智能电器第六章稻香书屋

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1、第六章第六章 智能电器监控器的电磁智能电器监控器的电磁兼容性设计兼容性设计1学习幻灯主要内容主要内容n n电磁兼容概述电磁兼容概述n n智能电器监控器的电磁兼容性设计问题智能电器监控器的电磁兼容性设计问题n n智能电器监控器的智能电器监控器的EMI测试标准和方法测试标准和方法2学习幻灯 电子产品电磁兼容性设计是保证其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，到各类电子产品的安全可靠运行，电磁兼电磁兼容性已成为衡量电子产品是否合格的重要

2、容性已成为衡量电子产品是否合格的重要指标指标。 智能电器运行于各种电压等级和不同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力系统及其用电负载运行时产生的各种电磁干扰。磁干扰。 3学习幻灯 这些干扰不仅影响监控器的正常工作，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。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提高智能电器电磁兼容性是

3、保证智能电器工作性能和可靠运行的重要措施之一，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也是智能电器监控器设计中的一个关键问题。题。4学习幻灯6.1 电磁兼容概述电磁兼容概述 按按IEC标准，电磁兼容标准，电磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC）是）是指在指在有限空间有限空间、有限时间有限时间、有限频谱有限频谱资源条资源条件下的件下的各种用电设备可以共存各种用电设备可以共存，不使设备可不使设备可靠性、安全性降低靠性、安全性降低的性能。的性能。 电子产品的电磁兼容性包括两方面内容：电子产品的电磁兼容性包括两方面内容： 产品抵

4、抗外部电磁干扰，保持正常工产品抵抗外部电磁干扰，保持正常工作的能力（作的能力（ 抗扰性抗扰性）。）。5学习幻灯 自身工作时不对其他电子产品造成干自身工作时不对其他电子产品造成干扰的性能（扰的性能（干扰抑制干扰抑制）。）。 对于对于EMC这一概念，作为一门学科，它这一概念，作为一门学科，它称为称为“电磁兼容电磁兼容”，而作为一个设备或系统的，而作为一个设备或系统的电磁兼容能力，则称为电磁兼容能力，则称为“电磁兼容性电磁兼容性”。6.1.1 电磁兼容基本概念电磁兼容基本概念 主主要要讨讨论论常常用用的的基基本本术术语语、基基本本的的干干扰扰来来源、耦合途径和干扰模型。源、耦合途径和干扰模型。 6学

5、习幻灯 1. 基本术语基本术语 （1 1）电磁干扰电磁干扰（EMI） 破坏性电磁能通过辐射或传导在电子设备破坏性电磁能通过辐射或传导在电子设备间传播的过程。间传播的过程。 （2）电磁敏感度电磁敏感度（Electromagnetic sceptibility, EMS） 设备或系统受电磁干扰使工作中断甚至被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。破坏的评价指标。7学习幻灯 （3）自兼容性自兼容性 设备内部数字部分对模拟部分的干扰、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导线间的串扰和造成数字电路工作紊乱的的内部因素及其抑制能力内部因素及其抑制能力。 （4）

6、抗扰性抗扰性 设备抵抗空间电磁干扰（辐射干扰）设备抵抗空间电磁干扰（辐射干扰）和通过传输电缆、输电线及和通过传输电缆、输电线及I/O连接器的连接器的电磁干扰的能力。电磁干扰的能力。8学习幻灯 （5）抑制抑制（Suppression） 采用某些特殊方法消除或减少存在的采用某些特殊方法消除或减少存在的射频能量。射频能量。 （6）密封密封（Containment） 采用金属封套或涂有射频导电漆的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塑料外壳，屏蔽电磁能量进入设备或从设备泄漏。设备泄漏。9学习幻灯 2设计中常见的设计中常见的电磁干扰类型电磁干扰类型 （1）射频干扰射频干扰 各

7、类无线通信设备对电子产品工作的干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扰。典型的设备故障出现在场强为110 V/m的范围内。的范围内。 （2）电力干扰电力干扰 电力线电磁场、电流电压浪涌、电压闪电力线电磁场、电流电压浪涌、电压闪变、电力线谐波等产生的电磁干扰。变、电力线谐波等产生的电磁干扰。10学习幻灯 （3 3）静电放电静电放电 不同静电电位的物体因靠近或接触发生不同静电电位的物体因靠近或接触发生的电荷转移。的电荷转移。 一般定义一般定义边沿变化小于边沿变化小于1 ns的高频放电的高频放电有有 接触式和辐射式两种接触式和辐射式两种。 接触式放电造成接触式放电造成设备

8、永久损坏或潜在隐设备永久损坏或潜在隐患患；辐射式放电；辐射式放电只影响设备工作只影响设备工作，不会造成，不会造成永久性破坏。永久性破坏。11学习幻灯3.3. 简单的电磁干扰模型简单的电磁干扰模型 1 1）简单电磁干扰模型的简单电磁干扰模型的3个要素：个要素： （1 1）干扰源干扰源 能发出一定能量的干扰信号的设备。能发出一定能量的干扰信号的设备。 （2）接收器）接收器 能接收干扰源能量并受其影响，使工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。作发生紊乱的器件和设备。12学习幻灯 （3）耦合路径耦合路径 干扰源和接收器之间干扰源和接收器之间传输电磁干扰能量传输电磁干扰能量的路径。的

9、路径。 2 2）干扰模型干扰模型13学习幻灯 4系统级和系统级和PCB级的级的EMI 电子产品的电子产品的EMC设计需考虑系统（整机）设计需考虑系统（整机）和内部和内部PCB（印制电路板）两个层面，并针对（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。产生干扰的原因，采取抑制措施。 1）系统级）系统级EMI产生的原因和抑制产生的原因和抑制 系统级系统级EMI就是就是整机受到的电磁干扰整机受到的电磁干扰。 （1）引起系统级干扰的主要因素：）引起系统级干扰的主要因素： 产品产品封装措施不当封装措施不当。 14学习幻灯 产品产品整体设计整体设计不合理，不合理，制造质量制造质量不不高，高，

10、电缆与电气接头接地电缆与电气接头接地不可靠。不可靠。 PCB布局布局错误，如信号走线布局和错误，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，板上有接地设计不正确、旁路和去耦不足，板上有接地环路等。环路等。 （2）主要抑制措施）主要抑制措施 采取合适的方法保证产品采取合适的方法保证产品良好的屏蔽良好的屏蔽。15学习幻灯 合理可靠的合理可靠的接地和旁路接地和旁路设计。设计。 选用合适的选用合适的线路滤波器线路滤波器。 保证产品各部分可靠的保证产品各部分可靠的电气隔离电气隔离。 正确设计各部分间的正确设计各部分间的连线连线和

11、和PCB布线布线并并控制其阻抗控制其阻抗等。等。16学习幻灯 2）PCB的的电磁干扰模型电磁干扰模型 干扰主要是频率范围干扰主要是频率范围10 kHz100 MHz的的射频信号射频信号。 （1）干扰源干扰源 时钟振荡电路、塑封时钟振荡电路、塑封IC芯片、不正确的布芯片、不正确的布线、匹配不当的阻抗、内部电缆连接器。线、匹配不当的阻抗、内部电缆连接器。 （2）传播路径传播路径 互连电缆和自由空间等互连电缆和自由空间等承载射频能量的承载射频能量的媒质媒质。17学习幻灯 （3）接收器接收器 PCB上的元件、信号传输线、电源线。上的元件、信号传输线、电源线。 （4）产品电磁兼容性设计的主要内容）产品电

12、磁兼容性设计的主要内容 减小自身对外的减小自身对外的电磁干扰能量电磁干扰能量，降低，降低干扰源干扰源电压和传播效率电压和传播效率。 减小进入本体的外界电磁干扰能量，减小进入本体的外界电磁干扰能量，降低自身的降低自身的电磁敏感度电磁敏感度或提高自身的或提高自身的抗扰抗扰能力能力。 18学习幻灯 5电磁干扰的电磁干扰的耦合耦合 从干扰源到接收器，电磁干扰可以有不从干扰源到接收器，电磁干扰可以有不同的同的耦合路径耦合路径，每种路径又有不同的，每种路径又有不同的传输传输机制机制。 1 1） 耦合路径耦合路径 干扰源到接收器的干扰源到接收器的直接辐射直接辐射； 干扰源对接收器干扰源对接收器信号信号I/O

13、电缆的辐射电缆的辐射。 19学习幻灯 通过信号通过信号I/O电缆或电缆或AC干线干线辐射辐射到接收器。到接收器。 通过普通电力线或信号通过普通电力线或信号I/O电缆传播电缆传播。 电磁干扰的耦合路径示意图电磁干扰的耦合路径示意图20学习幻灯 2）耦合路径的传输机制）耦合路径的传输机制 每种耦合路径都有每种耦合路径都有传导和辐射传导和辐射两种机两种机制，就是通常所指的制，就是通常所指的“路路”和和“场场”的偶的偶合方式，也称为合方式，也称为传导耦合传导耦合与与电磁场耦合电磁场耦合。 传导耦合通过噪声源与接收器间传导耦合通过噪声源与接收器间连线连线的公共阻抗的公共阻抗产生；电磁场耦合是产生；电磁场

14、耦合是电场和磁电场和磁场两种耦合机制的综合场两种耦合机制的综合。 电磁场耦合机制的原理图电磁场耦合机制的原理图21学习幻灯频率越高，场的影响越大；频率越低，频率越高，场的影响越大；频率越低，通过路传导的通过路传导的EMI效率越高。效率越高。 实际上，对于任何采用数字信号工作的实际上，对于任何采用数字信号工作的电子电路，通过路和场耦合的干扰总是同电子电路，通过路和场耦合的干扰总是同时存在的。时存在的。磁场耦合磁场耦合磁场耦合磁场耦合电场耦合电场耦合22学习幻灯 6.1.2 电子产品中电磁发射和磁场干扰的抑制电子产品中电磁发射和磁场干扰的抑制 1、产品中、产品中电磁发射和磁场干扰的产生机理电磁发射

