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如何顺利通过电磁兼容试验

时间:2015-04-25 18:43 来源:网络 作者:网络 阅读:
接地设计:
 
  
 
一旦发生了静电放电,应该让其尽快旁路人地,不要直接侵入内部电路。例如内部电路 如用金属机箱屏蔽,则机箱应良好接地,接地电阻要尽量小,这样放电电流可以由机箱外层流入大地,同时也可以将对周围物体放电时形成的骚扰导入大地,不会影响内部电路。对金属机箱,通常机箱内的电路会通过I/O电缆、电源线等接地,当机箱上发生静电放电时,机箱的电位上升,而内部电路由于接地,电位保持在地 电位附近。这时,机箱与电路之间存在着很大的电位差。这会在机箱与电路之间引起二次电弧。使电路造成损坏。通过增加电路与外壳之间的距离可以避免二次电弧 的发生。当电路与外壳之间的距离不能增加时,可以在外壳与电路之间加一层接地的金属挡板,挡住电弧。如果电路与机箱连在一起,则只应通过一点连接。防止电 流流过电路。线路板与机箱连接的点应在电缆入口处。对塑料机箱,则不存在机箱接地的问题。
 
  
 
电缆设计:
 
   
 
一个正确设计的电缆保护系统可能是提高系统ESD非易感性的关键。作为大多数系统中的最大的“天线”— I/O电缆特别易于被ESD干扰感应出大的电压或电流。从另一方面,电缆也对ESD干扰提供低阻抗通道,如果电缆屏蔽同机壳地连接的话。通过该通道ESD 干扰能量可从系统接地回路中释放,因而可间接地避免传导耦合。为减少ESD干扰辐射耦合到电缆,线长和回路面积要减小,应抑制共模耦合并且使用金属屏蔽。 对于输入/输出电缆可采用使用屏蔽电缆、共模扼流圈、过压箝位电路及电缆旁路滤波器措施。在电缆的两端,电缆屏蔽必须与壳体屏蔽连接。在互联电缆上安装一 个共模扼流圈可以使静电放电造成的共模电压降在扼流圈上,而不是另一端的电路上。两个机箱之间用屏蔽电缆连接时,通过电缆的屏蔽层将两个机箱连接在一起, 这样可以使两个机箱之间的电位差尽量小。这里,机箱与电缆屏蔽层之间的搭接方式很重要。强烈建议在电缆两端的机箱与电缆屏蔽层之间360°搭接。
 
  
 
键盘和面板:
 
   
 
键盘和控制面板的设计必须保证放电电流能够直接流到地,而不会经过敏感电路。对于绝缘键盘,在键与电路之间要安装一个放电防护器(如金属支架),为放电 电流提供一条放电路径。放电防护器要直接连接到机箱或机架上,而不能连接到电路地上。当然,用较大的旅钮(增加操作者到内部线路的距离)能够直接防止静电 放电。键盘和控制面板的设计应能使放电电流不经过敏感电路而直接到地。采用绝缘轴和大旋钮可以防止向控制键或电位器放电。现在,较多的电子产品面板采用薄 膜按键和薄膜显示窗,由于该薄膜由耐高压的绝缘材料构成,可有效防止ESD通过按键和显示窗进入内部电路形成干扰。另外,现在大多数键盘的按键内部均有由 耐高压的绝缘薄膜构成的衬垫,可有效防止ESD的干扰。
 
  
 
电路设计:
 
  
 
设备中不用的 输入端不允许处于不连接或悬浮状态,而应当直接或通过适当电阻与地线或电源端相连通。一般来说,与外部设备连接的接口电路都需要加保护电路,其中也包括电源线,这一点往往被硬件设计所忽视。以微机为例来讲,应该考虑安排保护电路的环节有:串行通信接口、并行通信接口、键盘接口、显示接口等。
 
  
 
滤波器(分流电容或一系列电感或两者的结合)必须用在电路中以阻止EMI耦合到设备。如果输入为高阻抗,一个分流电容滤波器最有效,因为它的低阻抗将有效地旁路高的输入阻抗,分流电容越接近输入端越好。如果输入阻抗低,使用一系列铁氧体可以提供最好的滤波器,这些铁氧体也应尽可能接近输入端。
 
 
 
在内部电路上加强防护措施。对于可能遭受直接传导的静电放电干扰的端口,可以在I/O接口处串接电阻或并联二极管至正负电源端。MOS管的输入端串 接100kΩ电阻,输出端串接1kΩ电阻,以限制放电电流量。TTL管输人端串接22~100Ω电阻,输出端串接22~47Ω电阻。模拟管输入端串接 100Ω~100kΩ,并且加并联二极管,分流放电电流至电源正或负极,模拟管输出端串接100Ω的电阻。在I/O信号线上安装一个对地的电容能够将接口 电缆上感应的静电放电电流分流到机箱,避免流到电路上。但这个电容也会将机壳上的电流分流到信号线上。为了避免这种情况的发生,可以在旁路电容与线路板之 间安装一只铁氧体磁珠,增加流向线路板的路径的阻抗。需要注意的是,电容的耐压一定要满足要求。静电放电的电压可以高达数千伏。用一个瞬态防护二极管也能 够对静电放电起到有效的保护,但需要注意,用二极管虽然将瞬态干扰的电压限制住了,但高频干扰成分并没有减少,该电路中一般应有与瞬态防护二极管并联的高 频旁路电容抑制高频干扰。在电路设计及电路板布线方面,应采用门电路和选通脉冲。这种输入方式只有在静电放电和选通同时发生时才能造成损坏。而脉冲边沿触发输入方式对静电放电引起的瞬变很敏感,不宜采用。
 
  
 
PCB设计:
 
  
 
良好的PCB设计可以有效地减少ESD干扰对产品造成的影响,这也是电磁兼容设计中ESD设计部分的一个重要的内容,大家可以从那部分课程中得到详细的指引。对一个成品进行电磁兼容对策时,很难再对PCB进行重新设计(改进成本太高),此处不再加以介绍。
 
  
 
软件:
 
   
 
除了硬件措施外,软件抑制方案也是减少系统锁定等严重失常的有力方法。软件ESD抑制措施分为两种常用的类别:刷新、检查并且恢复。刷新涉及到周期性地 复位到休止状态,并且刷新显示器和指示器状态。只需进行一次刷新然后假设状态是正确的,其它的事就不用做了。检查/恢复过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否在完成某个功能。如果这些功能没有实现,一个恢复程序被激活。
 
  
 
一般ESD对策准则:
 
  (1)在易感CMOS、MOS器件中加入保护二极管;
 
  (2)在易感传输线上(地线在内)串几十欧姆的电阻或铁氧体磁珠;
 
  (3)使用静电保护表面涂敷技术,使ESD难以机芯放电,经证明十分有效;
 
  (4)尽量使用屏蔽电缆;
 
  (5)在易感接口处安装滤波器;并将无法安装滤波器的敏感接口加以隔离;
 
  (6)选择低脉冲频率的逻辑电路;
 
  (7)外壳屏蔽加良好的接地。

(责任编辑:admin)

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