《电气、电子产品的电磁兼容技术及设计实例》PDF下载

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  • 作  者:钱振宇,史建华编著
  • 出 版 社:北京:电子工业出版社
  • 出版年份:2008
  • ISBN:7121062119
  • 页数:429 页
图书介绍:为满足企业对产品电磁兼容测试的发展要求,本书系统地介绍了电磁兼容的标准与实施。通过各种电磁兼容试验,介绍了各种现行标准及国内外标准化动态;在讲解电磁兼容的各种技术问题时,本着实用目的,深入浅出,循循善诱,避免复杂的公式推导;最后,本书通过一系列实例深化和补充了对电磁兼容标准和技术的理解。

第1章 电气、电子产品对电磁兼容测试的基本要求 2

1.1 电磁兼容测试标准的标准体系 2

1.1.1 基础标准 2

1.1.2 通用标准 2

1.1.3 产品族标准 3

1.1.4 专用产品标准 3

1.2 通用标准在电磁兼容标准体系中的地位 3

1.3 通用的电磁骚扰发射标准 3

1.3.1 试验端口的概念 3

1.3.2 各试验端口的电磁骚扰发射限值 4

1.3.3 试验中的注意事项 5

1.4 通用的抗扰度标准 5

1.4.1 试验端口 5

1.4.2 各试验端口的抗扰度要求 5

1.4.3 试验中的注意事项 7

1.4.4 试品性能的评定准则 8

1.5 电气、电子产品电磁兼容试验内容小结 8

1.6 标准化试验及其可信度问题 8

1.6.1 标准化试验的概念 8

1.6.2 标准化试验的可信度 9

1.6.3 试验方法的贴切性 9

1.6.4 元件特性的分散性 9

第2章 产品的电磁骚扰发射测量 10

2.1 交流电源线的传导骚扰测量(频率范围为0.15~30MHz) 10

2.1.1 试验布局 10

2.1.2 测量接收机 11

2.1.3 人工电源网络 13

2.1.4 试验方法 14

2.2 辐射骚扰的场强测量(频率范围为30~1000MH Hz) 14

2.2.1 试验布局 15

2.2.2 必要的试验设施 16

2.2.3 试验方法 17

2.3 用吸收钳法测量辐射功率发射(频率范围为30~300MHz) 20

2.3.1 试验方法的提出 20

2.3.2 测量线路 20

2.3.3 功率吸收钳 20

2.3.4 试验线路说明 21

2.3.5 用吸收钳法测试辐射骚扰发射的点评 22

第3章 谐波电流发射的测量 23

3.1 谐波电流的产生与危害 23

3.1.1 谐波电流的产生 23

3.1.2 谐波电流的危害 24

3.2 GB17625.1标准简介 25

3.2.1 设备的分类 25

3.2.2 限值要求 25

3.3 谐波电流的测量线路与测量方法 26

3.3.1 测量线路 26

3.3.2 测量方法 26

3.4 标准点评 26

第4章 静电放电抗扰度试验 27

4.1 静电的产生与危害 27

4.2 静电放电试验 27

4.3 静电放电的模拟 27

4.4 静电放电试验中的放电方式 28

4.5 实验室的型式试验 29

4.5.1 试验配置 29

4.5.2 试验方法 30

4.6 静电放电抗扰度试验标准化方面的最新进展 31

4.6.1 不接地设备的试验方法 31

4.6.2 对试品的直接放电 33

4.6.3 对水平耦合板的放电 33

4.7 试验等级 34

4.8 试验结果评估 34

4.9 试验报告 35

4.10 标准点评 35

第5章 射频辐射电磁场抗扰度试验 36

5.1 射频辐射电磁场抗扰度试验的由来 36

5.2 射频辐射电磁场抗扰度试验 36

5.3 试验等级 36

5.4 试验方法 38

5.4.1 试验仪器 38

5.4.2 试验场地及其校验 39

5.4.3 射频辐射电磁场抗扰度试验 40

5.5 射频辐射电磁场抗扰度试验标准化方面的最新进展 43