15、和磁场干扰的产生机理 电磁发射电磁发射 各种数字电路芯片和高频模拟电路芯片运各种数字电路芯片和高频模拟电路芯片运行过程中，因行过程中，因PCB走线或产品各部分连线的设走线或产品各部分连线的设计不合理而产生计不合理而产生天线效应天线效应，发出电磁波引起的，发出电磁波引起的射频干扰射频干扰。 当电磁波能量达到一定值时，将会影响当电磁波能量达到一定值时，将会影响周围电子设备和自身的正常工作。周围电子设备和自身的正常工作。 23学习幻灯 磁场干扰磁场干扰 产品内部的电源线和高频工作的电感产品内部的电源线和高频工作的电感性元件工作时产生的性元件工作时产生的磁场通过辐射方式磁场通过辐射方式干干扰产品运行，

16、造成的工作紊乱。扰产品运行，造成的工作紊乱。 了解电磁发射和磁场干扰的抑制方法，了解电磁发射和磁场干扰的抑制方法，对产品电磁兼容性设计十分重要。对产品电磁兼容性设计十分重要。 24学习幻灯 2、电子产品的电磁发射及其抑制、电子产品的电磁发射及其抑制 在电子设备中，数字电路芯片端口在电子设备中，数字电路芯片端口信号跳变沿信号跳变沿的频率可达数百兆赫兹，有的频率可达数百兆赫兹，有些模拟电路信号频率达到兆赫兹以上，些模拟电路信号频率达到兆赫兹以上，这些数字或模拟信号都可能通过这些数字或模拟信号都可能通过导线传导线传导干扰导干扰或向空中或向空中幅射干扰幅射干扰，影响电子设，影响电子设备自身并干扰其他电

17、子设备。备自身并干扰其他电子设备。25学习幻灯 1）抑制电磁发射的基本措施抑制电磁发射的基本措施 （1 1）降低干扰信号的能量降低干扰信号的能量 在不影响产品整体工作性能的前提下，在不影响产品整体工作性能的前提下，减小减小数字信号的跳变速率数字信号的跳变速率或降低或降低数字信号的数字信号的传输速度传输速度。 采用贴片元件，缩短高频工作芯片的外采用贴片元件，缩短高频工作芯片的外引脚，减小传输高频信号走线的长度，可引脚，减小传输高频信号走线的长度，可抑抑制天线效应制天线效应，减少高频，减少高频信号幅射能量信号幅射能量。26学习幻灯 （2）隔离干扰信号的传播途径）隔离干扰信号的传播途径 最简单有效的

18、隔离方法是屏蔽，常用的最简单有效的隔离方法是屏蔽，常用的屏蔽有屏蔽有3个层面。个层面。 采用导磁采用导磁金属材料外壳金属材料外壳封装，外壳可封装，外壳可靠靠接地（大地）接地（大地）。 容易产生高频幅射的局部电路或容易产生高频幅射的局部电路或IC芯片加芯片加金属屏蔽罩金属屏蔽罩，屏蔽罩接，屏蔽罩接信号地信号地。27学习幻灯 电路板中电路板中传输高速数字信号或高频模传输高速数字信号或高频模拟信号的走线拟信号的走线两侧敷铜并两侧敷铜并接信号地接信号地，实现，实现与其他信号线的隔离。与其他信号线的隔离。 （3 3）滤波滤波 直接在电路芯片电源引脚间接入去直接在电路芯片电源引脚间接入去耦电容或去耦电阻电

19、容，滤除通过电源走耦电容或去耦电阻电容，滤除通过电源走线进入芯片的高频干扰信号。线进入芯片的高频干扰信号。28学习幻灯 在产品交流在产品交流220 V电源输入端设置电源输入端设置电电源滤波器源滤波器，防止产品工作时产生的高频干，防止产品工作时产生的高频干扰进入电网。扰进入电网。 3、电磁能量的干扰机理及其抑制、电磁能量的干扰机理及其抑制 1）干扰来源干扰来源 大电流或高频导线（或铜排）中流大电流或高频导线（或铜排）中流过电流时，在导线周围产生的磁场。过电流时，在导线周围产生的磁场。29学习幻灯 开开关电源的高频变压器及一切电感关电源的高频变压器及一切电感元件在工作时必然产生的漏磁通。元件在工作

20、时必然产生的漏磁通。 2）干扰机理干扰机理 上述磁通穿过芯片或敏感电路模块，上述磁通穿过芯片或敏感电路模块，半导体中的半导体中的带电粒子带电粒子（电子和空穴）（电子和空穴）在磁场在磁场中受到洛伦兹力中受到洛伦兹力，偏离原来的运动方向，使，偏离原来的运动方向，使芯片和模块的芯片和模块的工作电流波形受磁场变化的调工作电流波形受磁场变化的调制而发生畸变制而发生畸变，导致这些芯片或电路模块的，导致这些芯片或电路模块的正常工作受到干扰。正常工作受到干扰。 30学习幻灯 信号电流总是在闭合回路中流动。当信号电流总是在闭合回路中流动。当外部干扰磁通穿越闭合回路包围的面积时，外部干扰磁通穿越闭合回路包围的面积

21、时，会在闭合回路中感应电流，同样会造成会在闭合回路中感应电流，同样会造成电电流波形畸变流波形畸变。 3）抑制措施抑制措施 屏蔽屏蔽干扰磁场。干扰磁场。 减小减小信号电流的信号电流的回路面积回路面积。31学习幻灯（1 1）屏蔽方法屏蔽方法 最常用的抑制磁场辐射干扰的措施是最常用的抑制磁场辐射干扰的措施是采采用导电或导磁材料屏蔽用导电或导磁材料屏蔽。 变化的干扰磁通穿过导电材料（如薄变化的干扰磁通穿过导电材料（如薄铜皮）时，会在其中产生涡流，并生成方向铜皮）时，会在其中产生涡流，并生成方向相反的磁通，可以削弱穿过导电屏蔽层的干相反的磁通，可以削弱穿过导电屏蔽层的干扰磁通。扰磁通。 高频变压器磁心外

22、包一层形成短路环高频变压器磁心外包一层形成短路环的薄铜皮，可有效抑制变压器漏磁通外泄。的薄铜皮，可有效抑制变压器漏磁通外泄。 32学习幻灯 用导磁材料（铁板或钢板）做设备用导磁材料（铁板或钢板）做设备的机箱，是的机箱，是整机磁屏蔽整机磁屏蔽的常用方法。这种的常用方法。这种方法不仅可以抵抗外部干扰磁通进入电子方法不仅可以抵抗外部干扰磁通进入电子设备，而且能避免内部磁通外泄。设备，而且能避免内部磁通外泄。 屏蔽材料导磁性越好，板越厚，机箱不屏蔽材料导磁性越好，板越厚，机箱不易发生磁饱和，屏蔽效果也越好。易发生磁饱和，屏蔽效果也越好。 （2 2）减小信号电流回路包围面积的措施减小信号电流回路包围面积

23、的措施 减小信号电流回路面积的目的是减小信号电流回路面积的目的是减少穿减少穿越其中的干扰磁通越其中的干扰磁通。 33学习幻灯 常用措施：常用措施： 采用双绞线，使信号电流的采用双绞线，使信号电流的去线和回去线和回线紧密绞合线紧密绞合，可以缩小回路包围的面积。，可以缩小回路包围的面积。 用屏蔽线做外部引入的信号线。使用用屏蔽线做外部引入的信号线。使用时将时将心线作为信号电流去线心线作为信号电流去线，铜丝编织的，铜丝编织的屏蔽屏蔽层作为信号电流的回线层作为信号电流的回线，必须，必须单端接信号地单端接信号地。 这种方法的回路面积小于双绞线，屏蔽这种方法的回路面积小于双绞线，屏蔽层还能实现磁场屏蔽。层

24、还能实现磁场屏蔽。34学习幻灯 在保证绝缘安全的前提下，在保证绝缘安全的前提下，PCB中中的的信号线与地线尽量靠近信号线与地线尽量靠近以缩小信号电流以缩小信号电流回路包围的面积。回路包围的面积。 选用选用PCB上的上的IC芯片和电路模块时，芯片和电路模块时，在保证电路功能的条件下，应尽量在保证电路功能的条件下，应尽量选用电选用电源进线引脚和零伏线引脚靠近源进线引脚和零伏线引脚靠近的封装的封装 PCB设计时，在确保绝缘安全的前设计时，在确保绝缘安全的前提下，使提下，使电源线和零伏线靠近布置电源线和零伏线靠近布置。35学习幻灯 6.1.3 差模干扰和共模干扰差模干扰和共模干扰 差模干扰差模干扰 D

25、MI（Difference Mode Interference ）和共模干扰）和共模干扰 CMI （Common Mode Interference）都是）都是传导干扰传导干扰。 产品工作环境的电磁干扰、产品工作环境的电磁干扰、PCB板上各板上各种走线布置、进线和回线自身及其对接地机壳种走线布置、进线和回线自身及其对接地机壳阻抗不完全一致，在阻抗不完全一致，在交流电源输入端和工作信交流电源输入端和工作信号输入端会存在共模电压和差模电压号输入端会存在共模电压和差模电压，并在传，并在传输导线中产生相应的电流。输导线中产生相应的电流。 36学习幻灯 共模电压在电源或信号的进线和回线共模电压在电源或信

