一、电子电气体系分类
为了到达辨认EMC危险点评危险要素的意图,本文范围内的电子电气体系:
---按衔接办法可分为:
I类电子电气体系:没有外部线缆的电子电气体系,如非插电式车辆;
Ⅱ类电子电气体系:存在外部供电源线、通信线等外部线缆的电子电气体系,如插电式车辆。
--按集成程度可分为:
全集成电子电气体系
半集成电子电气体系
二、EMC危险点评概述及意图
1EMC危险点评概述
电子电气体系的危险点评是由危险辨认、危险剖析和危险点评构成的一个完好进程,电子电气体系EMC危险点评旨在为电子电气体系中有效的EMC危险应对供给依据证据的信息和剖析。电子电气体系的EMC危险点评依据体系的信息证据,剖析其存在潜在的EMC危险。本文中体系的EMC危险等级与EMC测验失利危险相对应。
体系是相对单个设备而言的。电子电气设备是单一封装的设备,其设备构成、线缆数量、耦合联系相对简略,而电子电气体系则包含了多个电子电气设备,如汽车、舰船、飞机等,都归于电子电气体系。
电子电气体系EMC危险点评树立在被点评体系中的一切设备或部件完成EMC危险点评或查验实验的前提下,依照规则的程序对体系的机械架构、互联线缆处理、线缆间串扰等内容进行EMC危险点评,以取得整个体系的EMC规划危险等级和危险值。
全集成电子电气体系EMC危险点评树立在被点评体系中一切设备已完成EMC危险点评或EMC测验的前提下,其间设备的危险点评办法按规则取得电子电气设备的危险点评成果和危险值是电子电气体系危险点评的危险点评要素之一。
半集成电子电气体系需要对体系中非完好设备的部件按规则的办法进行EMC危险点评,得出部件的EMC危险点评等级和危险值,然后结合体系相关危险要素及体系中其他一切设备的EMC危险点评成果,归纳取得整个体系的EMC危险等级和危险点评值
注:设备EMC危险值和设备EMC危险等级与该设备对应体系所应用环境或EMC测验的等级有紧密的联系。
三、EMC危险点评意图
电子电气体系EMC危险点评的首要意图包含:
--认识电子电气体系EMC危险要素及其对方针的潜在影响:
--增进对电子电气体系EMC危险的了解,以利于选择正确的危险应对战略;
--辨认那些导致电子电气体系EMC危险的薄弱环节;
--帮助确认EMC危险是否可接受;--为体系规划决策者供给相关信息。
成功的电子电气体系EMC危险点评依赖于对被点评设备规划信息的充沛了解和相关危险要素的充沛了解。
四、EMC危险点评机理和抱负模型
1,EMC危险点评机理
电子电气体系EMC的危险包含电磁灵敏度(EMS)和电磁搅扰(EMO两部分其间,对干抗搅扰来说,其危险点评机理在于点评体系中设备端口注入的共模电流的巨细,不同的体系规划方案,就有不同巨细的共模电流流过体系中的设备端口,能够经过判断流入流出子体系端口共模电流巨细来点评体系规划的EMC抗扰度危险。体系规划中影响这种共模电流巨细的要素即为电子电气体系EMS危险要素(点评点)。
经过点评端口、电缆、壳体、接地等规划,可点评共模搅扰流过体系中设备的巨细和可能性,发现体系结构规划的缺陷,供给改善方向,进而辅导结构规划。
电子电气体系EMC危险点评是树立在对体系内的各类线缆分类的基础上,当外部共模搅扰(共模搅扰能够看成是一种以参阅地或大地为基准的搅扰源)耦合到体系中的某一电缆时,依据电流环形流动的规律,共模搅扰总是在体系中某一设备的线缆注入,终究经过各种能与参阅地或大地构成回路的路径。
回到参阅地或大地以构成闭合电流环路。搅扰从某外注入直到返回参阅地或大地的进程,能够等效为一个电压源施加到一个或多个负载(EUT中的各个回路或寄生回路)上,电流流向各个负载,各个负载上流动的电流巨细,由负载阻抗的巨细决议。
假如电子电气体系的规划导致有较大的共模搅扰电流流过体系中灵敏设备,则将意味着该体系规划具有较大的EMC抗搅扰危险。
致内部的有用信号或噪声无意中以共模电流的办法传导到电子电气体系中成为等效天线的导体而构成辐射发射。
关于Ⅱ类电子电气体系,这种无意中发生的共模电流传导到传导打扰测量设备LISN时,就发生传导打扰问题,体系规划的改动会改动这种电流的传递路径与巨细,较好的体系规划能够使得这种共模电流最小化,即危险最小,反之则大。体系规划中影响EMI电流巨细的要素即为电子电气体系EMI危险点评要素(点评点)。