5.5.1 标准修订的主要原因 43

5.5.2 新标准的试验严酷度等级 43

5.6 标准点评 46

5.7 GTEM小室 46

5.7.1 GTEM小室简介 46

5.7.2 结构 46

5.7.3 工作原理 47

5.7.4 性能指标 47

5.7.5 GTEM小室在电磁兼容测试中的应用 50

第6章 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 52

6.1 电快速瞬变脉冲群的产生和对设备可靠性的影响 52

6.2 脉冲群发生器 52

6.3 试验配置和布局 53

6.3.1 电源线耦合/去耦网络 53

6.3.2 电容耦合夹 54

6.3.3 其他必需的配置 54

6.4 实验室的型式试验 56

6.4.1 试验方法 56

6.4.2 试验注意事项 56

6.4.3 试验等级 56

6.5 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验标准化方面的最新进展 57

6.5.1 试验等级 57

6.5.2 试验设备 57

6.5.3 试验配置 60

6.5.4 试验方法 62

6.6 标准点评 63

第7章 浪涌抗扰度试验 64

7.1 浪涌试验的提出 64

7.2 浪涌发生器 64

7.3 浪涌抗扰度试验 66

7.3.1 试验配置 66

7.3.2 试验方法 67

7.3.3 试验等级 67

7.4 浪涌抗扰度试验标准化方面的最新进展 67

7.4.1 综合波发生器 67

7.4.2 10/700μs发生器 69

7.4.3 用于通信线路和1/O线路试验的耦合/去耦网络 69

7.4.4 试验配置 73

7.4.5 试验条件 75

7.4.6 试验方法 75

7.5 标准点评 75

第8章 由射频场感应所引起的传导干扰抗扰度试验 77

8.1 由射频场感应引起的传导干扰的由来 77

8.2 试验要求和试验等级 77

8.2.1 试验的频率范围 77

8.2.2 试验要求 77

8.2.3 试验等级 77

8.3 试验设备 78

8.3.1 试验仪器 78

8.3.2 干扰耦合设备 78

8.4 试验方法 79

8.4.1 试验电平的设定 79

8.4.2 试验配置 80

8.4.3 试验方法 80

8.4.4 对试验发生器的要求 81

8.4.5 试验记录与试验报告 81

第9章 电压跌落、短时中断和电压渐变抗扰度试验 82

9.1 电压跌落、短时中断和电压渐变的产生 82

9.2 试验等级 82

9.2.1 电压跌落与短时中断 82

9.2.2 电压渐变(可选用) 84

9.3 试验仪器 85

9.3.1 试验仪器的基本形式 85

9.3.2 对试验仪器的基本性能要求 86

9.4 试验方法 87

第10章 衰减振荡波抗扰度试验 88

10.1 问题的提出 88

10.2 试验仪器 88

10.3 试验 89

10.3.1 耦合/去耦网络 89

10.3.2 试验配置 90

10.3.3 试验 91

10.3.4 试验结果评估 92

10.4 试验等级 92

10.5 衰减振荡波抗扰度试验标准化方面的最新进展 93

10.5.1 高速衰减振荡波 93

10.5.2 低速衰减振荡波在波形校验方面要求的变化 94

10.6 标准点评 94

第11章 用高频噪声模拟器进行产品的抗扰度试验 95

11.1 问题的提出 95

11.2 高频噪声模拟器的工作原理和主要技术指标 95

11.2.1 高频噪声模拟器的结构框图 96

11.2.2 高频噪声模拟器的脉冲形成原理 96

11.2.3 高频噪声模拟器的主要技术指标 97

11.3 用高频噪声模拟器做被试设备的抗扰度试验 97

11.3.1 设备的电源线抗扰度试验 97

11.3.2 设备的信号线抗扰度试验 98

11.3.3 局部辐射电磁场抗扰度试验 98