26、号的进线和回线中产生的干扰电流中产生的干扰电流方向相同方向相同，而差模电压，而差模电压产生的电流产生的电流方向相反方向相反。共模电流和差模电流不仅干扰电源和共模电流和差模电流不仅干扰电源和信号的电流波形，还产生磁场辐射，影响信号的电流波形，还产生磁场辐射，影响PCB的正常工作。的正常工作。 差模电流差模电流共模电流共模电流37学习幻灯 1 1、差模干扰的抑制差模干扰的抑制 差模电压出现在电源或信号传输的差模电压出现在电源或信号传输的进进线和回线间线和回线间，在进线和回线中的差模电流，在进线和回线中的差模电流方向相反，产生方向相反的磁场。只要使方向相反，产生方向相反的磁场。只要使进线和回线近距离

27、平行走线，差模电流产进线和回线近距离平行走线，差模电流产生的磁场就可以相互抵消，减小干扰。生的磁场就可以相互抵消，减小干扰。 38学习幻灯 2 2、共模干扰的抑制共模干扰的抑制 共共模电压存在于模电压存在于电源或信号的进线和电源或信号的进线和回线与接地金属外壳之间回线与接地金属外壳之间，使得在进线和，使得在进线和回线中共模电流的方向相同，产生的磁场回线中共模电流的方向相同，产生的磁场方向相同，相互叠加。方向相同，相互叠加。 共模干扰不能简单地通过布线来减小，共模干扰不能简单地通过布线来减小，最有效的措施是最有效的措施是使共模电压为零使共模电压为零。 常用的方法是常用的方法是灵敏接地灵敏接地。

28、39学习幻灯 3 3、系系统级共模和差模干扰的抑制统级共模和差模干扰的抑制 系系统级共模和差模干扰是指由产品外部统级共模和差模干扰是指由产品外部干扰产生的共模干扰产生的共模/差模电压差模电压/电流导致的干扰。电流导致的干扰。 当前采用最多、最有效的减少系统级共当前采用最多、最有效的减少系统级共模和差模干扰的方法，是在模和差模干扰的方法，是在产产品的品的交流电源交流电源入口端入口端接入适当的接入适当的线路滤波器线路滤波器，可以有效地，可以有效地隔离外部共模和差模电压及其产生的电流。隔离外部共模和差模电压及其产生的电流。40学习幻灯 6.2.1 监控器受到的主要干扰监控器受到的主要干扰 1 1、低

29、频干扰低频干扰 造成低频干扰的因素：造成低频干扰的因素： 高高、中中、低低电电压压电电网网中中的的谐谐波波干干扰扰，一般应考虑到一般应考虑到40次谐波（次谐波（2000Hz）。）。 电网电压跌落电网电压跌落和和短时中断短时中断。 电电网网三三相相电电压压不不平平衡衡和和电电网网频频率率变化变化引起的干扰。引起的干扰。 41学习幻灯2、高频干扰、高频干扰 20kHz以以上上的的电电压压浪浪涌涌和和50kHz以以上的上的电流浪涌电流浪涌 与与电电网网中中的的开开关关电电器器操操作作，变变压压器器、电电动动机机及及继继电电器器等等感感性性负负载载的的投投切切和和雷雷击击、线路或负载线路或负载短路短路

30、等因素有关。等因素有关。 快速瞬变脉冲群快速瞬变脉冲群干扰干扰 电电器器元元件件器器接接点点弹弹跳跳、真真空空断断路路器器操操作时作时电弧电压不稳定电弧电压不稳定引起。引起。42学习幻灯3 3、静电放电干扰静电放电干扰 来来自自雷雷电电、操操作作者者和和邻邻近近物物体体对对设设备备的的放电放电。 4 4、磁场干扰磁场干扰 工工频频电电流流或或变变压压器器磁磁场场泄泄漏漏产产生生的工频磁场干扰。的工频磁场干扰。 由由雷雷电电或或大大功功率率电电力力电电子子装装置置运运行引起的脉冲磁场干扰。行引起的脉冲磁场干扰。43学习幻灯 6.2.2 监控器的系统级电磁兼容性设计监控器的系统级电磁兼容性设计 系

31、统级系统级EMC设计的目的是减小监控器设计的目的是减小监控器整体对低频干扰、高频干扰、静电放电和整体对低频干扰、高频干扰、静电放电和磁场干扰的灵敏度，提高监控器对这些干磁场干扰的灵敏度，提高监控器对这些干扰的抵抗能力。扰的抵抗能力。 1. 静电放电干扰的抑制静电放电干扰的抑制 1 1）静电放电）静电放电分类分类 直接耦合直接耦合 造成设备永久损坏。造成设备永久损坏。 44学习幻灯 辐射耦合辐射耦合 影响监控器正常工作。影响监控器正常工作。 2 2）抑制方法）抑制方法 静电干扰最有效的抑制方法是让监静电干扰最有效的抑制方法是让监控单元控单元屏蔽外壳良好接地（大地）屏蔽外壳良好接地（大地）。 3

32、3）操作措施）操作措施 把监控单元用的把监控单元用的开关电源金属外壳开关电源金属外壳与单元本体的屏蔽外壳与单元本体的屏蔽外壳可靠连接，同时可靠连接，同时把把单元本体的屏蔽外壳直接接地单元本体的屏蔽外壳直接接地。 45学习幻灯 2. 减小电网电压跌落和短暂中断的影响减小电网电压跌落和短暂中断的影响 （1 1）采用具有）采用具有宽输入电压范围宽输入电压范围并并带有储带有储能电感和电容能电感和电容的开关电源为监控器供电的开关电源为监控器供电。 （2 2）增设对电源供电质量的监视，在电）增设对电源供电质量的监视，在电源电压跌落到极限值后，监控器源电压跌落到极限值后，监控器报警并闭锁报警并闭锁一些服务功

33、能一些服务功能。 （3 3）设置）设置备用电源备用电源。46学习幻灯 3.3.滤除快速瞬变脉冲群的干扰滤除快速瞬变脉冲群的干扰 (1)(1)干扰来源干扰来源 监控单元输出监控单元输出继电器接点弹跳；继电器接点弹跳； 一次真空断路器操作时一次真空断路器操作时电弧不稳定电弧不稳定。 (2)(2)特点特点 单个脉冲上升时间快，持续时间短，能单个脉冲上升时间快，持续时间短，能量低，重复频率较高。一般脉冲周期在量低，重复频率较高。一般脉冲周期在50s50s以内，脉冲群重复率以内，脉冲群重复率1100次次/s、尖峰电压、尖峰电压2003000V。47学习幻灯 这种干扰会通过这种干扰会通过电源、模拟通道电源

34、、模拟通道、二二次采样互感器次采样互感器影响监控器工作。影响监控器工作。 （3 3）应对措施）应对措施 设置电源线路滤波器设置电源线路滤波器 脉冲群干扰信号容易从电源线进入监脉冲群干扰信号容易从电源线进入监控器内部，通过控器内部，通过辐射或传导耦合辐射或传导耦合的方式干扰的方式干扰内部工作信号或影响电路元件工作。内部工作信号或影响电路元件工作。 48学习幻灯 解决方案：解决方案： 在供电电源的交流输入端接入高品质的无在供电电源的交流输入端接入高品质的无在供电电源的交流输入端接入高品质的无在供电电源的交流输入端接入高品质的无源线路滤波器，将干扰信号阻隔在智能监控源线路滤波器，将干扰信号阻隔在智能

35、监控源线路滤波器，将干扰信号阻隔在智能监控源线路滤波器，将干扰信号阻隔在智能监控器的外部。器的外部。器的外部。器的外部。 线路滤波器应线路滤波器应线路滤波器应线路滤波器应同时考虑抑制共模干扰和差同时考虑抑制共模干扰和差同时考虑抑制共模干扰和差同时考虑抑制共模干扰和差模干扰模干扰模干扰模干扰。差模干扰（差模干扰（差模干扰（差模干扰（V Vcdcd）常产生在）常产生在）常产生在）常产生在相间和相间和相间和相间和相与中线之间相与中线之间相与中线之间相与中线之间；共模干扰（；共模干扰（；共模干扰（；共模干扰（V Vcmcm）常出现在）常出现在）常出现在）常出现在电源线与地线之间电源线与地线之间电源线与

36、地线之间电源线与地线之间。49学习幻灯 线路滤波器的基本结构线路滤波器的基本结构50学习幻灯 消除模拟量输入通道的干扰消除模拟量输入通道的干扰 快快速速瞬瞬变变脉脉冲冲群群可可通通过过二二次次（采采样样用用）互互感感器器对对模模拟拟量量输输入入通通道道产产生生共共模模和和差差模模干扰。干扰。 两种抑制措施：两种抑制措施： 监监监监控控控控器器器器专专专专用用用用采采采采样样样样互互互互感感感感器器器器二二二二次次次次侧侧侧侧加加加加入入入入LCLC组组组组成成成成的的的的型型型型低低低低通通通通滤滤滤滤波波波波器器器器。滤滤滤滤波波波波器器器器设设设设计计计计应应应应保保保保证证证证对对对对基

37、基基基波波波波基基基基本无影响本无影响本无影响本无影响，幅度衰减为零，相移小于，幅度衰减为零，相移小于，幅度衰减为零，相移小于，幅度衰减为零，相移小于0.30.3。51学习幻灯监控器模拟量输入通道线路中接入监控器模拟量输入通道线路中接入监控器模拟量输入通道线路中接入监控器模拟量输入通道线路中接入高频磁环高频磁环高频磁环高频磁环，以以以以不同的接线方式不同的接线方式不同的接线方式不同的接线方式分别抑制差模和共模干扰。分别抑制差模和共模干扰。分别抑制差模和共模干扰。分别抑制差模和共模干扰。 用用用用瞬态电压抑制器瞬态电压抑制器瞬态电压抑制器瞬态电压抑制器（TVSTVS）吸收过电压能量吸收过电压能量

