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淺談電子系統(tǒng)EMI預(yù)測(cè)與EMC設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2011-10-25 11:52    發(fā)布者:huiqiong
關(guān)鍵詞: EMI , EMC
電磁兼容性設(shè)計(jì)的目的是使電子設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中能正常工作、無(wú)性能降低或故障,并對(duì)電磁環(huán)境中的任何事物不構(gòu)成電磁干擾,實(shí)現(xiàn)電磁兼容性。



電磁兼容性分析預(yù)測(cè)的目的

   對(duì)各種防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估;
   制定干擾限值和敏感度規(guī)范;
   全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)的電磁兼容性性能。
   在已知設(shè)備或系統(tǒng)電氣特性(如干擾源特性、敏感器特性)參數(shù)的情況下,預(yù)測(cè)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性;
   當(dāng)修改某個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的特性參數(shù)(如工作頻段、安裝方位等)時(shí),分析電磁干擾的變化

可知實(shí)施電磁兼容性的技術(shù)步驟為:

1 電磁干擾分析與預(yù)測(cè)
2 電磁兼容性試驗(yàn)
3電磁兼容性設(shè)計(jì)

在這個(gè)過程當(dāng)中,一般來(lái)說,三個(gè)基本步驟,一個(gè)在整個(gè)過程當(dāng)中,電磁干擾分析預(yù)測(cè),就是從理論商檢力模型,用計(jì)算機(jī)模擬的方法,也可以實(shí)驗(yàn)的方法,就是分析實(shí)際,這幾個(gè)同步進(jìn)行,當(dāng)然也可以一些實(shí)際的方法,當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)最終是實(shí)驗(yàn),這里面預(yù)測(cè)分析是貫穿在整個(gè)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中,特別是復(fù)雜的系統(tǒng),你在規(guī)劃設(shè)計(jì),整體設(shè)計(jì),以及驗(yàn)證當(dāng)中都會(huì)涉及到理論的建模。從理論分析,一個(gè)是模型,另外一個(gè)呢就是利用這個(gè)模型,計(jì)算機(jī)分析軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)方針,一般來(lái)說建立模型離不開干擾源和通道、敏感,當(dāng)然有些東西不是完全那么明顯地劃分,不是說干擾系統(tǒng)內(nèi)、系統(tǒng)間,對(duì)于系統(tǒng)內(nèi),就很能區(qū)分哪個(gè)地方是干擾源,哪個(gè)地方是敏感的,有可能既是干擾又是敏感,所以這個(gè)串口當(dāng)中就很難明確地建設(shè)。那么系統(tǒng)間就明確些,當(dāng)然干擾建模的最終結(jié)果怎么樣,考慮結(jié)果和實(shí)際差距很大,就是模型的可用性,這個(gè)可用性呢,取決于你這個(gè)需要的建設(shè)程度,你考慮得越細(xì),那可能你結(jié)果好一些,但是你的代價(jià)更高,這個(gè)模型的建立,另外還要考慮應(yīng)用的方面,當(dāng)然最終的結(jié)果,因?yàn)殡姶偶嫒菪裕赡茈姶偶嫒堇锩骖I(lǐng)域是要依靠這個(gè)試驗(yàn)來(lái)說話,不管你說得天花亂墜,但是要試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

電磁干擾分析應(yīng)用整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、EMC驗(yàn)證階段


                                
電磁兼容性分析預(yù)測(cè)過程




系統(tǒng)間的電磁干擾預(yù)測(cè)







系統(tǒng)內(nèi)的電磁干擾預(yù)測(cè)














基于科學(xué)方法的數(shù)值模型的建立





建模方法決定于問題的類型和性質(zhì),決定于系統(tǒng)的復(fù)雜性、精度要求和關(guān)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(fā)射的建模;

   應(yīng)用電路理論描述傳導(dǎo)干擾,如過電壓、電壓突降、電壓中斷、共模接地耦合等;

   應(yīng)用具有集總參數(shù)的等效電路,研究耦合渠道、途徑,研究對(duì)象主要是分布參數(shù),如低頻場(chǎng)耦合、互感、分布電容、場(chǎng)照射傳輸線、串音;

   用計(jì)算電磁學(xué)方法建模、積分法、微分法、模函數(shù)展開法、射線法等對(duì)工程的細(xì)節(jié)進(jìn)行建模。

低頻傳輸線路模型—— 集總參數(shù)電路模型
低頻電路條件
模擬電路:l << λ
數(shù)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(shù)電路模型


電阻性干擾:兩個(gè)回路經(jīng)公共阻抗而形成的干擾。

導(dǎo)線間的串?dāng)_模型


輻射對(duì)電路的干擾


高頻電路(l~λ)的等效模型—— 分布參數(shù)電路模型


PS:本文的靈感來(lái)自看了電子科技大學(xué)副教授楊顯清在成都電路保護(hù)與電磁兼容會(huì)議上的《電子系統(tǒng)EMI預(yù)測(cè)分析與EMC設(shè)計(jì)》的文字直播(http://www.cntronics.com/public/ ... icle/rid/182/sid/35)與(http://www.cntronics.com/public/whitepaper/download?id=701)在這里推薦下,有興趣的童鞋可以去膜拜膜拜。
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