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隔離源頭,切斷傳播途徑,保護(hù)易感,對于電子產(chǎn)品的EMI控制也是適用的

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發(fā)表于 2020-1-30 22:52:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
電磁兼容電磁兼(英語:electromagnetic compatibility,縮寫為 emc)是在電學(xué)中研究意外電磁能量的產(chǎn)生、傳播和接收,以及這種能量所引起的有害影響。電磁兼容的目標(biāo)是在相同環(huán)境下,涉及電磁現(xiàn)象的不同設(shè)備都能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn),而且不對此環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生難以忍受的電磁干擾之能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁騷擾(Electromagnetic Disturbance)不能超過一定的限值;另一方面是指設(shè)備對所在環(huán)境中存在的電磁騷擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility,即EMS)。

EMC電磁兼容性的發(fā)展歷程

1833年,法拉弟發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律,指出變化的磁場在導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

1864年,麥克斯韋引入位移電流的概念指出變化的電場將激發(fā)磁場,并由此預(yù)言電磁波的存在,這種電磁場的相互激發(fā)并在空間傳播。正是電磁干擾存在的理論基礎(chǔ)。

1881年,英國著名科學(xué)家希維賽德發(fā)表了“論干擾”的文章可算是最重要的早期文獻(xiàn)。但這類干擾現(xiàn)象在當(dāng)時并未引起干擾者和被干擾者的重視。

1887年,隨著電氣運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn),在一根通信線與不對稱的強(qiáng)電線之間有較長的平行運(yùn)行,干擾問題日益嚴(yán)重。在1887年,柏林電氣協(xié)會成立“全部干擾問題委員會”成員有赫姆霍爾茲和西門子等。

1888年,赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在。同時該實(shí)驗(yàn)也證明各種打火系統(tǒng)向空間發(fā)出電磁干擾。從此開始了對干擾的實(shí)驗(yàn)研究。

1887年,英國郵電部門研究了通信干擾問題;美國“電世界”雜志登載電磁感應(yīng)方面文章。

過去在軍事領(lǐng)域之外,對于電磁兼容性的研究并不嚴(yán)謹(jǐn),而且大多數(shù)設(shè)備制造商并不關(guān)心電磁兼容性問題。

隨著使用更低信號電壓的現(xiàn)代數(shù)字設(shè)備的時鐘頻率迅速增高,電磁兼容性問題變得越來越重要。許多國家意識到這個凸顯的問題,并對相關(guān)設(shè)備制造商頒布了政令,要求只有滿足基本條件的設(shè)備才能夠銷售。

EMC電磁兼容性三要素與三大規(guī)律
EMC電磁兼容性三要素與三大規(guī)律

產(chǎn)生EMC問題主要通過兩個途徑:

一個是空間電磁波干擾的形式;另一個是通過傳導(dǎo)的形式,換句話說,產(chǎn)生EMC問題的三個要素是:電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。

EMC三大規(guī)律:

規(guī)律一、EMC費(fèi)效比關(guān)系規(guī)律:EMC問題越早考慮、越早解決,費(fèi)用越小、效果越好。
規(guī)律二、高頻電流環(huán)路面積S越大,EMI輻射越嚴(yán)重。
規(guī)律三、環(huán)路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴(yán)重,電磁輻射場強(qiáng)隨電流頻率f的平方成正比增大。

隨著國家對電磁兼容性的要求越來越嚴(yán)格,特別是隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展,EMC相關(guān)行業(yè)老wu還是非常看好的,EMC還是屬于技術(shù)成熟度模型的上升期。

老wu這里分享幾本不多的電磁兼容相關(guān)圖書給大家

EMC設(shè)計方面的書籍資料:

《電磁兼容工程》,清華大學(xué)出版社出版,英文書名:Electromagnetic Compatibility Engineering 作者:Henry W.Ott著,鄒澎 等譯!峨姶偶嫒莨こ獭穼碚摲治龊蛻(yīng)用技術(shù)講得很具體,實(shí)用性很強(qiáng)。例如關(guān)于電纜與機(jī)箱的屏蔽及屏蔽層的端接方法,無源器件和有源器件的噪聲分析,對差模輻射、共模輻射及抑制措施的分析,去耦效果的定量研究,觸點(diǎn)保護(hù)技術(shù),靜電防護(hù)技術(shù),對PCB板走線上信號的返回電流路徑的分析及PCB板上槽和縫隙的處理方法,PCB板上的數(shù)字電流分析及模擬地和數(shù)字地的處理方法,多層PCB板上的電磁兼容技術(shù),EMC預(yù)測量,部分電感的計算及接地面電感的測量等。
雖然近幾年國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了很多電磁兼容教材和專著,但是對于經(jīng)常要面對產(chǎn)品的電磁兼容認(rèn)證問題,要處理許多實(shí)際電磁兼容問題的系統(tǒng)設(shè)計工程師和電路設(shè)計工程師來說,本書仍不失為一本不可多得的參考資料。本書也可以作為電子類、電工類、通信、檢測技術(shù)、儀器儀表等專業(yè)研究生、本科高年級學(xué)生的教材及相關(guān)行業(yè)的培訓(xùn)教材。

《電磁兼容導(dǎo)論》,人民郵電出版出版,英文書名:Introduction to Electromagnetic Compatibility作者:Clayton R.Paul著,聞映紅 等譯!峨姶偶嫒輰(dǎo)論》全面系統(tǒng)地講述電磁兼容(EMC)的基本原理及其應(yīng)用,包括EMC概論、電子系統(tǒng)的EMC要求、電磁場理論、傳輸線、天線、元件的非理想性能 、信號譜、輻射發(fā)射和敏感度、傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度、串?dāng)_、屏蔽、靜 電放電、EMC的系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容。
本書講述深入淺出,配合典型例證,實(shí)用性強(qiáng)。本書可作為高等院校 相關(guān)專業(yè)電磁兼容課程教材,也可供EMC設(shè)計開發(fā)人員參考。

《Grounds for Grounding A Circuit to System Handbook》, 接地設(shè)計和安裝方法對任何電氣或電子系統(tǒng)的安全和性能都至關(guān)重要。融合理論和實(shí)踐,這是第一本提供從電路到系統(tǒng)接地的菊花寶典。

《輻射發(fā)射控制設(shè)計技術(shù)》,科學(xué)出版社出版,英文書名:CONTROLLING RADIATED EMISSIONS BY DESIGN,作者:[美] Michel Mardiguian 著,陳愛新 譯。本書是一部關(guān)于電磁兼容(輻射發(fā)射控制)設(shè)計的經(jīng)典著作。全書共分13章,主要內(nèi)容包括:輻射干擾概論、簡單電路的電場和磁場、非正弦波源的輻射聲、設(shè)計低輻射產(chǎn)品的基本策略、芯片和集成電路級輻射發(fā)射控制、印制電路板設(shè)計、母板和背板的發(fā)射控制、控制開關(guān)電源的輻射場、通過內(nèi)部布線和封裝減小輻射電磁干擾、機(jī)箱屏蔽、控制外部線纜的輻射、主要輻射發(fā)射規(guī)范和測試方法、輻射電磁干擾問題排故。
本書的重點(diǎn)不在基礎(chǔ)論上,而是側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用。近200幅圖表以及大量的工程實(shí)例便于讀者更加形像地理解本書所講述的知識,并針對在工程設(shè)計中所遇到的問題給出了正確有效的解決方案。

《高速數(shù)字設(shè)計》,電子工業(yè)出版社出版,約翰遜(Howard Johnson) 格雷厄姆(Martin Graham)著,沈立 等譯,在高速數(shù)字電路信號完整性叢書中相當(dāng)niubility的一本,及俗稱的信號完整性黑魔書,作為比較早出來的信號完整性參考書,對國內(nèi)的信號完整性研究發(fā)展起到了巨大而深遠(yuǎn)的影響,可以說,凡是信號完整性領(lǐng)域的大神,都拜讀過這本書。

《EMI Troubleshooting Cookbook for Product Designers》,此書針對電子產(chǎn)品無法通過EMI/EMC測試提供了一站式的解決方案,它為工程師或技術(shù)人員構(gòu)建簡單,易于實(shí)施且價格低廉的故障排除工具或輔助工具提供了“配方” ,此書通俗易懂,只需要極少的電磁理論和數(shù)學(xué)知識。