38、吸收过电压能量吸收过电压能量 瞬变脉冲群电压瞬变脉冲群电压瞬变脉冲群电压瞬变脉冲群电压以传导或辐射方式干扰监控器以传导或辐射方式干扰监控器以传导或辐射方式干扰监控器以传导或辐射方式干扰监控器工作的直流电源工作的直流电源工作的直流电源工作的直流电源，会使，会使，会使，会使PCBPCB电路中的芯片和元件因电路中的芯片和元件因电路中的芯片和元件因电路中的芯片和元件因承受超过其允许工作电压的脉冲电压而损坏。承受超过其允许工作电压的脉冲电压而损坏。承受超过其允许工作电压的脉冲电压而损坏。承受超过其允许工作电压的脉冲电压而损坏。 52学习幻灯 应对措施：应对措施： 在在在在电电电电源源源源模模模模块块块块

39、输输输输出出出出直直直直流流流流侧侧侧侧并并并并联联联联瞬瞬瞬瞬态态态态电电电电压压压压抑抑抑抑制制制制器器器器（TVSTVS）吸吸吸吸收收收收过过过过电电电电压压压压能能能能量量量量。TVSTVS击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压按按按按监监监监控控控控器器器器直直直直流流流流电电电电源源源源电电电电压压压压选选选选择择择择，最最最最大大大大峰峰峰峰值值值值脉脉脉脉冲冲冲冲功功功功耗耗耗耗由由由由可能加在电源上过电压能量的最大值决定。可能加在电源上过电压能量的最大值决定。可能加在电源上过电压能量的最大值决定。可能加在电源上过电压能量的最大值决定。 装设去耦电容装设去耦电容 每每个个芯芯片片的的

40、电电源源和和零零线线之之间间再再加加一一级级去去耦耦电电容容，进进一一步步消消除除由由电电源源线线窜窜入入的的干干扰扰通过耦合方式影响通过耦合方式影响PCB板上的信号线。板上的信号线。53学习幻灯 4. 电压、电流浪涌的吸收电压、电流浪涌的吸收 常见的浪涌分常见的浪涌分雷电浪涌电流雷电浪涌电流和和开关开关操作浪涌电压操作浪涌电压。 (1)(1)特点特点 基本上是单极性脉冲或迅速衰减的基本上是单极性脉冲或迅速衰减的振荡波，振荡波，持续时间较长持续时间较长。单极性脉冲上。单极性脉冲上升比较缓慢但升比较缓慢但能量大能量大。54学习幻灯 (2) (2) 危害方式危害方式 通过通过传导和辐射传导和辐射进

41、入监控器内部，造成进入监控器内部，造成电路芯片、元件甚至电路芯片、元件甚至整机整机的损坏。的损坏。 (3) (3) 主要应对措施主要应对措施 在电源模块的交流输入侧在电源模块的交流输入侧线路滤波器线路滤波器前前和和输出直流侧输出直流侧并接过压抑制器。常用元并接过压抑制器。常用元件有件有压敏电阻压敏电阻、气体放电管气体放电管和瞬态电压抑和瞬态电压抑制器（制器（TVS）。55学习幻灯 1）压敏电阻）压敏电阻 是一种是一种非线性非线性、箝压型电阻元件箝压型电阻元件，用于，用于吸收开关操作、雷击引起的电源线路中的吸收开关操作、雷击引起的电源线路中的浪涌能量，抑制被保护线路的过电压。浪涌能量，抑制被保护

42、线路的过电压。 电路符号与伏电路符号与伏-安特性安特性 56学习幻灯 （1）使用特点）使用特点 能吸收很大的能吸收很大的浪涌电能量浪涌电能量，但不能承，但不能承受受毫安级以上的持续电流毫安级以上的持续电流。 （2）主要选用参数）主要选用参数 压敏电压压敏电压 是压敏电阻的是压敏电阻的击穿电压击穿电压（或（或阈值电压阈值电压），），指在其中指在其中通入通入1 mA直流电流直流电流时测到的元件时测到的元件两端的电压。两端的电压。 57学习幻灯 压敏电压选择原则：压敏电压选择原则： 为保证电压抑制效果和元件自身的使用寿命，为保证电压抑制效果和元件自身的使用寿命，为保证电压抑制效果和元件自身的使用寿命

43、，为保证电压抑制效果和元件自身的使用寿命，实际应用中，压敏电压一般按实际应用中，压敏电压一般按实际应用中，压敏电压一般按实际应用中，压敏电压一般按1.51.5倍被保护电路倍被保护电路倍被保护电路倍被保护电路电压的峰值电压的峰值电压的峰值电压的峰值或或或或2.22.2倍倍倍倍电路电路电路电路电压有效值选择电压有效值选择电压有效值选择电压有效值选择。 2）通流容量通流容量 环境温度为环境温度为25，用，用规定的冲击电流规定的冲击电流波形波形对元件冲击对元件冲击规定的次数规定的次数，其压敏电压，其压敏电压的变化不超过的变化不超过10的的最大脉冲电流值最大脉冲电流值。 58学习幻灯 （1）通流容量的选

44、择方法）通流容量的选择方法 为了压敏电阻自身工作的安全，通流容为了压敏电阻自身工作的安全，通流容量应量应大于元件可能吸收的最大浪涌能量大于元件可能吸收的最大浪涌能量。考虑到保护效果，所选用的通流容量应更考虑到保护效果，所选用的通流容量应更大一些，通常根据被保护对象的容量按经大一些，通常根据被保护对象的容量按经验选取。验选取。 （2）使用要点使用要点 用用伏安特性尽可能一致伏安特性尽可能一致的元件的元件并联并联，可扩大其通流容量。可扩大其通流容量。 59学习幻灯 能够吸收的浪涌能量大，但能够吸收的浪涌能量大，但寄生电寄生电容容容量大，容量大，响应时间响应时间较长，而且随着冲击较长，而且随着冲击次

45、数增加，其次数增加，其漏电流漏电流也增加。也增加。 当前使用较多的是当前使用较多的是氧化锌氧化锌（ZnO）压敏电）压敏电阻。阻。 2）气体放电管）气体放电管 由一对封装在玻璃管中的电极组成，使由一对封装在玻璃管中的电极组成，使用时用时与被保护电路并联与被保护电路并联。 60学习幻灯（1）气体放电管的特性）气体放电管的特性 表现为表现为表现为表现为开关型开关型开关型开关型。 施加在电极间的电压超过极间施加在电极间的电压超过极间施加在电极间的电压超过极间施加在电极间的电压超过极间气体间隙放电阈气体间隙放电阈气体间隙放电阈气体间隙放电阈值值值值时，气体间隙被击穿，呈现出时，气体间隙被击穿，呈现出时，

46、气体间隙被击穿，呈现出时，气体间隙被击穿，呈现出近似短路近似短路近似短路近似短路的状的状的状的状态。态。态。态。 击穿的阈值电压随击穿次数增加而降低。击穿的阈值电压随击穿次数增加而降低。击穿的阈值电压随击穿次数增加而降低。击穿的阈值电压随击穿次数增加而降低。 （2）气体放电管的使用特点）气体放电管的使用特点 一般不在直流电路中使用。一般不在直流电路中使用。61学习幻灯 交流电路中被击穿后可以恢复，但会交流电路中被击穿后可以恢复，但会产生持续时间较长的恢复电流，可能使气产生持续时间较长的恢复电流，可能使气体放电管损坏。因此，气体放电管必须与体放电管损坏。因此，气体放电管必须与适当阻值的电阻串联再

47、与被保护电路并联。适当阻值的电阻串联再与被保护电路并联。 在实际应用中，气体放电管常与压敏电在实际应用中，气体放电管常与压敏电阻串联使用。阻串联使用。 原理电路原理电路62学习幻灯 这种用法可这种用法可限制限制出现浪涌时流经气体放电出现浪涌时流经气体放电管的管的跟随电流跟随电流。同时，由于。同时，由于电容的旁路作用电容的旁路作用，在放电开始的瞬间，浪涌能量不直接进入压敏在放电开始的瞬间，浪涌能量不直接进入压敏电阻，可电阻，可减缓浪涌次数减缓浪涌次数对压敏电阻对压敏电阻漏电流增加漏电流增加的影响。的影响。 3）瞬态电压抑制器）瞬态电压抑制器TVS（Transient Voltage Suppre

48、ssor） 是一种是一种二极管形式二极管形式的高效能保护器件，的高效能保护器件，也是也是箝位型箝位型的电子器件。的电子器件。63学习幻灯 TVS分为单极性和双极性两种，分别适分为单极性和双极性两种，分别适用于直流和交流电路保护，使用时与被保用于直流和交流电路保护，使用时与被保护对象并联。护对象并联。 TVS的特性的特性64学习幻灯（1）TVS使用特点使用特点 承受浪涌峰值电流的能力低于压敏承受浪涌峰值电流的能力低于压敏电阻，电阻，额定的箝位电压越高额定的箝位电压越高，耐受浪涌峰耐受浪涌峰值电流的能力越低值电流的能力越低。 在规定反向应用条件下承受一定高在规定反向应用条件下承受一定高能量的浪涌脉

49、冲时，其工作阻抗可能量的浪涌脉冲时，其工作阻抗可在在1 ps内内由高阻变为低阻由高阻变为低阻，使浪涌脉冲电流通过，使浪涌脉冲电流通过，并将电压箝制在器件规定的水平。并将电压箝制在器件规定的水平。 65学习幻灯 承受的承受的瞬时脉冲功率瞬时脉冲功率可达上千瓦，可达上千瓦，电电压箝位时间压箝位时间一般为一般为1012 s，响应时间响应时间1 ps。 环境温度环境温度TA = 25，脉冲持续时间，脉冲持续时间t = 10 ms条件下，允许的条件下，允许的正向浪涌电流正向浪涌电流可达可达50200 A 。 （2）应用要点）应用要点 可按保护对象的可按保护对象的实际工作电压允许的实际工作电压允许的波动波

