欢迎参加 电源技术专题 研讨会 -...
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欢迎参加欢迎参加电源技术专题电源技术专题
研讨会研讨会
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电源与系统的电磁兼容设计与应用技术设计与应用技术
广州金升阳科技有限公司
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序言序言
产品为什么要开展EMC？
EMC和我们相关吗？
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序言序言
电力案例：
据统计，2008年1-10据统计， 年月份浙江舟山地区雷电日有133天，总雷电数6723次 是有气象记录6723次，是有气象记录以来最严重的年份之一，造成严重的经济损失造成严重的经济损失。
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序言序言
军工案例：
舰载机和航母相互干扰
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序言序言
民航案例：
1992年9月16日深圳国际机场因感应雷电过国际机场因感应雷电过电压导致25套通讯、雷达 导航设备中有5套达、导航设备中有5套损坏，几乎使机场停业。。
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序言序言
轨道交通案例：
2011年7月23日，甬温线特别重大铁甬温线特别重大铁路交通事故，雷击导致设备故障后，设备应急不到位。
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目录目录
EMC基础架构及标准解析1 EMC基础架构及标准解析1
EMC测试项目分析及设计要求2 测试项目分析及设计要求
3电源与系统EMC设计误区分析
3
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EMC基础架构及标准解析EMC基础架构及标准解析
EMC架构图 E M C
EMSEMI
静 电 辐 射
电 场
辐 射
电场骚扰
传 导
传导骚扰
传 导
脉冲群
工频磁场
电场骚扰
磁场骚扰
传导骚扰
谐波电流
脉冲群
浪 涌
脉冲磁场骚扰功率闪 烁 传导骚扰抗扰
电压暂降 跌落
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EMC基础架构及标准解析EMC基础架构及标准解析
EMC标准类别
基础标准 通 标准 产 类标准基础标准
IEC61000-3
通用标准 产品类标准
CISPR 11IEC61000-4CISPR 16等
IEC61000-6 CISPR 15CISPR 22等
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EMC基础架构及标准解析EMC基础架构及标准解析
基础EMC标准目录：序号 国际标准号 欧洲标准号 国家标准号 详细名称
1 IEC 61000-4-1 EN 61000-4-1 GB/T 17626.1 抗扰度试验总论2 IEC 61000 4 2 EN 61000 4 2 GB/T 17626 2 静电放电抗扰度试验
基础EMC标准目录：
2 IEC 61000-4-2 EN 61000-4-2 GB/T 17626.2 静电放电抗扰度试验3 IEC 61000-4-3 EN 61000-4-3 GB/T 17626.3 射频电磁场辐射抗扰度试验4 IEC 61000-4-4 EN 61000-4-4 GB/T 17626.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验5 IEC 61000-4-5 EN 61000-4-5 GB/T 17626.5 浪涌(冲击)抗扰度试验6 IEC 61000 4 6 EN 61000 4 6 GB/T 17626 6 射频场感应的传导骚扰抗扰度6 IEC 61000-4-6 EN 61000-4-6 GB/T 17626.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度7 IEC 61000-4-8 EN 61000-4-8 GB/T 17626.8 工频磁场抗扰度试验8 IEC 61000-4-9 EN 61000-4-9 GB/T 17626.9 脉冲磁场抗扰度试验9 IEC 61000-4-10 EN 61000-4-10 GB/T 17626.10 阻尼振荡磁场抗扰度试验
10 IEC 61000-4-11 EN 61000-4-11 GB/T 17626.11 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验11 IEC 61000-4-12 EN 61000-4-12 GB/T 17626.12 振荡波抗扰度试验12 IEC 61000-4-13 EN 61000-4-13 GB/T 17626.13 交流电源端口谐波、谐间波及电网型号的抗扰度试验13 IEC 61000-4-14 EN 61000-4-14 GB/T 17626.14 电压波动抗扰度试验
14 IEC 61000-4-16 EN 61000-4-16 GB/T 17626.16 0-150KHz共模传导骚扰抗扰度15 IEC 61000-4-17 EN 61000-4-17 GB/T 17626.17 直流电源端口输入纹波抗扰度试验16 IEC 61000-4-27 EN 61000-4-27 GB/T 17626.27 三相电压不平衡抗扰度试验17 IEC 61000-4-28 EN 61000-4-28 GB/T 17626.28 工频频率变化抗扰度试验17 IEC 61000 4 28 EN 61000 4 28 GB/T 17626.28 工频频率变化抗扰度试验18 IEC 61000-4-29 EN 61000-4-29 GB/T 17626.29 直流电源端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度
