《電磁兼容濾波設(shè)備》課件

電磁兼容濾波設(shè)備本課件旨在介紹電磁兼容濾波設(shè)備的基本原理、設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用實(shí)例，幫助您了解和掌握電磁兼容濾波技術(shù)，為您的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考。課程目標(biāo)理解電磁兼容的基本概念了解電磁兼容的概念、重要性以及基本原理。掌握電源電磁輻射的控制方法學(xué)習(xí)如何控制電源電磁輻射，并了解濾波電路的設(shè)計(jì)原理。熟悉電磁兼容濾波電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試學(xué)習(xí)電磁兼容濾波電路的設(shè)計(jì)原則、測(cè)試方法以及調(diào)試技巧。了解電磁兼容濾波技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例通過(guò)實(shí)例了解電磁兼容濾波技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)際應(yīng)用。什么是電磁兼容定義電磁兼容是指電子設(shè)備或系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，不產(chǎn)生或不受到過(guò)量的電磁干擾，從而正常工作的能力。本質(zhì)本質(zhì)上是解決電子設(shè)備或系統(tǒng)之間，以及設(shè)備與環(huán)境之間電磁干擾問(wèn)題的科學(xué)和技術(shù)。電磁兼容的重要性保障電子設(shè)備正常運(yùn)行電磁干擾會(huì)影響電子設(shè)備的正常功能，甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞，因此電磁兼容是保障電子設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。提高電子設(shè)備可靠性電磁兼容設(shè)計(jì)可以提高電子設(shè)備的抗干擾能力，從而提高設(shè)備的可靠性。減少電磁污染電磁污染會(huì)對(duì)人體健康、環(huán)境造成危害，電磁兼容設(shè)計(jì)可以減少電磁污染，保護(hù)環(huán)境和人類(lèi)健康。電磁兼容的基本原理電磁干擾電磁干擾是指一種電磁現(xiàn)象，它會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備或系統(tǒng)無(wú)法正常工作。電磁輻射電磁輻射是指電磁波從源頭向外傳播的現(xiàn)象，它會(huì)造成電磁干擾。電磁屏蔽電磁屏蔽是指使用金屬材料或其他材料阻擋電磁波傳播的現(xiàn)象，它可以降低電磁干擾。電磁濾波電磁濾波是指使用濾波器來(lái)抑制電磁干擾的現(xiàn)象，它可以提高電子設(shè)備的電磁兼容性。電源電磁輻射的產(chǎn)生及傳播1產(chǎn)生電源電磁輻射主要由電路中電流變化產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，以及電氣元件的諧振現(xiàn)象導(dǎo)致。2傳播電磁輻射通過(guò)空間傳播，可以通過(guò)電磁場(chǎng)感應(yīng)、電磁波輻射等方式進(jìn)行傳播。電源電磁輻射的危害干擾其他電子設(shè)備電源電磁輻射會(huì)干擾附近其他電子設(shè)備的正常工作，例如，手機(jī)、電腦、電視等。影響人體健康過(guò)量的電磁輻射會(huì)對(duì)人體健康造成危害，例如，引起頭痛、失眠、惡心等癥狀。造成電子設(shè)備故障嚴(yán)重的電磁干擾會(huì)造成電子設(shè)備故障，甚至損壞設(shè)備。如何控制電源電磁輻射屏蔽使用金屬材料或其他材料阻擋電磁波傳播，降低電磁干擾。1濾波使用濾波器來(lái)抑制電磁干擾，提高電子設(shè)備的電磁兼容性。2接地將電子設(shè)備的金屬外殼接地，可以防止電磁干擾。3布局合理布局電子設(shè)備，可以降低電磁干擾。4濾波電路的基本結(jié)構(gòu)1濾波器由電容、電感、電阻等元件組成，用于抑制電磁干擾。2濾波器濾波器可以分為傳導(dǎo)濾波器和輻射濾波器，傳導(dǎo)濾波器用于抑制傳導(dǎo)干擾，輻射濾波器用于抑制輻射干擾。濾波電路的工作原理1阻抗匹配濾波電路通過(guò)阻抗匹配，將干擾信號(hào)阻擋在電子設(shè)備外部。2衰減濾波電路通過(guò)電容和電感的特性，衰減干擾信號(hào)的能量。3吸收濾波電路通過(guò)吸收干擾信號(hào)的能量，降低干擾信號(hào)的強(qiáng)度。濾波電路的分類(lèi)傳導(dǎo)濾波電路輻射濾波電路組合濾波電路傳導(dǎo)濾波電路是最常見(jiàn)的類(lèi)型，用于抑制電源線上的干擾信號(hào)。輻射濾波電路則用于抑制電子設(shè)備本身輻射的干擾信號(hào)。傳導(dǎo)濾波電路的設(shè)計(jì)原則低通濾波傳導(dǎo)濾波電路通常采用低通濾波器設(shè)計(jì)，以抑制高頻干擾信號(hào)。阻抗匹配濾波電路的輸入阻抗與電源線的阻抗匹配，可以有效抑制干擾信號(hào)的進(jìn)入。衰減特性濾波電路的衰減特性要滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保干擾信號(hào)的抑制效果。傳導(dǎo)濾波電路的實(shí)現(xiàn)方式1LC濾波使用電感和電容組成濾波器，是常見(jiàn)的傳導(dǎo)濾波電路實(shí)現(xiàn)方式。2RC濾波使用電阻和電容組成濾波器，成本低廉，適合抑制低頻干擾。3π型濾波一種常用的傳導(dǎo)濾波電路實(shí)現(xiàn)方式，具有較高的抑制效率。4T型濾波另一種常見(jiàn)的傳導(dǎo)濾波電路實(shí)現(xiàn)方式，適用于抑制高頻干擾。共模濾波電路的設(shè)計(jì)概念共模濾波電路是指用于抑制電源線之間共模干擾信號(hào)的電路。設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要關(guān)注共模電感的選擇和共模電容的匹配，以有效抑制共模干擾信號(hào)。差模濾波電路的設(shè)計(jì)概念差模濾波電路是指用于抑制電源線之間差模干擾信號(hào)的電路。設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要關(guān)注差模電感的選擇和差模電容的匹配，以有效抑制差模干擾信號(hào)。