50、动选择器件额定电压。选择器件额定电压。 66学习幻灯 承受浪涌峰值电流的能力较低，在承受浪涌峰值电流的能力较低，在实际应用中，多用于被保护装置实际应用中，多用于被保护装置电源模块电源模块直流输出端直流输出端的过压保护。的过压保护。 用于被保护装置用于被保护装置电源模块交流输入电源模块交流输入端端时，一般需要与压敏电阻等大功率浪涌时，一般需要与压敏电阻等大功率浪涌吸收元件配合，作为吸收元件配合，作为提高对浪涌响应速度提高对浪涌响应速度的辅助元件的辅助元件。67学习幻灯 6.2.3 监控器监控器PCB的抗干扰设计的抗干扰设计 PCB是监控器的核心组成部分，包含了是监控器的核心组成部分，包含了监控器

51、中几乎所有的电路元件、信号和工作监控器中几乎所有的电路元件、信号和工作电源电路走线、与外部设备和交流电源的电源电路走线、与外部设备和交流电源的I/O连接件。它们连接件。它们既是干扰源也是接收器既是干扰源也是接收器。 PCB的抗干扰设计是的抗干扰设计是监控器监控器EMC设计设计中中最关键的环节。最关键的环节。68学习幻灯 1PCB与与EMI 1）PCB产生产生电磁干扰的机理电磁干扰的机理 电路中的电路中的数字信号数字信号包含的包含的高次谐波高次谐波。 高速数字高速数字IC芯片内部开关元件工作状芯片内部开关元件工作状态改变过程会产生态改变过程会产生电流突变电流突变。 无源电路元件和走线对不同的工作

52、频无源电路元件和走线对不同的工作频率，会呈现完全不同的率，会呈现完全不同的阻抗特性阻抗特性。对数字。对数字电路工作信号的高频段，电路将呈现完全电路工作信号的高频段，电路将呈现完全不同的工作状态，造成电磁干扰。不同的工作状态，造成电磁干扰。69学习幻灯 设计时只从设计时只从单一的频率响应单一的频率响应考虑电路元件，考虑电路元件，或只从或只从时域特性时域特性选择元件，也有可能引起选择元件，也有可能引起EMI。 2）导线和）导线和PCB走线走线 导线或导线或PCB走线都有走线都有潜在的寄生电容和电潜在的寄生电容和电感感，影响其，影响其实际阻抗实际阻抗及其及其对频率的响应对频率的响应。 70学习幻灯

53、导线和导线和PCB走线在走线在DC和低频应用和低频应用中基中基本呈现本呈现电阻特性电阻特性，在，在高频段高频段则主要表现为则主要表现为电感电感。 PCB走线长度选择不当走线长度选择不当，可能使其，可能使其寄寄生电感生电感和被连接的和被连接的电容元件电容元件对数字信号频谱中对数字信号频谱中的的某些频率产生谐振某些频率产生谐振，成为一根辐射天线。，成为一根辐射天线。 EMC设计中，一般要求导线或走线长度设计中，一般要求导线或走线长度小于特定频率电磁波波长的小于特定频率电磁波波长的1/20。 原因：原因：71学习幻灯导线（或导线（或PCBPCB走线）及无源电路元件的频域等效走线）及无源电路元件的频域

54、等效72学习幻灯3）无源电路元件）无源电路元件 各种无源电路元件对高频信号都表现各种无源电路元件对高频信号都表现出不同于它们实际应有的阻抗特性。出不同于它们实际应有的阻抗特性。 （1 1）电阻电阻 影响电阻元件潜在特性因素是影响电阻元件潜在特性因素是频率频率，低频段为电阻，低频段为电阻，高频段为电感、电阻、高频段为电感、电阻、电容的复合电容的复合。 73学习幻灯元件材料元件材料：不同材料的电阻，存在不同材料的电阻，存在与频域相与频域相关的限制关的限制。元件封装尺寸元件封装尺寸：电阻的封装尺寸与其电阻的封装尺寸与其寄生电寄生电容容相关，在相关，在GHz频率范围频率范围内影响极大；内影响极大；元件

55、安装方式元件安装方式：影响影响PCB过电压损坏过电压损坏，表贴，表贴安装比引线安装更易安装比引线安装更易受到受到静电放电静电放电 (ESD)事事件的破坏件的破坏。EMC设计中应注意的问题：设计中应注意的问题：74学习幻灯 （2 2）电容电容 电容器的实际特性为电容器的实际特性为R-L-C串联串联。在。在工作频率工作频率低于其谐振频率低于其谐振频率时，主要表现时，主要表现为电容，为电容，超过谐振频率超过谐振频率时，将呈现出时，将呈现出电电感特性感特性而失去电容器功能。而失去电容器功能。75学习幻灯（3 3）电感电感 感抗与频率呈线性关系。在低频段，电感抗与频率呈线性关系。在低频段，电感可等效为电

56、阻和电感串联，不必考虑线圈匝感可等效为电阻和电感串联，不必考虑线圈匝间、层间的寄生电容。但对于高频信号，间、层间的寄生电容。但对于高频信号，寄生寄生电容的影响远大于电感电容的影响远大于电感。 电路中电感用于电路中电感用于阻断电流中的高频干扰阻断电流中的高频干扰。 电感对高频信号等效为电感对高频信号等效为L、C并联并联。干扰。干扰信号频率越高，电感阻抗越大，电容的阻抗越信号频率越高，电感阻抗越大，电容的阻抗越小，干扰将通过电容偶合无法隔断。小，干扰将通过电容偶合无法隔断。 76学习幻灯 应对措施应对措施应对措施应对措施 采用采用采用采用铁氧体铁心电感铁氧体铁心电感铁氧体铁心电感铁氧体铁心电感。

57、原因原因原因原因 铁氧体在低频时电感很小，频率超过一定值后，铁氧体在低频时电感很小，频率超过一定值后，铁氧体在低频时电感很小，频率超过一定值后，铁氧体在低频时电感很小，频率超过一定值后，电感线性上升。电感线性上升。电感线性上升。电感线性上升。 采用这种铁心，采用这种铁心，采用这种铁心，采用这种铁心，电感线圈绕组间的电容电感线圈绕组间的电容电感线圈绕组间的电容电感线圈绕组间的电容最小。最小。最小。最小。77学习幻灯(4)(4) 变压器变压器 功能功能 供电供电、数字（或脉冲）、数字（或脉冲）信号隔离信号隔离、I/O连接器、共模信号隔离等。连接器、共模信号隔离等。 潜在电气特性潜在电气特性 绕组匝

58、间有绕组匝间有分布电容分布电容，层间和原、副，层间和原、副边之间有边之间有耦合电容耦合电容。 78学习幻灯 造成的后果造成的后果 分布电容与漏感并联谐振，对电压分布电容与漏感并联谐振，对电压信号频谱中接近其谐振频率的部分幅值信号频谱中接近其谐振频率的部分幅值放大，造成放大，造成信号畸变和干扰信号畸变和干扰。 耦合电容的耦合电容的耦合度耦合度随信号频率增加随信号频率增加而增加，对快速闪变、而增加，对快速闪变、ESD、雷电等、雷电等高高频信号失去隔离作用频信号失去隔离作用。79学习幻灯（5 5）小结小结 PCB中产生中产生EMI的根本原因：的根本原因： PCB电路工作时的电路工作时的时变电流时变电

59、流 电流通过导线将产生磁场，而磁场穿过电流通过导线将产生磁场，而磁场穿过闭合回路时又会产生电场，从而引起闭合回路时又会产生电场，从而引起EMI。 时钟和时钟和数字信号电流中的高频谐波数字信号电流中的高频谐波 走线和无源元件对高频谐波呈现的不同走线和无源元件对高频谐波呈现的不同阻抗特性，对电路的工作产生不同的影响。阻抗特性，对电路的工作产生不同的影响。80学习幻灯 数字电路与模拟电路分开布置，分数字电路与模拟电路分开布置，分开供电开供电 ； 尽量加宽板上电源线和地线的线宽，尽量加宽板上电源线和地线的线宽，以减小传导阻抗造成的各芯片间的电位差；以减小传导阻抗造成的各芯片间的电位差； 强电区域与弱电

60、区域严格分离。除强电区域与弱电区域严格分离。除电源必须隔离外，还应保证强电连线与弱电源必须隔离外，还应保证强电连线与弱电的连线之间最小距离不小于电的连线之间最小距离不小于0.8cm0.8cm，以减，以减少串音耦合的干扰；少串音耦合的干扰；81学习幻灯 4 4）数字数字IC芯片芯片 智能电器监控器智能电器监控器PCB上的上的IC芯片大多是芯片大多是数字电路，它们工作时数字电路，它们工作时每一个逻辑状态变每一个逻辑状态变化都会产生一次瞬时尖峰电流浪涌化都会产生一次瞬时尖峰电流浪涌，引起，引起接地噪声接地噪声。 通常这种噪声没有足够的能量，不会对通常这种噪声没有足够的能量，不会对PCB工作造成功能性

61、影响。若逻辑信号的边工作造成功能性影响。若逻辑信号的边沿速率非常高，这种尖峰电流将会影响沿速率非常高，这种尖峰电流将会影响PCB工作性能。工作性能。82学习幻灯（1）数字数字 IC芯片对芯片对PCB工作影响工作影响 边沿速率边沿速率 边沿速率指边沿速率指每纳秒信号电压或电流上每纳秒信号电压或电流上升或下降的幅度升或下降的幅度，单位为，单位为V/ns或或A/ns。它反。它反映了映了元件工作状态的切换速度元件工作状态的切换速度，与元件的，与元件的传输延时无关。传输延时无关。 通常边沿速率都高于传输延时。但是通常边沿速率都高于传输延时。但是元件速度越高，其边沿速率必然越高。元件速度越高，其边沿速率必