11.4 高频噪声模拟器与脉冲群发生器的比较 99

11.4.1 试验波形的比较 99

11.4.2 对试品试验结果的比较 99

11.5 采用高频噪声模拟器的试验标准举例(日本计测控制机器的抗干扰试验法导则) 99

第12章 电气、电子产品的接地问题 104

12.1 关于接地问题的概述 104

12.2 电子、电气设备接地的分类 104

12.2.1 保护接地 105

12.2.2 屏蔽接地 105

12.2.3 系统接地 106

12.3 系统接地(接参考地)与在设备中的实际连接方法 106

12.3.1 浮地 106

12.3.2 单点接地 107

12.3.3 多点接地 107

12.3.4 混合接地 107

12.3.5 系统地接地的处理原则 108

12.3.6 参考接地线的处理(搭接) 108

12.3.7 单点接地处理实例 109

12.3.8 搭接不良对设备的影响实例 111

12.3.9 单点接地小结 111

12.4 设备接地(接大地)和电力系统供电方式 112

12.4.1 TN-C系统 112

12.4.2 TT系统 113

12.4.3 TN-GS系统 113

12.4.4 TN-S系统 114

12.5 接地线的处理 114

12.5.1 独立接地系统 114

12.5.2 共用接地系统 116

12.5.3 接地系统与防雷保护 119

12.5.4 计算机房接地系统的设计举例 120

第13章 设备的屏蔽设计 123

13.1 电场屏蔽 123

13.1.1 电场屏蔽的机理 123

13.1.2 电场屏蔽的设计要点 124

13.2 磁场屏蔽 124

13.2.1 磁场屏蔽机理 124

13.2.2 磁场屏蔽的设计要点 124

13.3 电磁场屏蔽 125

13.3.1 电磁场屏蔽机理 125

13.3.2 电磁屏蔽材料的性能 125

13.4 机箱的屏蔽设计 128

13.4.1 概述 128

13.4.2 关于孔缝 128

13.4.3 电磁密封处理 129

13.4.4 显示窗口的屏蔽处理 133

13.4.5 通风孔的处理 134

13.4.6 控制轴的处理 135

13.4.7 指示器、按键和灯的处理 136

13.4.8 辅料 136

第14章 电源线滤波器 138

14.1 电源线上的干扰 138

14.1.1 干扰的存在方式 138

14.1.2 干扰的类型 139

14.1.3 干扰对设备工作的影响 139

14.1.4 设备电源线干扰的抑制技术 139

14.1.5 专用线路的采用 140

14.2 电源线滤波器 141

14.2.1 概述 141

14.2.2 线路构成 141

14.2.3 性能测试 142

14.2.4 安装 143

14.2.5 滤波器的实际使用效果 144

14.3 提高滤波器性能的一些措施 145

14.3.1 带有地线电感的滤波器 145

14.3.2 提高滤波器共模和差模滤波性能的方法 146

14.3.3 采用多级滤波器 146

14.3.4 滤波器在有浪涌电压场合下的使用 147

14.3.5 新型软磁材料的使用 147

14.3.6 加接有损元件来改进普通滤波器的高频特性 147

14.4使 用滤波器的注意事项 148

第15章 瞬变干扰吸收器件 151

15.1 气体放电管 151

15.1.1 概述 151

15.1.2 结构 152

15.1.3 工作原理 152

15.1.4 主要特性参数 152

15.1.5 参数分析 154

15.1.6 应用 154

15.1.7 气体放电管的质量问题 156

15.2 金属氧化物压敏电阻(MOV) 157

15.2.1 概述 157

15.2.2 结构 157

15.2.3 特性参数 157

15.2.4 使用原则 161

15.2.5 响应速度 161

15.2.6 压敏电阻的失效方式 163

