1、第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 15.2 5.2 机电一体化系统的电磁兼容技术机电一体化系统的电磁兼容技术 一、电磁兼容技术基本概念一、电磁兼容技术基本概念1.1.电磁兼容性（电磁兼容性（EMCEMC）：）：是指是指“设备设备（分系统、系统）（分系统、系统）在共同的电磁环在共同的电磁环境中能境中能一起执行各自功能的共存状态一起执行各自功能的共存状态，即该设备不，即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发电磁发射导致或遭受不允许的降级射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁；它也不会使同一电
2、磁环境中其它设备（分系统、系统）环境中其它设备（分系统、系统）因受到其电磁发因受到其电磁发射导致或遭受不允许的降级。射导致或遭受不允许的降级。”强电：解决简单强电：解决简单弱点：情况复杂，难于分清影响因素弱点：情况复杂，难于分清影响因素第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 32.电磁干扰（电磁干扰（EMI）及其具备条件：）及其具备条件：构成电磁干扰必须具备构成电磁干扰必须具备三个基本条件三个基本条件：（1）存在干扰源；）存在干扰源；（2）有相应的传输介质；）有相应的传输介质；（3）有敏感的接收元件。）有敏感的接收元件。第五章第五章 机电一体化系统的
3、接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 43.电磁敏感度（电磁敏感度（EMS）电磁敏感度是指电工、电子或机电一体化装置电磁敏感度是指电工、电子或机电一体化装置对所处环境中存在的电磁干扰的敏感性，即一台设对所处环境中存在的电磁干扰的敏感性，即一台设备或一个电路承受电磁噪声能量的能力，备或一个电路承受电磁噪声能量的能力，也就是抗也就是抗扰性。扰性。4.电磁兼容性设计电磁兼容性设计 设计任务设计任务 设计内容设计内容 第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 5二、电磁干扰的形式和途径二、电磁干扰的形式和途径1.电磁干扰的分类 按其来源分为自然
4、干扰与人为干扰；按干扰功能分为有意干扰与无意干扰；按干扰出现的规律分为固定干扰、半固定干扰和随机干扰；按耦合方式分为传导耦合方式和辐射耦合方式。2.电磁噪声耦合途径 电磁噪声传导耦合 电磁辐射耦合 串扰 浪涌第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 6三、常用的干扰抑制技术三、常用的干扰抑制技术 电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手，切断干扰耦合的途径，干扰的影响也将被消除。常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。1.1.屏蔽技术屏蔽技术 屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播、切断辐射电磁噪声的传输途径。用金属材料或磁性
5、材料把所需屏蔽的区域包围起来，使屏蔽体内外的“场”相互隔离。屏蔽技术对于不同的辐射场分为三大类：电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽。第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 72.2.接地技术接地技术 “地”可定义为一个等位点或一个等位面，它为电路、系统提供一个参考点位，电路、系统中的各部分电流都必须经“地线”或“地平面”构成电流回路。接地的目的有两个：一是为保护人身和设备安全，二是为了保证设备的正常工作。接地系统又分为保护地线、工作地线、地环路和屏蔽接地四种。第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 83.滤波技
6、术滤波技术 滤波器是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成的频率选择性二端口网络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播，能较小衰减地通过滤波器的频率段称为滤波器的通带。通过时受到很大衰减的频率段称为滤波器的阻带。滤波器分类滤波器分类 按照在电路中所处的位置和作用：信号滤波、电源滤波、EMI滤波、电源去耦滤波和谐波滤波等；按照滤波器电路中是否包含有源器件：有源滤波和无源滤波；按照滤波器的频率特性可分为高通、低通、带通、带阻滤波器；按照滤波器的能量损耗：反射式滤波器和吸收式滤波器；第五章第五章 机电一体化系统的接口与电磁兼容技术机电一体化系统的接口与电磁兼容技术 94.4.隔离技术隔离技术 布线
7、的隔离是通过加大受扰电路器件或装置与干扰源之间的距离，来降低干扰的一种行之有效的措施。因为干扰与距离的平方成反比，距离增加1倍则干扰降低4倍。布线时要正确使用“短”、“乱”、“辫”、“共地”、“浮地”。例：在对某一款塑料外壳的设备进行静电放电时，发现表面某位置上的一颗螺钉（用来解决上下机壳的连接）对放电特别敏感，当放电电压加到3kV时该设备就会发生复位。静电放电的高频特性使得因结构形成的分布电容不能忽略不计，图中C1是螺钉与散热器之间的分布电容，C2是散热器与IC芯片之间的分布电容，C3是IC芯板与印刷电路板信号线之间的分布电容，C4是印刷电路板与接地平面之间的分布电容。其中，特别是由于金属螺钉与散热器的距离较近，它的存在大大“拉近”了芯片与金属螺钉之间的距离。静电放电电流借助一连串由分布电容形成的通路影响了设备的工作。例：对某信息技术类设备作电源线传导骚扰电压测试，被试设备的接地线采取就近接地（接参考接地板），发现测试结果不满足限值要求。作业：P267（5-1,5-3,5-6,5-8,5-13）
