵抗外部电磁干扰，保持正常工作的能力（抗扰性）。②自身工作时不对其他电子产品造成干扰的性能（干扰抑制）。对于EMC这一概念，作为一门学科，它称为“电磁兼容”，而作为一个设备或系统的电磁兼容能力，则称为“电磁兼容性”。1.1电磁兼容基本概主要讨论常用的基本术语、基本的干扰来源、耦合途径和干扰模型。1.基本术语（1）电磁干扰（EMI）破坏性电磁能通过辐射或传导在电子设备间传播的过程。（2）电磁敏感度（ElectromagneticSusceptibility,EMS）设备或系统受电磁干扰使工作中断甚至被破坏的评价指标。（3）自兼容性设备内部数字部分对模拟部分的干扰、导线间的串扰和造成数字电路工作紊乱的内部因素及其抑制能力。（4）抗扰性设备抵抗空间电磁干扰（辐射干扰）和通过传输电缆、输电线及I/O连接器的电磁干扰的能力。（5）抑制（Suppression）采用某些特殊方法消除或减少存在的射频能量。（6）密封（Containment）采用金属封套或涂有射频导电漆的塑料外壳，屏蔽电磁能量进入设备或从设备泄漏。2．设计中常见的电磁干扰类型（1）射频干扰各类无线通信设备对电子产品工作的干扰。典型的设备故障出现在场强为1～10V/m的范围内。（2）电力干扰电力线电磁场、电流电压浪涌、电压闪变、电力线谐波等产生的电磁干扰。（3）静电放电不同静电电位的物体因靠近或接触发生的电荷转移。定义：边沿变化小于1ns的高频放电。方式：接触式和辐射式。接触式放电造成设备永久损坏或潜在隐患；辐射式放电只影响设备工作，不会造成永久性破坏。3.简单的电磁干扰模型1）简单电磁干扰模型的3个要素（1）干扰源能发出一定能量的干扰信号的设备。（2）接收器能接收干扰源能量并受其影响，使工作发生紊乱的器件和设备。（3）耦合路径干扰源和接收器之间传输电磁干扰能量的路径。2）干扰模型4．系统级和PCB级的EMI电子产品的EMC设计需考虑系统（整机）和内部PCB（印制电路板）两个层面，并针对产生干扰的原因，采取抑制措施。（1）系统级EMI产生的原因和抑制系统级EMI就是整机受到的电磁干扰。引起系统级干扰的主要因素①产品封装措施不当。②产品整体设计不合理，制造质量不高，电缆与电气接头接地不可靠。③PCB布局错误，如信号走线布局和多层板分层不恰当、共模和差模信号滤波器设计不正确、旁路和去耦不足，板上有接地环路等。主要抑制的措施①采取合适的方法保证产品良好的屏蔽。②合理可靠的接地和旁路设计。③选用合适的线路滤波器。④保证产品各部分可靠的电气隔离。⑤正确设计各部分间的连线和PCB布线并控制其阻抗等。（2）PCB的电磁干扰模型干扰主要是频率范围10kHz～100MHz的射频信号。干扰源时钟振荡电路、塑封IC芯片、不正确的布线、匹配不当的阻抗、内部电缆连接器。传播路径互连电缆和自由空间等承载射频能量的媒质。接收器PCB上的元件、信号传输线、电源线。产品电磁兼容性设计的主要内容①减小自身对外的电磁干扰能量，降低干扰源电压和传播效率。②减小进入本体的外界电磁干扰能量，降低自身的电磁敏感度或提高自身的抗扰能力。5．电磁干扰的耦合从干扰源到接收器，电磁干扰可以有不同的耦合路径，每种路径又有不同的传输机制。（1）耦合路径①干扰源到...