15.2.7 使用中的注意事项 163

15.3 硅瞬变电压吸收二极管(TVS管) 163

15.3.1 概述 163

15.3.2 工作原理 163

15.3.3 主要特性参数 164

15.3.4 分析和应用 167

15.4 固体放电管 171

15.4.1 概述 171

15.4.2 工作原理 172

15.4.3 主要特性参数 172

15.4.4 应用说明 174

15.4.5 失效提示 175

15.5 组合式保护器 175

15.5.1 概述 175

15.5.2 组合式保护器件 176

15.5.3 应用说明 176

第16章 铁氧体抗干扰磁芯的应用 178

16.1 概述 178

16.2 铁氧体抗干扰磁芯的工作原理 178

16.3 铁氧体抗干扰磁芯的应用范围 179

16.4 铁氧体磁芯的外形和尺寸选择 179

16.5 铁氧体抗干扰磁芯的使用要点 186

16.6 铁氧体抗干扰磁芯使用实例 187

第17章 隔离变压器 188

17.1 概述 188

17.2 最简单的隔离变压器 188

17.3 带屏蔽层的隔离变压器 188

17.4 高性能隔离变压器(超级隔离变压器) 190

17.5 隔离变压器的安装 192

第18章 印制电路板设计 193

18.1 印制电路板的设计 193

18.1.1 单面板和双面板的设计 193

18.1.2 多层板的设计 196

18.2 关于电路设计的一些有益建议 198

18.3 与印制电路设计相关的若干问题的说明 199

18.3.1 逻辑电路工作时产生的干扰及其抑制方法 199

18.3.2 脉冲的频谱问题 200

18.3.3 信号传输中出现的畸变与解决方法 202

18.3.4 信号线滤波 204

18.3.5 与印制电路板连接电缆线的选择和使用 211

18.3.6 由布线不当引起的电磁兼容问题 213

18.3.7 印制电路板内部和设备内部的开关触点处理 217

18.3.8 设备的操作按钮与电子线路的配合问题 219

第19章 设备电气设计和装配中应考虑的问题 221

19.1 设备电气设计的一般原则 221

19.2 设备中元器件、电气配件的排布和安装原则 221

19.3 导线的排布 222

19.3.1 导线排布时应注意的问题 222

19.3.2 汇流排设计、排布与安装的注意事项 224

19.4 安全与可靠性 224

19.4.1 绝缘与抗电强度 224

19.4.2 电磁干扰与防护 226

19.4.3 设备的可靠性 227

19.5 机柜间的线缆处理原则 227

第20章 电磁兼容故障的诊断与处理意见 228

20.1 设备电磁兼容性的定性探测 228

201.1 比较“正规”的配置方案 228

20.1.2 定性试验的配置方案 228

20.2 对设备电磁兼容故障定位方法的简述 229

20.2.1 故障诊断方法 230

20.2.2 故障信号的探测 230

20.2.3 故障定位小结 231

20.2.4 故障排查举例(变频调速系统故障的现场排查) 231

20.3 电磁兼容故障的一般性处理意见 234

20.3.1 辐射发射超标 234

20.3.2 传导发射超标 235

20.3.3 抗静电干扰不合格 235

20.3.4 抗射频辐射电磁场干扰不合格 236

20.3.5 抗脉冲群干扰不合格 236

20.3.6 抗浪涌干扰试验不合格 236

20.3.7 由射频场感应引起的传导干扰抗扰度试验不合格 237

第21章 单片机、可编程序控制器和工控机的抗干扰问题 240

21.1 单片机系统的抗干扰设计 240

21.1.1 单片机系统的电磁干扰问题 240

21.1.2 单片机系统的硬件电磁兼容性设计 241

21.1.3 单片机系统的软件电磁兼容性设计 247

21.2 可编程序控制器使用中的抗干扰问题 250