62、然越高。 83学习幻灯 边沿速率对电路工作的影响边沿速率对电路工作的影响 产生宽频率范围的射频能量产生宽频率范围的射频能量产生宽频率范围的射频能量产生宽频率范围的射频能量； 信号波形畸变信号波形畸变信号波形畸变信号波形畸变。 例如，一个边沿时间为例如，一个边沿时间为1 ns的的5 MHz信信号产生的射频能量，远大于边沿时间号产生的射频能量，远大于边沿时间4 ns，频率为频率为100 MHz信号产生的射频能量。信号产生的射频能量。84学习幻灯 抑制边沿速率过高产生射频干扰的措施：抑制边沿速率过高产生射频干扰的措施： 在保证满足设计功能和信号传送质量的要在保证满足设计功能和信号传送质量的要求的前提

63、下，求的前提下，尽可能选用速率较低的元件尽可能选用速率较低的元件。 不用比功能要求或电路实际要求速率更高不用比功能要求或电路实际要求速率更高的元件，是数字电路设计的基本思路的元件，是数字电路设计的基本思路。 在不降低工作频率和信号传输质量的条件在不降低工作频率和信号传输质量的条件下，下，降低时钟脉冲信号的边沿速率降低时钟脉冲信号的边沿速率。85学习幻灯 逻辑元件工作状态的改变逻辑元件工作状态的改变 逻逻辑元件辑元件状态改变时的瞬态涌流状态改变时的瞬态涌流是射频能是射频能量的主要来源。量的主要来源。 产生瞬态产生瞬态涌流的一个原因是元件输出涌流的一个原因是元件输出级的级的互补或推挽晶体管对互补或

64、推挽晶体管对的工作状态变化的工作状态变化需要时间，在元件输出逻辑状态发生改变需要时间，在元件输出逻辑状态发生改变时，时，晶体管对在瞬间会同时导通晶体管对在瞬间会同时导通，造成电，造成电源短路，源短路，产生产生电压瞬间跌落电压瞬间跌落。86学习幻灯 在在PCB布线中产生干扰的机理：布线中产生干扰的机理： PCB中存在元件中存在元件负载的分布电容负载的分布电容和和线路线路的对地电容的对地电容，当元件输出，当元件输出电压状态改变电压状态改变时，电源需要提供的电流远大于静态电时，电源需要提供的电流远大于静态电流。电流大小为流。电流大小为 87学习幻灯 其中，其中，C为为负载分布电容与线路对地电容的负载

65、分布电容与线路对地电容的总和总和。对于单层板，。对于单层板，C为为0.20.3pF/cm，多，多层板一般为层板一般为0.12pF/cm。 电压的瞬间跌落和电流的瞬态浪涌不仅电压的瞬间跌落和电流的瞬态浪涌不仅通过传导干扰通过传导干扰PCB的工作，而且是的工作，而且是产生影产生影响响PCB工作性能的射频能量工作性能的射频能量的主要因素之的主要因素之一。一。88学习幻灯 元件封装与元件封装与EMI 元件封装对元件封装对PCB的的EMI影响主要是由影响主要是由引引线电感和引线间的电容线电感和引线间的电容产生的。产生的。 电感包括各种电感包括各种IC元件和电容、电阻等元件和电容、电阻等无源元件的无源元件

66、的内部引线电感内部引线电感，元件到，元件到PCB连连线电感线电感。 电容指电容指IC元件元件引线间的耦合电容引线间的耦合电容。89学习幻灯元件封装主要影响：元件封装主要影响： 管芯到管芯到管芯到管芯到基座的引线长度基座的引线长度基座的引线长度基座的引线长度 元件元件元件元件电源引脚的位置电源引脚的位置电源引脚的位置电源引脚的位置 管芯的管芯的管芯的管芯的环形面积环形面积环形面积环形面积 元件元件元件元件安装安装安装安装到到到到PCBPCB上的上的上的上的方式方式方式方式减小元件封装对减小元件封装对EMI影响的措施：影响的措施： 用用用用DIPDIP封装器件时，尽量选封装器件时，尽量选封装器件时

67、，尽量选封装器件时，尽量选电源引脚在两侧电源引脚在两侧电源引脚在两侧电源引脚在两侧中间布置中间布置中间布置中间布置的器件。的器件。的器件。的器件。90学习幻灯这为去耦电容在这为去耦电容在PCB底层布置提供最佳底层布置提供最佳的安装位置和最短的引线，器件内部电的安装位置和最短的引线，器件内部电源引线也最短。源引线也最短。91学习幻灯 采用采用采用采用表贴技术表贴技术表贴技术表贴技术（SMTSMT）封装封装封装封装的元件替代通孔的元件替代通孔的元件替代通孔的元件替代通孔安装的元件，绝对不能在产品中使用插座来安装的元件，绝对不能在产品中使用插座来安装的元件，绝对不能在产品中使用插座来安装的元件，绝对

68、不能在产品中使用插座来安装元件。安装元件。安装元件。安装元件。 表贴元件引脚到表贴元件引脚到表贴元件引脚到表贴元件引脚到PCBPCB的连线最短，电源线与的连线最短，电源线与的连线最短，电源线与的连线最短，电源线与地（地（地（地（0V0V）线距离最短，射频电流回路面积也）线距离最短，射频电流回路面积也）线距离最短，射频电流回路面积也）线距离最短，射频电流回路面积也最小。最小。最小。最小。 SMTSMT比比比比DIPDIP封装大小减小近封装大小减小近封装大小减小近封装大小减小近40%40%，管芯与安，管芯与安，管芯与安，管芯与安装底座间辐射环路长度减小近装底座间辐射环路长度减小近装底座间辐射环路长

69、度减小近装底座间辐射环路长度减小近64%64%，元件间，元件间，元件间，元件间连线长度更短。连线长度更短。连线长度更短。连线长度更短。92学习幻灯 数字元件的零电位波动及其影响数字元件的零电位波动及其影响 零电位波动是指元件零电位波动是指元件内部接地参考面与内部接地参考面与PCB地平面或地线间的电位波动地平面或地线间的电位波动，它不仅影，它不仅影响电路中元件的正常工作，也增加了响电路中元件的正常工作，也增加了PCB的的辐射干扰。辐射干扰。 造成零电位波动的基本原因：造成零电位波动的基本原因： 数字元件输出端电平变化产生的瞬时浪涌电流数字元件输出端电平变化产生的瞬时浪涌电流数字元件输出端电平变化

70、产生的瞬时浪涌电流数字元件输出端电平变化产生的瞬时浪涌电流通过连接通过连接通过连接通过连接PCBPCB零伏平面（线）的引线电感时产零伏平面（线）的引线电感时产零伏平面（线）的引线电感时产零伏平面（线）的引线电感时产生的电压。生的电压。生的电压。生的电压。 93学习幻灯 输出驱动级只有一个输出驱动级只有一个FET的数字元件，的数字元件，当输出从高电平变成低电平时，由于其输当输出从高电平变成低电平时，由于其输出端对零伏平面（线）的出端对零伏平面（线）的分布电容分布电容以及负以及负载载输入端的电容输入端的电容产生电流瞬时浪涌，通过产生电流瞬时浪涌，通过FET及其与零伏平面（线）连接的引脚电及其与零伏

71、平面（线）连接的引脚电感放电。感放电。 输出驱动级为推挽或互补输出驱动级为推挽或互补FET对的器对的器件在状态变换瞬间同时导通产生的瞬时涌件在状态变换瞬间同时导通产生的瞬时涌流通过接地电感。流通过接地电感。94学习幻灯95学习幻灯 减小减小减小减小PCBPCB地电位波动的主要措施：地电位波动的主要措施：地电位波动的主要措施：地电位波动的主要措施： 减小减小减小减小元件输出端到负载的电容，元件输出端到负载的电容，元件输出端到负载的电容，元件输出端到负载的电容，增加电阻增加电阻增加电阻增加电阻。 使用电源和接地参考布置在芯片外引脚中间的芯片使用电源和接地参考布置在芯片外引脚中间的芯片使用电源和接地

72、参考布置在芯片外引脚中间的芯片使用电源和接地参考布置在芯片外引脚中间的芯片代替对角布置的芯片，正式产品最好代替对角布置的芯片，正式产品最好代替对角布置的芯片，正式产品最好代替对角布置的芯片，正式产品最好使用使用使用使用SMTSMT芯片芯片芯片芯片代替代替代替代替PIDPID芯片芯片芯片芯片。 在电路比较复杂的情况下，在电路比较复杂的情况下，在电路比较复杂的情况下，在电路比较复杂的情况下，采用多层板布线采用多层板布线采用多层板布线采用多层板布线。 PCBPCB布线设计时，尽可能减小输出信号线的电感，布线设计时，尽可能减小输出信号线的电感，布线设计时，尽可能减小输出信号线的电感，布线设计时，尽可能

73、减小输出信号线的电感，特别要注意减小芯片接电源和接地时的电感。特别要注意减小芯片接电源和接地时的电感。特别要注意减小芯片接电源和接地时的电感。特别要注意减小芯片接电源和接地时的电感。 选择使用低电感芯片封装的元件，例如同样选择使用低电感芯片封装的元件，例如同样选择使用低电感芯片封装的元件，例如同样选择使用低电感芯片封装的元件，例如同样2020引脚引脚引脚引脚的芯片，采用标准的芯片，采用标准的芯片，采用标准的芯片，采用标准DIPDIP封装，引线长度电感为封装，引线长度电感为封装，引线长度电感为封装，引线长度电感为3.413.7 3.413.7 H H，采用，采用，采用，采用PLCCPLCC封装，