《實(shí)用電子元器件與電路基礎(chǔ)》,電子工業(yè)出版社出版,外文書名: Practical Electronics for Inventors,作者:保羅·施瓦茨 (Paul Scherz) (作者), 西蒙·莫克 (Simon Monk) (作者), 夏建生 (譯者), 王仲奕 (譯者), 劉曉暉 (譯者), 郭福田 (譯者), 等 (譯者)。本書從電路基本原理的介紹開始,對各種類型的電子元器件進(jìn)行了詳細(xì)具體的分類介紹。首先重點(diǎn)介紹了包括電阻,電感,電容,變壓器等在內(nèi)的基本電子元器件;然后分別介紹了各種半導(dǎo)體器件、光電器件、各種傳感器、運(yùn)算放大器、直流穩(wěn)壓和調(diào)壓器件、電聲器件等專用元器件;介紹了各種濾波電路的設(shè)計及實(shí)用電路、各種振蕩電路及555時基電路;在數(shù)字電路中,從各種門電路、觸發(fā)器開始,詳細(xì)介紹了各種中規(guī)模集成數(shù)字器件,如寄存器、計數(shù)器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)字顯示器,以及大規(guī)模集成電路的存儲器、可編程邏輯器件、微處理器和模塊化電子設(shè)備等;在電機(jī)及控制電路中,介紹了直流電動機(jī)、伺服電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)等。詳細(xì)提供了各種元器件的型號、參數(shù)、接線引腳、外型、實(shí)物圖片等,并給出了典型的實(shí)用電路圖,清晰的手繪電路圖多達(dá)750余幅;特別需要指出的是,本書結(jié)合圖解方法,詳細(xì)地介紹了制作實(shí)用電子電路的過程、方法、步驟和注意事項(xiàng),以及常用儀器儀表的操作使用,元器件的選擇,安全操作等,細(xì)節(jié)幾乎面面俱到,這也是本書的一大特點(diǎn)。

《麥克斯韋方程直觀》,機(jī)械工業(yè)出版社出版,英文原版書名:A Student’s Guide to Maxwell’s Equations,作者:丹尼爾·弗雷希 (Daniel Fleisch) 著, 唐璐 譯!秷D解直觀數(shù)學(xué)譯叢:麥克斯韋方程直觀(翻譯版)》用淺顯的語言,介紹了科學(xué)中4個最有影響力的方程:高斯電場定律、高斯磁場定律、法拉第定律和安培一麥克斯韋定律。書中對每個方程都進(jìn)行了詳盡的講解,包括每個符號的物理意義,各方程的積分形式和微分形式等。《圖解直觀數(shù)學(xué)譯叢:麥克斯韋方程直觀(翻譯版)》還配有網(wǎng)站。網(wǎng)站提供了書中所有內(nèi)容的英文原聲MP3文件,可以在線播放。網(wǎng)站上還有書中所有習(xí)題的答案和解題步驟,以及互動形式的分步驟提示。
麥克斯韋方程組(英語:Maxwell’s equations)是一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關(guān)系的偏微分方程。該方程組由四個方程組成,分別是描述電荷如何產(chǎn)生電場的高斯定律、表明磁單極子不存在的高斯磁定律、解釋時變磁場如何產(chǎn)生電場的法拉第感應(yīng)定律,以及說明電流和時變電場怎樣產(chǎn)生磁場的麥克斯韋-安培定律。麥克斯韋方程組是因英國物理學(xué)家詹姆斯·麥克斯韋而命名。麥克斯韋在19世紀(jì)60年代構(gòu)想出這方程組的早期形式。
在不同的領(lǐng)域會使用到不同形式的麥克斯韋方程組。例如,在高能物理學(xué)與引力物理學(xué)里,通常會用到時空表述的麥克斯韋方程組版本。這種表述建立于結(jié)合時間與空間在一起的愛因斯坦時空概念,而不是三維空間與第四維時間各自獨(dú)立展現(xiàn)的牛頓絕對時空概念。愛因斯坦的時空表述明顯地符合狹義相對論與廣義相對論。在量子力學(xué)里,基于電勢與磁勢的麥克斯韋方程組版本比較獲人們青睞。
自從20世紀(jì)中期以來,物理學(xué)者已明白麥克斯韋方程組不是精確規(guī)律,精確的描述需要借助更能顯示背后物理基礎(chǔ)的量子電動力學(xué)理論,而麥克斯韋方程組只是它的一種經(jīng)典場論近似。盡管如此,對于大多數(shù)日常生活中涉及的案例,通過麥克斯韋方程組計算獲得的解答跟精確解答的分歧甚為微小。而對于非經(jīng)典光、雙光子散射、量子光學(xué)與許多其它與光子或虛光子相關(guān)的現(xiàn)象,麥克斯韋方程組不能給出接近實(shí)際情況的解答。
從麥克斯韋方程組,可以推論出光波是電磁波。麥克斯韋方程組和洛倫茲力方程是經(jīng)典電磁學(xué)的基礎(chǔ)方程。得益于這一組基礎(chǔ)方程以及相關(guān)理論,許多現(xiàn)代的電力科技與電子科技得以被發(fā)明并快速發(fā)展。

