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內容簡介

本書從産品的設計和試驗兩條主綫齣發，係統地講解瞭電磁兼容設計這門新技術，以及電磁兼容的相關標準與實施。在入門篇中通過各種電磁兼容試驗，介紹瞭國傢現行標準的試驗技術，使讀者能夠對電磁兼容技術有充分的認識；在提高篇中本著實用的目的深入淺齣、循序漸進講解瞭電磁兼容的各種技術手段，並且盡量避免瞭冗長的理論公式，使讀者能夠很輕鬆地掌握電磁兼容這門技術；最後，在精通篇中本書通過一係列實例深化並補充瞭對電磁兼容標準和技術的理解。

作者簡介

張亮，電磁兼容設計與測試工程師，從事一綫設計與測試工作多年，積纍瞭豐富的經驗和案例，在期刊發錶瞭17篇技術性文章。

目錄

目 錄

入 門 篇
第1章 電磁兼容（EMC）基礎知識 3
1．1 EMC（電磁兼容）概念 3
1．2 各種各樣的“乾擾” 3
1．3 電磁兼容三要素 4
1．4 什麼是分貝 5
1．5 天綫 6
1．6 電磁兼容（EMC）相關標準 6
1．6．1 基礎標準 7
1．6．2 通用標準 7
1．6．3 産品族標準 7
1．6．4 專用産品標準 7
1．6．5 電磁兼容標準的測試內容分類 8
1．6．6 電磁兼容的試驗方法 8
1．7 電磁兼容試驗概述 9
1．7．1 通用標準中各試驗端口的騷擾標準 9
1．7．2 通用標準中的抗擾度標準 10
第2章 各試驗項目詳解 14
2．1 輻射發射（輻射騷擾）試驗 14
2．1．1 試驗目的 14
2．1．2 主要試驗設備及必備條件 14
2．1．3 試驗方法及試驗配置 15
2．1．4 試驗標準限值 17
2．2 傳導騷擾測試 18
2．2．1 試驗目的 18
2．2．2 主要試驗設備及必備條件 18
2．2．3 試驗方法及試驗配置 18
2．2．4 試驗標準限值 18
2．3 諧波電流測試 19
2．3．1 試驗目的 19
2．3．2 主要試驗設備及必備條件 20
2．3．3 試驗方法及試驗配置 20
2．3．4 試驗標準限值 20
2．4 靜電放電抗擾度試驗 22
2．4．1 試驗目的 22
2．4．2 主要試驗設備及必備條件 22
2．4．3 試驗方法及試驗配置 23
2．4．4 試驗等級 27
2．5 射頻輻射電磁場抗擾度試驗 27
2．5．1 試驗目的 27
2．5．2 主要試驗設備及必備條件 28
2．5．3 試驗方法及試驗配置 29
2．5．4 試驗等級 31
2．5．5 GTEM小室 32
2．6 電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗 35
2．6．1 試驗目的 35
2．6．2 主要試驗設備及必備條件 35
2．6．3 試驗方法及試驗配置 37
2．6．4 試驗等級 41
2．7 浪湧（衝擊）抗擾度試驗 41
2．7．1 試驗目的 41
2．7．2 主要試驗設備及必備條件 42
2．7．3 試驗方法及試驗配置 50
2．7．4 試驗等級 54
2．8 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗 54
2．8．1 試驗目的 54
2．8．2 試驗設備及必備條件 55
2．8．3 試驗方法及試驗配置 56
2．8．4 試驗等級 58
2．9 電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗 58
2．9．1 試驗目的 58
2．9．2 試驗設備及必備條件 59
2．9．3 試驗方法 62
2．9．4 試驗等級 62
提 高 篇
第3章 接地設計 67
3．1 接地設計概述 67
3．2 安全地 67
3．3 信號地 69
3．4 地綫阻抗問題 70
3．4．1 導綫阻抗 70
3．4．2 信號迴路阻抗 72
3．5 地綫乾擾的來源 73
3．6 地綫環路乾擾 74
3．6．1 地綫環路乾擾現象 74
3．6．2 地綫環路問題的解決方案 76
3．7 地綫公共阻抗乾擾 80
3．7．1 地綫公共阻抗乾擾的原因 80
3．7．2 地綫公共阻抗乾擾的解決方案 81
3．8 地綫設計原則 81
3．8．1 單點接地 81
3．8．2 多點接地 83
3．8．3 混閤接地 83
3．9 電路闆上的地綫設計 84
第4章 電磁屏蔽 87
4．1 屏蔽效能 87
4．2 電場屏蔽 88
4．2．1 電場屏蔽原理 88
4．2．2 電場屏蔽的設計要點 89
4．3 磁場屏蔽 89
4．3．1 磁場屏蔽原理 90
4．3．2 磁場屏蔽的設計要點 90