隔離電源的作用及原理1作用隔離電源可以將電源線上的干擾信號(hào)隔離，防止干擾信號(hào)進(jìn)入電子設(shè)備內(nèi)部。2原理隔離電源通常采用變壓器將電源線上的干擾信號(hào)隔離，從而保護(hù)電子設(shè)備不受干擾。隔離電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn)隔離變壓器選擇合適的隔離變壓器，確保隔離效果。隔離等級(jí)隔離等級(jí)要滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保安全可靠。效率隔離電源的效率要盡量高，以降低功耗。磁性元件在濾波中的應(yīng)用1電感電感用于抑制高頻干擾信號(hào)，常見(jiàn)于傳導(dǎo)濾波電路。2變壓器變壓器用于隔離電源，防止干擾信號(hào)進(jìn)入電子設(shè)備。3磁珠磁珠用于抑制高頻干擾信號(hào)，體積小，成本低，適合抑制寬頻帶的干擾。共模電感的設(shè)計(jì)參數(shù)選擇選擇合適的電感值、電感尺寸以及材料，以滿足共模濾波的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)共模電感的結(jié)構(gòu)，例如，多層繞線、磁芯形狀等，以提高濾波效率。測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證共模電感的設(shè)計(jì)，確保濾波效果符合預(yù)期。差模電感的設(shè)計(jì)參數(shù)選擇選擇合適的電感值、電感尺寸以及材料，以滿足差模濾波的要求。1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)差模電感的結(jié)構(gòu)，例如，單層繞線、磁芯形狀等，以提高濾波效率。2測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證差模電感的設(shè)計(jì)，確保濾波效果符合預(yù)期。3濾波電容的選擇1容量選擇電容的容量要根據(jù)濾波電路的需求選擇，容量過(guò)小，濾波效果不佳，容量過(guò)大，成本較高。2耐壓選擇電容的耐壓要高于電源電壓，以保證安全可靠。3頻率特性選擇頻率特性好的電容，以確保濾波電路的抑制效果。衰減特性的測(cè)試方法1頻譜分析儀使用頻譜分析儀測(cè)量濾波電路的衰減特性，可以直觀地了解濾波電路的抑制效果。2網(wǎng)絡(luò)分析儀使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量濾波電路的阻抗特性，可以評(píng)估濾波電路的性能。3示波器使用示波器觀察濾波電路的輸入和輸出波形，可以判斷濾波電路是否正常工作。濾波電路的性能測(cè)試測(cè)試結(jié)果顯示，濾波電路的衰減特性、阻抗特性、插入損耗和電壓降等指標(biāo)都滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求。濾波電路的調(diào)試技巧示波器觀察使用示波器觀察濾波電路的輸入和輸出波形，可以判斷濾波電路是否正常工作，并及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)。頻譜分析儀測(cè)量使用頻譜分析儀測(cè)量濾波電路的衰減特性，可以評(píng)估濾波電路的抑制效果，并進(jìn)行必要的調(diào)整。逐步調(diào)試從低頻到高頻逐步調(diào)試濾波電路，可以有效提高調(diào)試效率。濾波電路的典型應(yīng)用1工頻電源工頻電源的濾波設(shè)計(jì)主要針對(duì)工頻干擾信號(hào)，以確保電源的質(zhì)量和可靠性。2高頻開(kāi)關(guān)電源高頻開(kāi)關(guān)電源的濾波設(shè)計(jì)主要針對(duì)高頻開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生的干擾，以確保電源的效率和可靠性。3光伏逆變器光伏逆變器的濾波設(shè)計(jì)主要針對(duì)逆變器產(chǎn)生的諧波干擾，以滿足電網(wǎng)的要求。4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的濾波設(shè)計(jì)主要針對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。工頻電源的濾波設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要關(guān)注工頻干擾信號(hào)的抑制，采用LC濾波、π型濾波等方式實(shí)現(xiàn)濾波。測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證濾波電路的抑制效果，確保電源的電磁兼容性符合標(biāo)準(zhǔn)要求。高頻開(kāi)關(guān)電源的濾波設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要關(guān)注高頻開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生的干擾，采用LC濾波、磁珠濾波等方式實(shí)現(xiàn)濾波。測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證濾波電路的抑制效果，確保電源的電磁兼容性符合標(biāo)準(zhǔn)要求。光伏逆變器的濾波設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要關(guān)注逆變器產(chǎn)生的諧波干擾，采用多級(jí)濾波、諧波抑制等方式實(shí)現(xiàn)濾波。2測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證濾波電路的抑制效果，確保逆變器的電磁兼容性符合電網(wǎng)的要求。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的濾波設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要關(guān)注電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾，采用電感濾波、變壓器濾波等方式實(shí)現(xiàn)濾波。測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證濾波電路的抑制效果，確保系統(tǒng)的電磁兼容性符合標(biāo)準(zhǔn)要求。