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淺談電子系統EMI預測與EMC設計

淺談電子系統EMI預測與EMC設計

電磁兼容性設計的目的是使電子設備或系統在預期的電磁環境中能正常工作、無性能降低或故障,并對電磁環境中的任何事物不構成電磁干擾,實現電磁兼容性。

電磁兼容性分析預測的目的
對各種防護設計進行計算、評估;
制定干擾限值和敏感度規范;
全面評價系統的電磁兼容性性能。
在已知設備或系統電氣特性(如干擾源特性、敏感器特性)參數的情況下,預測設備或系統的電磁兼容性;
當修改某個設備或系統的特性參數(如工作頻段、安裝方位等)時,分析電磁干擾的變化
以上上可知實施電磁兼容性的技術步驟為:
1 電磁干擾分析與預測
2 電磁兼容性試驗
3電磁兼容性設計

在這個過程當中,一般來說,三個基本步驟,一個在整個過程當中,電磁干擾分析預測,就是從理論商檢力模型,用計算機模擬的方法,也可以實驗的方法,就是分析實際,這幾個同步進行,當然也可以一些實際的方法,當然標準實驗最終是實驗,這里面預測分析是貫穿在整個傳統設計當中,特別是復雜的系統,你在規劃設計,整體設計,以及驗證當中都會涉及到理論的建模。從理論分析,一個是模型,另外一個呢就是利用這個模型,計算機分析軟件進行計算機方針,一般來說建立模型離不開干擾源和通道、敏感,當然有些東西不是完全那么明顯地劃分,不是說干擾系統內、系統間,對于系統內,就很能區分哪個地方是干擾源,哪個地方是敏感的,有可能既是干擾又是敏感,所以這個串口當中就很難明確地建設。那么系統間就明確些,當然干擾建模的最終結果怎么樣,考慮結果和實際差距很大,就是模型的可用性,這個可用性呢,取決于你這個需要的建設程度,你考慮得越細,那可能你結果好一些,但是你的代價更高,這個模型的建立,另外還要考慮應用的方面,當然最終的結果,因為電磁兼容性,可能電磁兼容里面領域是要依靠這個試驗來說話,不管你說得天花亂墜,但是要試驗來驗證。

電磁干擾分析應用整個系統的規劃設計、結構設計、EMC驗證階段



電磁兼容性分析預測過程


系統間的電磁干擾預測




系統內的電磁干擾預測






基于科學方法的數值模型的建立


建模方法決定于問題的類型和性質,決定于系統的復雜性、精度要求和關于精確理論的近似程度

用麥克斯韋方程及邊界條件解天線、散射、輻射的孔縫等輻射發射的建模;

應用電路理論描述傳導干擾,如過電壓、電壓突降、電壓中斷、共模接地耦合等;

應用具有集總參數的等效電路,研究耦合渠道、途徑,研究對象主要是分布參數,如低頻場耦合、互感、分布電容、場照射傳輸線、串音;

用計算電磁學方法建模、積分法、微分法、模函數展開法、射線法等對工程的細節進行建模。


低頻傳輸線路模型—— 集總參數電路模型
低頻電路條件
模擬電路:l << λ
數字電路: ,l << vΔt, v—— 傳輸速度Δt —— 脈沖寬度

低頻電路的等效模型—— 集總參數電路模型


電阻性干擾:兩個回路經公共阻抗而形成的干擾。

導線間的串擾模型

輻射對電路的干擾

高頻電路(l~λ)的等效模型—— 分布參數電路模型


PS:本文的靈感來自看了電子科技大學副教授楊顯清在成都電路保護與電磁兼容會議上的《電子系統EMI預測分析與EMC設計》
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2011-10-27 21:24

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