《產(chǎn)品設(shè)計中的EMC技術(shù)》,電子工業(yè)出版社出版出版,外文書名:EMC for Product Designers Fifth Edition,作者:威廉姆斯 著。隨著經(jīng)濟(jì)與電子技術(shù)的發(fā)展,電磁兼容(EMC)越來越受到電子、電氣設(shè)備設(shè)計人員的關(guān)注。本書內(nèi)容覆蓋了EMC指令下的應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和測試方法,以及為了滿足符合性要求而采用的設(shè)計原理和技巧,幾乎包括了所有滿足EMC指令的必要信息。更重要的是,它指導(dǎo)讀者如何將EMC設(shè)計規(guī)則應(yīng)用到產(chǎn)品中去。
本書可以作為電子產(chǎn)品設(shè)計部門在EMC方面的必備參考書,也可以作為電子和電氣工程師進(jìn)行EMC培訓(xùn)和學(xué)習(xí)的教材或參考資料。此外,本書也可供EMC測試工程師、工程管理人員以及電子類專業(yè)的高年級學(xué)生參考學(xué)習(xí)。

《印刷電路板設(shè)計-在真實(shí)設(shè)計里的EMI控制》,英文書名:PCB Design for Real-world EMI Control, 作者:Bruce Archambeault,老wu覺得灰常棒的一本EMI設(shè)計教程,沒有令人頭大的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo),給出的都是簡化了的公式,書內(nèi)容講的都是日常電子產(chǎn)品設(shè)計中真實(shí)的EMI設(shè)計問題和指導(dǎo)。
印刷電路板設(shè)計-在真實(shí)設(shè)計里的EMI控制這本書內(nèi)容闡述許多EMI的一些基本概念,對于EMI工程師是很好的教科書,同時對于電子產(chǎn)品硬件、layout、結(jié)構(gòu)工程師也是不錯的參考教程。畢竟,好的EMI產(chǎn)品設(shè)計是要個個部分配合的。閱讀本書你可以知道要如何做好EMI設(shè)計,更重要的是知道其原理,知其然更知其所以然。

《EMC電磁兼容設(shè)計與測試案例分析》,電子工業(yè)出版社出版,作者:鄭軍奇!禘MC電磁兼容設(shè)計與測試案例分析》以EMC案例分析為主線,通過案例描述、分析來介紹產(chǎn)品設(shè)計中的EMC技術(shù),向讀者介紹產(chǎn)品設(shè)計過程中有關(guān)EMC的實(shí)用設(shè)計技術(shù)與診斷技術(shù),減少設(shè)計人員在產(chǎn)品的設(shè)計與EMC問題診斷中的誤區(qū)。書中所描述的EMC案例涉及結(jié)構(gòu)、屏蔽與接地、濾波與抑制、電纜、布線、連接器與接口電路、旁路、去耦與儲能、PCBLayout,以及器件、軟件與頻率抖動技術(shù)等各個方面。
《NEC應(yīng)用筆記 改善EMC的pcb設(shè)計
《摩托羅拉電路板級的電磁兼容設(shè)計》
《如何設(shè)計符合EMI 要求的PCB》
《Getting EMC Design Right First Time》
《高速數(shù)字電路設(shè)計 及 EMC 設(shè)計》
《PCB的EMC設(shè)計指南-華為》
PCB EMC設(shè)計案例視頻分享






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