醫(yī)療設(shè)備的濾波設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)要點(diǎn)醫(yī)療設(shè)備的濾波設(shè)計(jì)要符合醫(yī)療電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，并采用高可靠性的濾波器。2測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證濾波電路的抑制效果，確保設(shè)備的電磁兼容性符合醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)。軍用電子設(shè)備的濾波設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)軍用電子設(shè)備的濾波設(shè)計(jì)要符合軍用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，并采用高可靠性的濾波器。測(cè)試驗(yàn)證通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證濾波電路的抑制效果，確保設(shè)備的電磁兼容性符合軍用標(biāo)準(zhǔn)。電源電磁兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC國(guó)際電工委員會(huì)制定了一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，例如，IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)。1CISPR國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)制定了一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，例如，CISPR22標(biāo)準(zhǔn)。2FCC美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)制定了一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，例如，F(xiàn)CC47部分標(biāo)準(zhǔn)。3歐盟EMC指令與CE認(rèn)證1歐盟EMC指令歐盟制定了一系列電磁兼容指令，要求所有在歐盟市場(chǎng)銷(xiāo)售的電子設(shè)備必須符合指令的要求。2CE認(rèn)證CE認(rèn)證是歐盟的強(qiáng)制性安全認(rèn)證，要求電子設(shè)備符合歐盟的各項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)，包括電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系1GB標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，例如，GB/T17625.1-2018，規(guī)定了電子設(shè)備的電磁兼容測(cè)試方法。2SJ標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如，SJ/T11336-2018，規(guī)定了電源設(shè)備的電磁兼容要求。3CQC認(rèn)證中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心頒發(fā)的認(rèn)證，要求電子設(shè)備符合中國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系美國(guó)歐盟日本韓國(guó)不同國(guó)家或地區(qū)制定了不同的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。濾波電路設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題濾波器的選擇根據(jù)干擾信號(hào)的頻率、幅度等特性選擇合適的濾波器。元件參數(shù)的匹配合理匹配濾波器中電容、電感、電阻等元件的參數(shù)，以確保濾波效果。濾波電路的布局合理布局濾波電路，避免干擾信號(hào)的耦合。濾波電路設(shè)計(jì)的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)1經(jīng)驗(yàn)積累通過(guò)實(shí)踐不斷積累經(jīng)驗(yàn)，掌握濾波電路設(shè)計(jì)的技巧。2仿真軟件使用仿真軟件進(jìn)行濾波電路的設(shè)計(jì)，可以提高效率和準(zhǔn)確性。3測(cè)試驗(yàn)證對(duì)濾波電路進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，確保濾波效果符合預(yù)期。濾波電路的故障診斷及解決故障診斷通過(guò)觀察濾波電路的輸入和輸出波形，分析故障原因。故障解決根據(jù)故障原因，采取相應(yīng)的措施，例如，更換元件、調(diào)整參數(shù)等。濾波電路設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1智能化智能濾波電路可以根據(jù)干擾信號(hào)的實(shí)時(shí)變化，自動(dòng)調(diào)整濾波參數(shù)，提高濾波效率。2小型化隨著電子設(shè)備的體積越來(lái)越小，濾波電路的設(shè)計(jì)也需要小型化。3集成化集成化濾波電路可以將多個(gè)濾波器集成到一個(gè)芯片上，提高濾波電路的效率和可靠性。電磁兼容濾波的質(zhì)量控制原材料控制嚴(yán)格控制濾波器中使用的原材料，確保元件的質(zhì)量。生產(chǎn)過(guò)程控制嚴(yán)格控制濾波器的生產(chǎn)過(guò)程，確保濾波器的性能穩(wěn)定。測(cè)試驗(yàn)證對(duì)濾波器進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試驗(yàn)證，確保濾波效果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。電磁兼容濾波技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例1電源濾波器電源濾波器應(yīng)用于各種電子設(shè)備，例如，電腦、手機(jī)、電視等。2信號(hào)