产品设计时应注意的电磁兼容干扰

产品设计时应注意的电磁兼容干扰由于微电脑的依存度正不断提高，设备的大量使用，复杂了我们的电磁环境，因此外来的干扰如脉冲噪声、放射电磁场、静电、雷击、电压变动等，所引发的误动作产生当机甚至破坏的情形，如无线电的通讯、雷达、大哥大、电视游乐器??等，往往干扰到电视，甚至于造成医疗器材使用中的误动作，影响到飞航的安全。国际上对于电子、电器、工业设备产品的抗扰性测试日渐重视，且趋向整合以IEC（International Electrotechnical Commission）国际规格为测试标准，欧 洲共同体率先制定EMC防治法规，于1996 年起全面实施抗扰测试。电源方面? 三相入力电源在NFB（无熔丝断路器）与变压器间装噪声滤波器（Noise Filter），此滤波器的输入线愈短愈好。? 电源及大电流导线紧贴电气箱之底部，并沿着边角布线。? 开关式电源供应器加装隔离罩以防辐射性发射干扰，滤波器选用器选用π型或T 型可抑制宽波段噪声，陶铁磁体（Ferrite）材质可抑制射频噪声。? 电源线两端考虑采隔离接地，以免接地回路（Ground Loop）形成共同阻抗耦合（Common Impedance Coupling）将噪声耦合至信号线。? 电源线与信号线尽量采用隔离或分开配线。? 电源变压器应加隔离（Shielding），外壳须接地良好。? 单相AC 控制线建议采用绞线。? 直流导线建议使用绞线来配线。? 避免将电源与信号线接至同一接头。信号线方面? 信号输入线与输出线应避免排在一起造成干扰。? 应将CABLE剩余不用之线单端接地，以避免形成感应回路。? 接近电源线附近的信号线考虑采用捻合（Twist）。? 不同类别的信号线避免混杂接在一个连接头上，宜按类别分类并加地线隔离。? 输入信号线与输出线尽量避免同在一个接头上，如不能避免时应将输入与输出信号错开。? 敏感性较高之低准位信号线，除采用绞线外可加隔离遮蔽。模拟信号方面? 高频的类比信号及脉波信号线建议采用隔离线。? 高频类比信号线采用同轴式隔离线，低频之类比信号线采用绞线，必要时可外加隔离遮蔽，绝不可使用同轴隔离线。? 连接头安装位置须清洁处理，接头及金属面的接触电阻须小于2.5m欧姆。? 类比电路干扰以波形失真为主，抑制方法主要在滤波器选用的特性，例如；带宽、频率响应值。? 类比信号线与数位排线必须相互垂直。数字信号? 避免使用未隔离遮蔽的导线来传送数位信号，宜使用多股绞线外加隔离线。? 数位电路干扰以外在磁场干扰为主，应加隔离措施。? 数位电路易受高能电场干扰，须使用隔离线隔离，以能防止1～10MHz频段之高能电场200V/m 干扰为佳隔离选择。? 数位电路以抑制邻近电路脉波与尖波（Spikes）干扰为主。? 数位电路传送避免使用过长且未加隔离之导线。电路设计方面? 具干扰性的回路，如时脉、驱动器、交换式电源的ON和OFF、振荡器式控制信号，应加隔离遮蔽。? 各型PCB电路设计尽可能选用低噪声零组件，且须考虑噪声变化与环境温度变化之关系。? 陶铁磁体铁芯（Ferrite core）适用于高频滤波，但须注意经由此线圈负载功率损耗。? 稳压器须考虑抑制线路间共通阻抗耦合（Common Impedance Coupling）EMI问题。? 振荡器本身输出越小越好，如须要较大输出，宜由放大器放大。? 功率放大应予隔离以防止辐射性发射。? 电解质电容器适于清除高涟波（High Ripple）及暂态电压（Transient Voltage）变化。? 动力线的干扰有低压（或瞬间断电）压及突波，这些干扰通常来自于电力开关的动作、重负载的开与关之瞬间、功率半导体动作、保险丝烧断时、雷电感应…等。? 须考虑下述项目来抑制：1. 使用电源滤波器。2. 适当的电力分配。3. 受干扰的装置改用另一电路。4. 将电子零件及滤波器适当的包装。5. 使用隔离变压器。6. 装置压敏电阻。? 交流电磁接触器线圈、电磁阀，皆须联结火花消除器。? 电磁开关之热电驿输出侧须联结三相火花消除器。? 直流继电器线圈联结二极管，以供反相电压保护。? 火花消除器距离负载侧愈近愈好。? 把突波吸收器装于电路开关和噪声滤波器之间，线与线间，线与接地之间，将能有效吸收突波。