2.危险点评要素A:电缆特点
1.电缆特点分类
电缆中传输的信号和能量,能在其周围和附近发生电磁场。一起电缆也会从周围的环境中接纳电磁信号,并将其输入给设备,是辐射搅扰的首要来源,也是电磁搅扰的接纳器。
依据线缆上的信号电子电气体系的线缆分为共4类,分别为:
a)灵敏信号线:低电平的模仿信号线、射频信号线;
b)噪声信号线:PWM信号线、电机动力线信号线(含三相电源线和抱闸信号线)、带时钟信号的信号线、点火信号线、电焊信号线:
c)电源线:交流电源供电线、直流电源供电线:
d)一般信号线,数字控制信号非周期数字通信信号开关量信号
3.危险点评要素B:电缆EMC设备概述
电缆EMC设备是放置在电缆上用来增加电缆共模阻抗或旁路电缆上共模电流的设备,如在线缆上的屏蔽层、铁氧体磁环、串联在线缆上的滤波器(安装在PCB板上的滤波器归于设备内部的元器件)等。它能够减小体系中设备内部的搅扰信号向体系传输,一起能够下降电子电气体系中线缆在电磁场中耦合的搅扰信号流人体系中设备。
注:本要素所涉及的EMC设备不包含体系中部件自带的EMC设备(如电源滤波器、屏蔽电缆、磁环等)。
4.危险点评要素C:电缆屏蔽
屏蔽电缆的存在将导致本来要流入信号线的搅扰电流转移至屏蔽层上,电缆屏蔽会下降流入电缆及PCB上的共模搅扰电流。
抱负模型中,那些设备危险点评等级不能到达W的设备都应加EMC设备(包含屏蔽处理)。为了充沛发挥电缆屏蔽层的屏蔽效能,减小屏蔽层衔接线(Pigtail)效应,抱负模型中电缆屏蔽层的处理应满意如下要求:
a)关于金属外壳设备:
1)电缆屏蔽层在衔接器入口处与接地的金属板或金属衔接器外壳相连,
2)屏蔽层与金属外壳°搭接。
b)关于塑料外壳设备:
1)电缆屏蔽层与所衔接PCB板的接口处的0V地平面相连,
2)屏蔽层与PCB板的接口处的0V地平面做°搭接。
5.危险点评要素D:设备接地
为了让共模搅扰(电流)就近流向大地,避免共模电流流过设备而进入体系中,并将搅扰传递到后一级设备或电缆,抱负模型中设备接地应满意如下要求:
a)设备应有接地线,
b)金属机箱设备接地线在金属机箱壳体外侧,塑料外壳设备接地线在一切电缆附近,
c)接地导体长宽比小于5。
6.险点评要素E:电源线-一般信号线间串扰
线缆之间的受串扰程度与线缆之间的寄生电容和寄生电感有关,寄生电容和寄生电感越大耦合搅扰越大,而寄生电感与寄生电容的巨细与线缆之间的间隔以及线缆对地的间隔有关。
7.危险点评要素
F:电源线-特别信号线间串扰
EMS相关性线缆间串扰
抱负模型中电源线和灵敏信号线之间应进行避免串扰处理。
EMI相关性线缆间串扰
抱负模型中电源线和噪声信号线之间应进行避免串扰处理,如下办法可以为采用了避免串扰的办法,
a)线缆间间隔在0.5m以上,
b)线缆间笔直布线,
c)平行安置的线缆,至少其间有一条为屏蔽电缆。
8.危险点评要素G:一般信号线-特别信号线间串扰
EMS相关性线缆间串扰
抱负模型中一般信号线和灵敏信号线之间应进行避免串扰处理。
9.相关性线缆间串扰
抱负模型中一般信号线和噪声信号线之间应进行避免串扰外理,如下办法可以为采用了避免串扰的办法:
a)线缆间笔直布线,
b)平行安置的线缆,至少其间有一条为屏蔽电缆。
10.危险点评要素H:灵敏信号线-噪声信号线间串扰
抱负模型中灵敏信号线和噪声信号线之间应进行避免串扰处理,如下办法可以为采用了避免串扰的办法:
a)线缆间间隔在0。5m以上,
b)线缆间笔直布线,
c)平行安置的线缆,至少其间有一条为屏蔽电缆。
11.危险点评要素I:体系接地
抱负模型中,电子电气体系的地阻抗是一个完美的屏蔽体的各金属部件之间的阻抗,为完成完美的屏蔽体,则:
a)屏蔽体各金属表面之间完成有意的搭接,
b)屏蔽体中各金属体长宽比都小于5.
c)屏蔽电缆不直穿屏蔽体(电缆屏蔽层与屏蔽体做°搭接),
d)孔缝的最大尺度不能超过以下两种情况下的最小尺度:
1)电路最高作业频率波长的1/:
2)当这个屏蔽体有共模搅扰电流流过时,小于0.15m。
注1:有意的搭接是指为EMC意图而特意规划的搭接,如:螺钉衔接、焊接、铆接、卡接、采用填充性导电材料完成的衔接等。
注2:通常体系无法完成此抱负模型。