文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 电磁兼容概述

电磁兼容概述

EMC
电磁兼容(EMC)原理与应用 ElectroMagnetic Compatibility Principles and Applications
信息工程大学 周长林
1

第1章 电磁兼容概述
主要内容:
? ? ? ? ? ?
EMC
Electromagnetic Compatibility General
电磁兼容概念 ? 电磁干扰危害 电磁兼容术语 度量单位分贝 电磁兼容(组织)标准 电磁兼容工程
2

电磁兼容概念-EMC含义 Electro Magnetic Compatibility
EMC
1. 电磁兼容性(EMC)-设备、系统 工程方法、技术 2. 电磁兼容(EMC)-学科、研究 学术理论、应用研究 3. 环境电磁学(Environmental ElectroMagnetics-综合性学科、 领域
3

电磁环境
?
EMC
?
?
继水质污染、大气污染、噪声污染之后,电磁 污染已被世界公认为第四大污染 随着城市人口的迅速增长,汽车、电子、通信、 计算机与电气设备大量进入家庭,空间电磁能 量、环境电磁能量密度每年增长10%,电磁环 境恶化---环境电磁学/电磁环境学 性能、危害 研究对象:除传统设施外,涉及芯片级,直到 各型舰船、航天飞机、洲际导弹,甚至整个地 球的电磁环境,频率范围:0~400GHz
4

环境电磁学
?
EMC
?
?
各国都注重EMC教育和培训及学术交流,每年 有25次国际性的一流学术交流会和培训班,国 内外著名高校设置相关专业(本科、研究生) 研究的热点已涉及社会许多方面,如计算机安 全、电信设备电磁兼容、航空航天、武器系统、 电磁场生物效应、地震电磁现象 我国对电磁环境学重要性的认识及对EMC的研 究起步晚(20世纪80年后发展规范),目前发 展较快,国家重视,投入人力、财力进行学科 研究、试验测试、工程应用。已制定100多个 国家标准和军用标准。
5

电磁兼容研究内容
?
EMC
电磁环境日益复杂恶劣的电磁环境还会对人类 及生态产生不良的影响(电磁环境效应) 电磁兼容学正是为解决这类问题而迅速发展起 来的一门新兴学科 电磁兼容作为一门多学科的、综合性的学科分 支,EMC主要研究在有限的空间、时间和频谱 资源等条件下,各种用电设备(广义的还包括生 物体)可以共存,并不致引起降级
6
?
?

电磁兼容设计
?
EMC
EMC设计包括三方面的含义: ? 电磁环境应是给定的或可预期的 ? 设备电磁骚扰发射符合标准要求 (EMI) ? 满足电磁敏感性(EMS)或抗扰度(Immunity) 限值要求 ?电磁兼容设计的目的: ?电子设备达到预期的功能 理想功能 +电磁环境 ?系统内各设备之间相互不干扰 =实际效能 ?对外界电磁环境不构成污染 ?满足电磁兼容标准的要求
7

电磁干扰危害(现象)
数字视频设备与电视接收机间的干扰
数字脉冲电路
EMC
数 字 视 频 设 备 220AC
开关电源
8

对电子系统的危害
EMC
9

静 电 放 电 危 害 故 障
EMC Types of ESD Failures Industrial Field Failures ? Catastrophic ESD Prevention is a big Issue
Component Failure
10%
Mechanical Failure
? ?
Intermittent Latent
30%
ESD
60%
Source: Semiconductor Reliability News
a January a January1967 1967Apollo Apollo1 1Disaster Disaster a $500,000,000 a $500,000,000Problem Problemin in1984 1984 a 4,000,000,000 a 4,000,000,000Problem Problemin in1994 1994 a $8,000,000,000 a $8,000,000,000Estimate Estimatein in2004 2004 a ISO a ISO20.20 20.20Implemented Implementedin in2001 2001

电磁干扰的典型危害
?
EMC
对计算机网络的危害
工作条件<1V/m >5V/m不安全
雷电破坏 银行、 安全
?
对电力系统的危害
11

电磁干扰典型危害
?
EMC 对航天的危害
对航空的危害
?
1996年广州白云机场 美国联邦航空局
12

战场电磁环境:电子战 电子干扰武器系统不能正常工作
EMC
电磁脉冲炸弹(E-Bomb) 在目标上方爆炸后,会辐射出 高强度的电磁脉冲,能够使半 径数十公里内的武器控制系统、 地面或弹载或精确制导炸弹上 的目标定位系统、通信系统、 导航系统、探测警戒系统,以 及计算机、电视机、电话、手 机等几乎所有的电子设备无法 正常工作,甚至造成难以修复 的严重物理损伤。 火箭故障:起飞制导炸毁
13

电磁干扰的典型危害
?
EMC
?
? ?
对人类社会的影响 长期受到电磁辐射影响 人体健康造成电磁污染 失眠、脱发、乏力、白 血球下降、记忆力衰退 生物效应正反 使用2分-60分比较 发射台、塔/电力
环境电磁波卫生标准允许 超标 一级标准(小于10伏/米) >40V/m? >0.1A/m 二级标准(小于25伏/米) 4W/m2
14

电磁兼容干扰问题
EMC
15

电磁兼容研究内容
EMC
? 电磁干扰源及耦合途径的理论研究 * ? 电磁频谱利用和管理 ? 电磁兼容工程分析及控制技术 ( 屏蔽,接地 ,滤波, PCB等)* ? 电磁兼容设计与预测:(PCB等,三个阶段: 问题解决,规范设计,预测)* ? 电磁兼容测量技术 * ? 电磁兼容标准 * ? 信息泄漏与防护技术(Tempest, 红信号) ? 环境电磁脉冲及防护(自然雷电、强有意等) ? 电磁生物效应
16

EMC术语和定义 Terms and Definitions
《电磁兼容术语》
? ? ? ? ?
EMC
国家标准 GB/T4365-1995、 国际电工委员会(IEC) IEC50(161)-90 电气和电子工程师协会IEEE C63.14-1998 美国国家标准协会ANSI C63.14-1998 美国国防部 MIL-STD-463
17

电磁兼容(EMC)
EMC
电磁兼容 (Electromagnetic Compatibility) ? 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对 该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的 能力。 ? The ability of an equipment or system to function satisfactorily in its electromagnetic environment without introducing intolerable electromagnetic disturbances to anything in that environment.
18

电磁兼容(EMC)
?
EMC
EMC is a characteristic (特性)of equipment or systems that mutually withstand their respective electromagnetic emissions.
?EMC is the ability (能力) of a device or system to function without error in its intended electromagnetic environment.
? EMC is now also a discipline (学科) aimed at improving the coexistence of equipment or systems which may emit electromagnetic disturbances and/or be sensitive to them.
19