74、为封装，为封装，为封装，为3.56.3 3.56.3 H H。96学习幻灯2监控器设计中提高监控器设计中提高PCB抗干扰的措施抗干扰的措施 一般应从布线和选择数字电路芯片两方一般应从布线和选择数字电路芯片两方面分别采取相应的措施。面分别采取相应的措施。 1）PCB布线布线设计的抗干扰措施设计的抗干扰措施 数字电路与模拟电路分开布置，数字电路与模拟电路分开布置，尽可尽可能分开供电能分开供电。 采用双面基板时，尽量采用双面基板时，尽量加宽板上电源加宽板上电源进线与回线（零伏线）的线宽进线与回线（零伏线）的线宽，减小传导，减小传导阻抗造成的各芯片电源间的电位差。阻抗造成的各芯片电源间的电位差。97学

75、习幻灯 PCB的的强电区域与弱电区域严格分强电区域与弱电区域严格分离离。除供电电源必须隔离外，应保证强电。除供电电源必须隔离外，应保证强电走线与弱电走线间最小距离不小于走线与弱电走线间最小距离不小于0.8 cm，以以减少串音耦合的干扰减少串音耦合的干扰。 通信部分通信部分采用与中央控制模块完全采用与中央控制模块完全隔离的隔离的独立电源供电独立电源供电。 与数据线联系密切的芯片尽可能集与数据线联系密切的芯片尽可能集中布置，以中布置，以减少总线的长度减少总线的长度。98学习幻灯 减少平行走线的数量和长度减少平行走线的数量和长度，并在板面，并在板面允许的情况下尽量允许的情况下尽量加大线宽和线间的距离

76、加大线宽和线间的距离，减，减少信号传输线的阻抗和寄生电容。少信号传输线的阻抗和寄生电容。 PCB基板采用多层板基板采用多层板。 优点：优点： 工作电源的电源线和零伏线分别占用一层敷铜层，工作电源的电源线和零伏线分别占用一层敷铜层，工作电源的电源线和零伏线分别占用一层敷铜层，工作电源的电源线和零伏线分别占用一层敷铜层，可可可可减小电源线和零线的电阻、电感，抑制噪声减小电源线和零线的电阻、电感，抑制噪声减小电源线和零线的电阻、电感，抑制噪声减小电源线和零线的电阻、电感，抑制噪声。 电源线层和零伏线电源线层和零伏线电源线层和零伏线电源线层和零伏线层间的电容较大层间的电容较大层间的电容较大层间的电容较

77、大，有有有有良好的去耦良好的去耦良好的去耦良好的去耦通路通路通路通路，电源线上的干扰减小，电源线上的干扰减小，电源线上的干扰减小，电源线上的干扰减小。 99学习幻灯 PCB PCB上所有元件的电源引脚直接连接到电源上所有元件的电源引脚直接连接到电源上所有元件的电源引脚直接连接到电源上所有元件的电源引脚直接连接到电源线层和零线层，降低了由于线层和零线层，降低了由于线层和零线层，降低了由于线层和零线层，降低了由于电源公共阻抗导电源公共阻抗导电源公共阻抗导电源公共阻抗导致的干扰致的干扰致的干扰致的干扰。 此外，采用多层板布线，还可此外，采用多层板布线，还可此外，采用多层板布线，还可此外，采用多层板布

78、线，还可提高抗浪涌能提高抗浪涌能提高抗浪涌能提高抗浪涌能力力力力。 多层板多层板布线要点：布线要点： 不同层上的不同层上的不同层上的不同层上的信号线走向应当垂直信号线走向应当垂直信号线走向应当垂直信号线走向应当垂直，减小平，减小平，减小平，减小平行走线引起的串扰。行走线引起的串扰。行走线引起的串扰。行走线引起的串扰。100学习幻灯 电源线层和零伏线层应电源线层和零伏线层应电源线层和零伏线层应电源线层和零伏线层应占有多层基板中间的相占有多层基板中间的相占有多层基板中间的相占有多层基板中间的相邻两层邻两层邻两层邻两层，利用两层铜箔间的耦合电容，利用两层铜箔间的耦合电容，利用两层铜箔间的耦合电容，利

79、用两层铜箔间的耦合电容，提供去提供去提供去提供去偶功能偶功能偶功能偶功能。 信号线中的信号线中的信号线中的信号线中的高速时钟和高频数字信号线应布置高速时钟和高频数字信号线应布置高速时钟和高频数字信号线应布置高速时钟和高频数字信号线应布置在与零伏线层相邻的信号线层在与零伏线层相邻的信号线层在与零伏线层相邻的信号线层在与零伏线层相邻的信号线层，减小信号回路，减小信号回路，减小信号回路，减小信号回路面积及由此引起的辐射干扰。面积及由此引起的辐射干扰。面积及由此引起的辐射干扰。面积及由此引起的辐射干扰。 数字数字IC电路，特别是采用电路，特别是采用CMOS工艺工艺的数字的数字IC电路，电路，不使用的不

80、使用的I/O引脚必须经电引脚必须经电阻接电源或零线（上拉或下拉）阻接电源或零线（上拉或下拉）。101学习幻灯 2 2）数字电路数字电路IC芯片的选择芯片的选择 数字数字IC内部的晶体管或内部的晶体管或FET在其工作状态在其工作状态变换过程中出现的变换过程中出现的瞬时涌流会产生射频干扰，瞬时涌流会产生射频干扰，并引起零伏线的波动并引起零伏线的波动，影响，影响PCB工作。工作。 在在PCB设计中，正确选择数字设计中，正确选择数字IC芯片是监芯片是监控器控器EMC设计中十分重要的内容。设计中十分重要的内容。 芯片的选择芯片的选择主要考虑元件的封装形式和逻主要考虑元件的封装形式和逻辑变换时的信号跳变速

81、度辑变换时的信号跳变速度。102学习幻灯 尽可能尽可能采用表贴封装采用表贴封装的的IC元件，元件，这种封装的元件电源回路面积最小，管芯这种封装的元件电源回路面积最小，管芯与安装底座间辐射环路长度小，元件间连与安装底座间辐射环路长度小，元件间连线长度短。可减小元件射频辐射能量，通线长度短。可减小元件射频辐射能量，通过传导和辐射对元件的干扰也较小。过传导和辐射对元件的干扰也较小。 使用双列直插元件时，尽量选用使用双列直插元件时，尽量选用电源线和零伏线临近布置的封装形式电源线和零伏线临近布置的封装形式，可，可减小电源回路包围的面积。在产品中减小电源回路包围的面积。在产品中绝对绝对不要通过插座来安装元

82、件不要通过插座来安装元件。 103学习幻灯 在完成的功能和工作频率相同的情在完成的功能和工作频率相同的情况下，使用况下，使用变化沿较缓慢变化沿较缓慢的数字的数字IC芯片，芯片，可可抑制电路工作时的辐射干扰抑制电路工作时的辐射干扰。 提高提高PCB抗扰性的其他措施：抗扰性的其他措施： 对对对对PCBPCB的的的的重要控制命令的出口电路重要控制命令的出口电路重要控制命令的出口电路重要控制命令的出口电路，必须采用，必须采用，必须采用，必须采用光电耦合器隔离光电耦合器隔离光电耦合器隔离光电耦合器隔离，同时，同时，同时，同时设置封锁位设置封锁位设置封锁位设置封锁位，配合软件，配合软件，配合软件，配合软件

83、中相应的程序进行中相应的程序进行中相应的程序进行中相应的程序进行二级控制二级控制二级控制二级控制。104学习幻灯 3 3监控器软件的抗干扰措施监控器软件的抗干扰措施 软件是监控器完成各种功能的核心，包软件是监控器完成各种功能的核心，包括全部程序和执行程序需要的数据。括全部程序和执行程序需要的数据。 1 1）软件被干扰的原因软件被干扰的原因 存放程序代码和数据的存放程序代码和数据的内存单元内存单元，在电磁在电磁干扰下其内容可能会发生变化干扰下其内容可能会发生变化，导致，导致程序工程序工作紊乱作紊乱，使智能电器不能正常工作。，使智能电器不能正常工作。 105学习幻灯（1 1）使用看门狗（使用看门狗

84、（Watchdog）监视程序）监视程序 正正常常工工作作时时，程程序序定定时时使使Watchdog定定时时器器复复位位。程程序序因因干干扰扰偏偏离离后后，Watchdog不不能能按按时时复复位位而而产产生生溢溢出出，使使处处理理器器件件复复位位，程程序序将将重新开始执行，恢复正常工作。重新开始执行，恢复正常工作。 为为保保证证程程序序偏偏离离前前的的主主要要信信息息不不丢丢失失，硬硬件件中中必必须须配配置置非非易易失失性性RAM，并并在在程程序序中中把把关关键数据及时拷贝到非易失性键数据及时拷贝到非易失性RAM中。中。2）主要应对措施：）主要应对措施：106学习幻灯（2）软件陷阱和指令冗余）软

85、件陷阱和指令冗余 指令冗余指令冗余 在在长长、短短调调用用，有有条条件件和和无无条条件件的的长长、短短转转移移等等决决定定程程序序流流向向的的指指令令前前插插入入空空操操作作指指令令，或或在在各各程程序序模模块块间间无无代代码码的的ROM空空间设置单字节的空操作、重起动等指令间设置单字节的空操作、重起动等指令。 软件陷阱软件陷阱 设设计计一一个个专专门门的的出出错错处处理理程程序序模模块块，在在程程序序因因干干扰扰发发生生错错误误时时，把把程程序序引引导导到到出出错错处理程序。处理程序。107学习幻灯（3）无扰动的重恢复技术）无扰动的重恢复技术 包括包括4方面的内容方面的内容: 复位后的复位后