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EMC基础架构及标准解析EMC基础架构及标准解析
基 准
序号 国际标准号 欧洲标准号 国家标准号 详细名称
基础EMC标准目录：
序 际 欧洲
1 IEC61000-3-1 EN61000-3-1 GB/T 17624.1 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释
2 IEC61000-3-2 EN61000-3-2 GB/T 17625.1 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）
3 IEC61000-3-3 EN61000-3-3 GB/T 17625.2 对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限值
通用标准目录：通用标准目录：序号 国际标准号 欧洲标准号 国家标准号 详细名称
1 IEC61000-6-1 EN61000-6-1 GB/T 17799.1 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验2 IEC61000-6-2 EN61000-6-2 GB/T 17799.2 工业环境中的抗扰度试验3 IEC61000-6-3 EN61000-6-3 GB/T 17799.3 居住、商业和轻工业环境中的发射标准4 IEC61000-6-4 EN61000-6-4 GB/T 17799.4 工业环境中的发射标准
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EMC基础架构及标准解析EMC基础架构及标准解析
产品类标准目录：序号 国际标准号 欧洲标准号 国家标准号 详细名称
1 CISPR 11 EN55011 GB 4824 工业、科学和医疗（ISM）射频设备 电磁骚扰特性 限值与测量2 CISPR 12 EN55012 GB 14023 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动装置的无线电干扰特性的测量
3 CISPR 13 EN55013 GB 13837 收音机和电视接收机及有关设备的无线电骚扰特性测量方法和限值
4 CISPR 14-1 EN55014-1 GB 4343.1 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第一部分:发射
5 CISPR 14-2 EN55014-2 GB 4343.2 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第一部分:抗扰度
6 CISPR 15 EN55015 GB 17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法
7 CISPR 17 EN55017 无源无线电滤波器及抑制元件抑制特性的测量方法
8 CISPR 18 EN55018 GB 7349 架空电力线路和高压设备的无线电骚扰特性
9 CISPR 20 EN55020 GB 9383 声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度的测量方法和限值声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度的测量方法和限值
10 CISPR 22 EN55022 GB 9254 信息技术设备的无线电骚扰的测量方法和限值
11 CISPR 24 EN55024 GB 17618 信息技术设备的抗扰度测量方法和限值
12 CISPR 25 EN55025 GB 18655 为保护车辆上安装的接收机而制定的无线电特性的骚扰限值和测量为保护车辆上安装的接收机而制定的无线电特性的骚扰限值和测量
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目录目录
EMC基础架构及标准解析1 EMC基础架构及标准解析1
EMC测试项目分析及设计2 测试项目分析及设计
3电源与系统EMC设计误区分析
3
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMS-静电放电
试验机理：
模拟电气或电子设备遭受来自操作者或领近物体的静电放电抗扰度。
模型：IEC
依据标准：IEC/EN 61000-4-2
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
试验波形：
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMS-传导/辐射抗扰度
试验机理：试验机理：
模拟产品在承受来自手持式无线电发射机、广播和电视发射机 车载无线发射机和各种工业电磁源产生的电磁波中的射机、车载无线发射机和各种工业电磁源产生的电磁波中的抗扰度。
模拟产品在承受非恒定包络调制技术 如 中模拟产品在承受非恒定包络调制技术（如：TDMA）中的抗扰度。
参考标准：IEC/EN61000-4-3/6试验频率范围：0.15MHz以上
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
试验波形：
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMS-脉冲群
试验机理：试验机理