21.2.1 可编程序控制器的基本概念 250

21.2.2 可编程序控制器系统中干扰的主要来源 250

21.2.3 可编程序控制器系统的抗干扰设计和措施 251

21.2.4 可编程序控制器系统中的软件抗干扰措施 252

21.3 工控机使用中的抗干扰问题 253

21.3.1 工控机使用中的硬件抗干扰措施 253

21.3.2 工控机使用中的软件抗干扰措施(软件运行过程中的自监视法) 254

第22章 智能化和电子化的低压电器产品电磁兼容问题 259

22.1 国内低压电器产品的智能化和电子化情况概述 259

22.2 我国低压电器国家标准对产品电磁兼容性能的要求 260

22.2.1 GB/T14048.1-2000对低压开关和控制设备的电磁兼容要求 261

22.2.2 GB18499-2001对剩余电流动作保护器(RCD)的电磁兼容要求 264

22.3 低压电器产品中的电磁兼容故障处理和电磁兼容性设计情况举例 265

22.3.1 剩余电流动作保护器使用中的常见故障及处理意见 265

22.3.2 智能脱扣器的硬/软件设计及其关键技术 267

第23章 家用电器(包括电动工具)的电磁兼容性测试和处理方法 270

23.1 概述 270

23.2 家用电器设备电磁兼容性测试的国内标准化情况 271

23.2.1 GB4343.1-2003对家用电器、电动工具和类似器具的电磁发射要求 272

23.2.2 GB/T4343.2-1999对家用电器、电动工具和类似器具的抗扰度要求 274

23.3 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容性处理实例 277

23.3.1 电动工具的电磁骚扰抑制 277

23.3.2 小家电产品电磁骚扰发射情况的改进 281

23.3.3 变频空调单片机测控系统的抗干扰设计例 284

第24章 医用电子设备的电磁兼容性 290

24.1 医用电子设备电磁兼容问题的特殊性和复杂性 290

24.1.1 概述 290

24.1.2 医用电子设备的特殊性和复杂性 290

24.1.3 对医用电子设备在电磁兼容性方面的要求 291

24.2 医用电子设备和系统的电磁兼容性要求 291

24.2.1 对电磁骚扰发射的限制 291

24.2.2 对公共电网的保护 292

24.2.3 抗干扰能力方面的要求 292

24.3 国内医用电子设备电磁兼容性现状 293

24.4 医疗电子学专家对医疗设备安全与电磁兼容性问题的看法 294

24.5 解决医疗电子设备的电气安全性与电磁兼容性的常用对策 296

24.5.1 医疗电子设备的漏电流 296

24.5.2 外部环境的电磁干扰对医疗设备的影响 297

24.5.3 解决医疗电子设备电气安全性与电磁兼容性的常用对策 298

24.6 医疗电子设备的电磁兼容设计举例 301

24.6.1 心脏除颤器测试分析仪的电磁兼容设计 301

24.6.2 B超设备抗电磁场干扰的对策 303

24.6.3 医用自动洗片机控制器的设计 304

24.6.4 医疗建筑中与电磁兼容相关的电气设计 305

第25章 开关电源的传导骚扰抑制问题 307

25.1 产品认证与开关电源的电磁兼容性测试 307

25.2 开关电源的电磁兼容性试验 307

25.3 开关电源的电磁骚扰发射问题 308

25.3.1 输入整流回路 309

25.3.2 开关回路 309

25.3.3 次级整流回路 309

25.3.4 控制回路 309

25.3.5 由分布电容引起的骚扰 309

25.4 开关电源的传导骚扰测试 310

25.4.1 开关电源交流电源输入端口传导骚扰的限值 310

25.4.2 测试传导骚扰发射的试验配置 311

25.5 开关电源传导骚扰的抑制技术 313

25.5.1 差模滤波的分析 313

25.5.2 共模传导骚扰抑制分析 314