86、的初始化分冷启动和热启动初始化分冷启动和热启动，分别分别设置上电标志设置上电标志。 冷起动指正常的冷起动指正常的上电复位上电复位起动，热起起动，热起动是程序出现错误时，由动是程序出现错误时，由Watchdog或复位或复位指令、出错处理程序等引起的复位起动。指令、出错处理程序等引起的复位起动。108学习幻灯 两种情况两种情况对处理器件和对处理器件和I/O接口电路进接口电路进行不同初始化行不同初始化。 冷起动冷起动 全面初始化。全面初始化。 热起动热起动 部分部分I/O接口重新初始化，接口重新初始化， 并并恢复部分关键数据恢复部分关键数据。109学习幻灯 采用容错技术对数据进行有效的保护采用容错技

87、术对数据进行有效的保护 软件设计时，在不同的数据存储器空间软件设计时，在不同的数据存储器空间设置重要数据的保护存储单元设置重要数据的保护存储单元，备份软件中，备份软件中所有的所有的标志字标志字、部分计量数据部分计量数据、故障状态故障状态、开关状态开关状态及及重要事件发生时间重要事件发生时间等重要信息。等重要信息。 需要长时间保护的数据，应在数据存需要长时间保护的数据，应在数据存储区储区设立非易失性存储单元设立非易失性存储单元，保证，保证掉电时数掉电时数据不丢失据不丢失。110学习幻灯 3 3）软件模块设置功能和任务标志）软件模块设置功能和任务标志 对每个功能模块和任务模块对每个功能模块和任务模

88、块设置标志字设置标志字，程序模块或任务入口必须程序模块或任务入口必须判断标志字正确后判断标志字正确后才执行才执行。 4 4）上上电电复复位位或或再再复复位位后后，程程序序入入口口处处应应当当锁锁定定一一些些重重要要的的硬硬件件出出口口，在在初初始始化化后后智智能监控器能正常工作时再解除封锁。能监控器能正常工作时再解除封锁。111学习幻灯6.3 6.3 智能电器监控器的智能电器监控器的EMI测试标准和方法测试标准和方法 作为一种标准的工业电子设备，智能电作为一种标准的工业电子设备，智能电器的器的电磁兼容测试基础性标准电磁兼容测试基础性标准是是IEC下设的下设的“电气设备电磁兼容设计委员会电气设备

89、电磁兼容设计委员会”IEC/TC77制定制定的的IEC610004X抗扰度标准抗扰度标准。 IEC610004X规范的抗扰度试验有规范的抗扰度试验有低低频干扰频干扰、传导性质的瞬变传导性质的瞬变及及高频干扰高频干扰、静电放静电放电干扰电干扰、磁场干扰磁场干扰、电场干扰电场干扰等几类。等几类。 112学习幻灯电气电子产品抗扰度测试国家标准与电气电子产品抗扰度测试国家标准与电气电子产品抗扰度测试国家标准与电气电子产品抗扰度测试国家标准与IEC61000IEC610004 4X X对照表对照表对照表对照表 序号序号序号序号国国国国 家家家家 标标 准准准准标标 准准准准 名名名名 称称称称对应对应的

90、国的国的国的国际标际标准号准号准号准号1 1 1 1GB/T17626.1-1998GB/T17626.1-1998抗抗抗抗扰扰度度度度试验总论试验总论IEC61000-4-1:1992IEC61000-4-1:19922 2 2 2GB/T17626.2-1998GB/T17626.2-1998静静静静电电放放放放电电抗抗抗抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-2:1995IEC61000-4-2:19953 3 3 3GB/T17626.3-1998GB/T17626.3-1998射射射射频电频电磁磁磁磁场辐场辐射抗射抗射抗射抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-3:1995I

91、EC61000-4-3:19954 4 4 4GB/T17626.4-1998GB/T17626.4-1998电电快速瞬快速瞬快速瞬快速瞬变变脉冲群抗脉冲群抗脉冲群抗脉冲群抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-4:1995IEC61000-4-4:19955 5 5 5GB/T17626.5-1999GB/T17626.5-1999浪涌（冲浪涌（冲浪涌（冲浪涌（冲击击）抗）抗）抗）抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-5:1995IEC61000-4-5:19956 6 6 6GB/T17626.6-1998GB/T17626.6-1998射射射射频场频场感感感感应应的的的的传导骚

92、扰传导骚扰抗抗抗抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-6:1996IEC61000-4-6:19967 7 7 7GB/T17626.7-1998GB/T17626.7-1998供供供供电电系系系系统统及所及所及所及所连设备谐连设备谐波、波、波、波、谐谐波波波波间间的的的的测测量和量和量和量和测测量量量量仪仪器器器器导则导则IEC61000-4-7:1991IEC61000-4-7:19918 8 8 8GB/T17626.8-1998GB/T17626.8-1998工工工工频频磁磁磁磁场场抗抗抗抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-8:1993IEC61000-4-8:19939

93、 9 9 9GB/T17626.9-1998GB/T17626.9-1998脉冲磁脉冲磁脉冲磁脉冲磁场场抗抗抗抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-9:1993IEC61000-4-9:199310101010GB/T17626.10-1998GB/T17626.10-1998阻尼振阻尼振阻尼振阻尼振荡荡磁磁磁磁场场抗抗抗抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-10:1993IEC61000-4-10:199311111111GB/T17626.11-1999GB/T17626.11-1999电压暂电压暂降、短降、短降、短降、短时时中断和中断和中断和中断和电压变电压变化化化化IEC6

94、1000-4-11:1994IEC61000-4-11:199412121212GB/T17626.12-1998GB/T17626.12-1998振振振振荡荡波抗波抗波抗波抗扰扰度度度度试验试验IEC61000-4-12:1994IEC61000-4-12:1994113学习幻灯 与智能电器有密切关系的与智能电器有密切关系的4种干扰种干扰: 静电放电静电放电 电快速瞬变脉冲群电快速瞬变脉冲群 电流电流/电压浪涌电压浪涌 电源电压跌落和短时中断电源电压跌落和短时中断 114学习幻灯 6.3.1 静电放电静电放电抗扰度试验标准和方法抗扰度试验标准和方法 静电放电是带静电电荷的相邻物体通过静电放电

95、是带静电电荷的相邻物体通过接触或辐射的方式放电。接触或辐射的方式放电。 静电放电电流，尤其是接触式放电电流静电放电电流，尤其是接触式放电电流会产生会产生短暂但很强的电磁场干扰短暂但很强的电磁场干扰，引起电，引起电气、电子设备的工作故障甚至损坏。气、电子设备的工作故障甚至损坏。 静电放电抗扰度静电放电抗扰度试验的目的试验的目的: 检验检验检验检验电气、电子产品电气、电子产品电气、电子产品电气、电子产品承受静电放电干扰的承受静电放电干扰的承受静电放电干扰的承受静电放电干扰的性能性能性能性能。115学习幻灯6.3.2 电快速瞬变脉冲群（电快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度试验）抗扰度试验 1、试验目的、

96、试验目的 评定被试设备承受这类干扰的水平。评定被试设备承受这类干扰的水平。 2、干扰方式与耦合路径、干扰方式与耦合路径 主要主要以共模方式以共模方式作用于装置的电源端口、作用于装置的电源端口、专用二次电流专用二次电流/电压互感器端口、模拟量输入电压互感器端口、模拟量输入通道、通信端口和开关量输入通道、通信端口和开关量输入/输出端口，输出端口，通通过传导和辐射进入设备内部电路过传导和辐射进入设备内部电路。 116学习幻灯6.3.3 浪涌（冲击）抗扰度试验浪涌（冲击）抗扰度试验 浪涌包括电压浪涌和电流浪涌。浪涌包括电压浪涌和电流浪涌。 特点：特点：具有具有较高的能量较高的能量，容易引起，容易引起电

97、子器电子器件烧毁件烧毁，通信设备破坏以及网络异常通信设备破坏以及网络异常等故障。等故障。 117学习幻灯 6.3.4 电压跌落、短时中断和电压变化抗扰电压跌落、短时中断和电压变化抗扰度试验度试验 电压跌落、短时中断和电压变化是电压跌落、短时中断和电压变化是连接连接在低压电网上的电气、电子设备在低压电网上的电气、电子设备最易受到最易受到的干扰之一。的干扰之一。 118学习幻灯 6.4 本章小结本章小结 智能电器监控器工作在复杂的电磁环境智能电器监控器工作在复杂的电磁环境中，会受到各种电磁干扰。作为一种数字控制中，会受到各种电磁干扰。作为一种数字控制设备，监控器工作时其电路元件产生的射频干设备，监

98、控器工作时其电路元件产生的射频干扰不仅影响自身的工作性能，也会干扰同一应扰不仅影响自身的工作性能，也会干扰同一应用系统中邻近的监控器工作。用系统中邻近的监控器工作。 电磁兼容性设计是智能电器监控器产品电磁兼容性设计是智能电器监控器产品设计中十分重要的内容，也是产品能够投入市设计中十分重要的内容，也是产品能够投入市场并进入电网运行的关键。场并进入电网运行的关键。 119学习幻灯 针对智能电器监控器承受和产生的电磁针对智能电器监控器承受和产生的电磁干扰特点，本章主要讨论了以下内容：干扰特点，本章主要讨论了以下内容： 1.1.说明了电磁兼容性的基本概念、电磁说明了电磁兼容性的基本概念、电磁干扰的耦合方式和形成机理。干扰的耦合方式和形成机理。 2.2.介绍了智能电器监控器受到的主要干介绍了智能电器监控器受到的主要干扰及其产生的原因和特点。扰及其产生的原因和特点。 3.3.分分析了监控器系统级和析了监控器系统级和PCB级级EMC设计的基本方法。设计的基本方法。120学习幻灯 4. 4.给给出了电器电子设备出了电器电子设备EMI测试的测试的IEC标准和对应的我国国家标准，并针对影响标准和对应的我国国家标准，并针对影响智能电器最严重的智能电器最严重的4种干扰，说明了标准规种干扰，说明了标准规范的干扰源参数和试验方法。范的干扰源参数和试验方法。121学习幻灯