模拟设备电源和信号端口对来自切换瞬态过程（感性负载、继电器弹跳）引起的瞬态脉冲的抗扰度。载、继电器弹跳）引起的瞬态脉冲的抗扰度。
标准 IEC/EN61000 4 4标准：IEC/EN61000-4-4
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
试验波形：
脉冲重复频率：＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿脉冲重复频率：＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
波形特性：
ESD和EFT:
频率特性宽，频率范围从KHz到GHz
幅度高，±2KV到±15KV
脉宽小 能量低脉宽小、能量低CS和RS:
频率特性宽，频率范围从KHz到MHz
幅度恒定，能量温度幅度恒定，能量温度
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
接口防护及滤波设计： FT-A/B01D
FT-A/B01DA/B01DA/B01D
……
磁环的选择：宽频特性、对应噪声点高阻抗特性较好
TVS的选择：直流回路UBR≥＿ ＿ ＿ UDC
信号端口U ≥ ＿ ＿ ＿U信号端口UBR≥ ＿ ＿ ＿UMAX
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
系统设计方面技术
屏蔽技术：
● ＿ ＿ ＿
● ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
● ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
接地技术：
●金属外壳和保护地的连接
●保护地在PCB内部的设计及距离要求
●信号地和保护地的连接
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
PCB设计技术：护沟≥ ＿
mm
防护带≥ ＿mm
L≥＿mmmm
L≤ ＿mm 第24页
EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMS-浪涌冲击
试验机理：模拟主电力系统切换 大型开关（晶闸管）动作 电力模拟主电力系统切换、大型开关（晶闸管）动作、电力
故障及雷电（直接或间接）对电网系统造成影响是对设备的抗扰度。抗扰度。
标准：IEC/EN61000 4 5标准：IEC/EN61000-4-5
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
试验波形：1.2/50us-8/20us
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
浪涌特性：浪涌特性：
浪涌电流/能量主要集中在低频部分，表现为电流/能量浪涌电流/能量主要集中在低频部分，表现为电流/能量大、时间长；随着频率的升高，电流/能量逐渐减小，主要体现在10KHz
线-线（2Ω、18uF）和线-地（12Ω/9uF）同指标能量差异大
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
DC电源端口EMC抑制电路： FC-A/B/C系FC-A/B/C系： 列列
等级：
2KV/4KV浪涌、4KVEFT防护，30dBEMI衰减/ 浪涌、 防护， 衰减
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
AC电源端口EMC抑制电路：FC-L系列FC-L系列
L L
PE LCM
N N
等级等级：
2KV/4KV、4KV/6KV浪涌、4KV防护，30dBEMI衰减
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
原材料选型注意事项：
压敏电阻选型：直流电路U(1mA)≥＿＿＿UDC
交流电路U(1mA)≥＿＿＿UAC
型号 561KD07 561KD10 561KD14 561KD20例如：
最大浪涌电流 1.75KA 3.5KA 6KA 10KA
保持浪涌电流 1.2KA 2.5KA 4.5KA 6.5KA
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
气体放电管选型：U(DC)≥＿＿UP
气体放电管使用注意事项气体放电管使用注意事项：
续流特性（U≤15V）
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMC常用防护器件性能对比：
参数 气体放电管 压敏电阻 TVS管
漏电流 极小（pA级） 小（ uA级） 小（ uA级）
残压 点火高 限制低 低 中 低残压 点火高，限制低 低-中 低
通流量 大（10KA级） 大（KA-10KA级） 低（100A级）
响应时间 中-慢（0.1us-1us） 较快（＜25ns） 快（＜1ns）
续流 有 无 无续流 有 无 无
结电容 低（1pF） 中∽高（500pF） 高（1000pF）
失效模式 开路 短路 短路
防护特性 负阻 嵌位 嵌位
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
安规技术：
●如果距离无法保证可以采●如果距离无法保证可以采用介质绝缘
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
●金属螺钉的禁布区金属螺钉的禁布区
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMI-传导骚扰
CISPR 22 CE要求CISPR 22 CE要求
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
CISPR 22 RE要求
备注：场地转换和限值调整要同步