25.5.3 开关电源输入滤波电路的基本参数和安全要求 316

25.5.4 开关电源滤波器的实际线路 317

25.5.5 开关电源输入滤波器中典型滤波元件的规格和性能介绍 321

25.6 其他影响开关电源传导骚扰发射的因素 341

第26章 变频调速系统的电磁兼容性测试和处理措施 342

26.1 概述 342

26.2 测试变频调速系统电磁兼容性的国家标准 342

26.2.1 标准的适用范围 343

26.2.2 电气传动系统的抗扰度要求 343

26.2.3 电气传动系统骚扰发射的限制 345

26.2.4 变频器的电磁兼容性能摸底 346

26.3 变频器的传导骚扰测试、结果分析及对策 347

26.3.1 变频器的传导骚扰测试 347

26.3.2 试验报告 348

26.3.3 对传导骚扰测量结果的数值分析 348

26.3.4 用电源线滤波器来抑制变频器的传导骚扰 348

26.4 变频器的谐波问题及其对策 351

26.4.1 变频器输入侧谐波的抑制 351

26.4.2 变频器输出侧谐波的抑制 354

26.5 变频器使用中的其他问题及其处理意见 357

26.5.1 接地 357

26.5.2 布线 359

26.5.3 布局 361

26.6 变频器输入部分常见故障的原因 368

26.7 系统的防雷(防浪涌冲击) 369

26.7.1 浪涌可能入侵的部位 369

26.7.2 变频器的浪涌保护 369

第27章 不间断电源的噪声抑制和使用问题 371

27.1 不间断电源概述 371

27.1.1 不间断电源的功能与作用 371

27.1.2 不间断电源的主要应用领域 371

27.1.3 不间断电源能解决的电网主要故障 372

27.2 不间断电源的分类 372

27.2.1 后备式不间断电源 372

27.2.2 在线互动式不间断电源 373

27.2.3 在线式不间断电源 373

27.3 不间断电源工作时自身所产生的电磁骚扰抑制问题 375

27.3.1 不间断电源工作时所产生的电磁骚扰及其限值 375

27.3.2 不间断电源工作时所产生的电磁骚扰的测试方法 380

27.3.3 不间断电源电磁骚扰的测试和超限处理实例 385

27.4 不间断电源的选择 390

27.4.1 不间断电源的一般选择 390

27.4.2 大功率不间断电源的关键技术特性 391

27.4.3 不间断电源主要性能指标及比较 393

27.5 不间断电源的使用 394

27.6 电池的维护和保养 395

27.6.1 不间断电源常用电池的种类 395

27.6.2 几种蓄电池的优、缺点比较 396

27.6.3 与电池使用相关的几个问题 397

第28章 机动车辆用电子、电气设备的电磁兼容性 400

28.1 汽车的电子化是汽车技术发展进程中的一次革命 400

28.2 车载电子、电气设备的电磁兼容问题 401

28.2.1 车载电子设备的电磁兼容性定义 401

28.2.2 汽车内部的电磁兼容复杂性 401

28.2.3 适用于车载电子、电气设备的电磁兼容标准化情况介绍 401

28.2.4 部分汽车电磁兼容国家标准介绍 402

28.3 ISO7637标准介绍 403

28.3.1 背景 403

28.3.2 试验的温度和试验电压 404

28.3.3 瞬变电压发射试验 404

28.3.4 瞬变电压抗扰度试验 408

28.3.5 改进设备对瞬变电压发射抑制及提高设备抗瞬变干扰能力的常用措施 420

28.4 车载电子、电气设备的电磁兼容性设计 421

28.4.1 车载设备电磁兼容性设计的概念 421

28.4.2 车载设备电磁兼容性设计的内容 421

28.5 车载电子电气设备电磁兼容设计举例 423

28.5.1 汽车数字式音/视频产品的抗干扰技术 423

28.5.2 汽车行驶记录仪的抗干扰设计 426

28.5.3 车载电子产品中考虑的其他有关措施 428