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EMC测试波形分析及设计EMC测试波形分析及设计
EMI抑制措施FI系列FI系列
●滤波技术
……
●屏蔽技术屏蔽技术
●接地技术
PCB设计技术●PCB设计技术第37页
目录目录
EMC基础架构及标准解析1 EMC基础架构及标准解析1
EMC测试项目分析及设计要求2 测试项目分析及设计要求
3电源与系统EMC设计误区分析
3
第38页第38页
电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
误区一：产品选型EMC指标定位误区
EMC需求距离说明：
指标室内设备 室外设备
备注一般 高端 一般 高端
EMC需求距离说明：
般 高端 般 高端
EM
ESD(Contact) 4KV 6KV 6KV 8KV
1KV/2K 2KV/4K 2KV/4KEMS
Surge 1KV/2KV
2KV/4KV
2KV/4KV 2KV/4KV 特殊行业会更高
EFT 2KV 4KV 2KV 4KV…… …… …… …… ……
EMI
CE Class B Class B Class A Class BRE Class B Class B Class A Class B详细行业要求也可参考具体行业技术标准或者IEC 61000-6类通用标准
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详细行业要求也可参考具体行业技术标准或者 类通用标准
电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
金升阳小功率DC-DC产品EMC性能展示：
+ =EMC指标：
EMI Class B
+ =EMI Class B
Surge 2KV/4KVESD 4KV
EMI Class AESD 4KV + = ESD 4KV
EFT 4KVESD 4KV
……
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
金升阳AC DC产品EMC性能展示金升阳AC-DC产品EMC性能展示：
EMC指标：EMC指标：
EMI Class A/Class B
Surge 1KV/2KV或2KV/4KVESD 6KV或8KVEFT 2KV或4KVCS 10VCS 10VRS 10V/m
更高要求
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……
电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
电力及特殊行业多级保护应用电力及特殊行业多级保护应用：
Ⅰ 级 ： Ⅱ级：10KV Ⅲ级：4KVⅠ 级 ：40KV
Ⅱ级：10KV Ⅲ级：4KV
AC-DC电源Ⅳ级：2KV
电柜进线处 系统供电进线处 电源前端 电源内部配电柜进线处
吸能极大,响应慢
系统供电进线处
吸能较大,响应一般
电源前端
吸能一般,响应快
电源内部
吸能小,响应快
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
配电机柜举例图示：
配电机柜
机房进线
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
电源模块前端电源模块前端
系统供电进线处
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
误区二：系统EMC性能由电源EMC性能决定误区
系统电源输入设计不到位 浪涌同样存在变差问题系统电源输入设计不到位，浪涌同样存在变差问题第45页
电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
提高系统EMC设计能力：
途径一：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
途径二：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
误区三：隔离电源的非隔离应用误区
Vin+(L) Vin+(L)
隔离电源
Vin+(L)
Vin-(N)
PE
Vout+
Vout- 隔离电源
Vin+(L)
Vin-(N)
PE
Vout+
Vout-
C≤＿nF
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
误区四：EMC材料应用认知误区
滤波电感：
1mH≠1mH的滤波作用用
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
1mH＿＿＿环形电感1mH＿＿＿环形电感
1mH＿＿＿环形电感
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
防护器件：
+ +
电感参数计算：L=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
+ +
电阻参数计算电阻参数计算：R=＿＿＿＿＿＿＿＿＿
第51页
电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
误区五：系统可靠性项目设计顺序误区
优先考虑那一项？优先考虑那一项？
安全 防雷 滤波 散热
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电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
AC-DC
AC-DC
正确次序：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿第53页
电源与系统EMC设计误区分析电源与系统EMC设计误区分析
举例图示：
第54页