4．4 電磁場屏蔽 91
4．5 機殼的屏蔽設計 91
4．5．1 孔洞泄漏 92
4．5．2 縫隙泄漏 93
4．5．3 孔縫處理 93
4．5．4 電磁密封墊使用指導 95
4．5．5 顯示窗口的屏蔽設計 100
4．5．6 通風孔的設計 101
4．5．7 控製杆的設計 102
4．5．8 導電塗層 102
4．5．9 其他輔料 104
4．6 搭接 105
第5章 乾擾濾波 108
5．1 乾擾濾波的作用 108
5．1．1 輻射相關 108
5．1．2 電快速瞬變脈衝群試驗 109
5．1．3 靜電放電試驗 110
5．2 乾擾電流 111
5．2．1 共模乾擾電流 111
5．2．2 差模乾擾電流 112
5．3 設計電磁乾擾濾波器 112
5．4 濾波器設計過程中的問題 116
5．5 濾波電容的選擇 118
5．6 繞製電感 123
5．7 選擇磁芯 125
5．8 電源綫濾波器 126
5．9 電源綫濾波器的設計及使用方法 129
5．9．1 器件的使用 129
5．9．2 元件布局 130
5．9．3 濾波器結構設計 131
5．9．4 濾波器的安裝 132
5．9．5 濾波器的選用 133
5．10 信號綫濾波器 135
5．11 插入增益 138
5．12 濾波器對脈衝乾擾的抑製 139
第6章 電纜及連接器的設計 141
6．1 電纜的電磁輻射 141
6．2 電纜的電磁抗擾度問題 145
6．3 電纜的分布參數對電磁兼容的影響 147
6．4 電纜在産品中的位置與共模電流的關係 147
6．5 敏感電路及騷擾源的位置與産品共模電流的關係 148
6．6 電纜中共模電流的抑製 151
6．6．1 減小共模電壓 152
6．6．2 增加共模迴路阻抗 153
6．6．3 共模濾波 156
6．6．4 電纜屏蔽 156
6．6．5 平衡電路 161
6．7 電纜之間的串擾 162
6．7．1 電纜串擾機理 162
6．7．2 容性耦閤的對策 164
6．7．3 互感耦閤 165
6．7．4 各種電纜分類 169
6．8 電磁場對電纜的影響 170
第7章 瞬態乾擾抑製器件 178
7．1 氣體放電管 179
7．1．1 概述 179
7．1．2 內部結構 179
7．1．3 工作原理 180
7．1．4 主要參數 180
7．1．5 參數分析 181
7．1．6 應用 182
7．1．7 故障 185
7．2 金屬氧化物壓敏電阻 185
7．2．1 概述 185
7．2．2 內部結構 186
7．2．3 主要參數 187
7．2．4 應用原則 190
7．2．5 響應速度問題 190
7．2．6 故障模式 192
7．2．7 注意事項 192
7．3 矽瞬態電壓抑製二極管 192
7．3．1 概述 192
7．3．2 工作原理 193
7．3．3 主要參數 193
7．3．4 注意事項 197
7．4 固體放電管 201
7．4．1 概述 201
7．4．2 工作原理 202
7．4．3 主要參數 203
7．4．4 應用說明 204
7．4．5 故障模式 205
7．5 組閤式保護器 206
7．5．1 概述 206
7．5．2 工作原理 206
7．5．3 應用說明 207
7．6 設計舉例 208
7．6．1 交流電源端口防雷和防浪湧電路設計 208
7．6．2 直流電源端口防雷和防浪湧電路設計 210
7．6．3 信號端口防雷和防浪湧電路設計 212
第8章 隔離變壓器 215
8．1 概述 215
8．2 隔離變壓器原理 215
8．3 帶屏蔽隔離變壓器 216
8．4 超級隔離變壓器 217
8．5 實際安裝 220
第9章 整機電路及電路闆的設計 221
9．1 電源綫及地綫上的噪聲 221
9．1．1 噪聲的産生 221
9．1．2 抑製噪聲的方法 222
9．2 電路闆上的騷擾源 226
9．3 擴譜時鍾 227
9．4 單層闆和雙層闆的設計 230
9．4．1 單層闆 230
9．4．2 雙層闆 230
9．4．3 電路闆設計的一般規則 231
9．4．4 電路布局 231
9．4．5 布綫 231
9．4．6 多層電路闆 237
9．5 關於電路設計的建議 244
9．6 信號傳輸畸變及其解決方法 245
9．7 信號綫濾波 247
9．7．1 概述 247
9．7．2 信號綫EMC濾波綫路舉例 248
9．8 電路闆互連電纜的設計 257
9．9 電路闆及設備上的開關觸點的處理 260
9．9．1 開關斷開時瞬態騷擾形成的原理 260
9．9．2 開關切換瞬態乾擾抑製 261
9．10 操作按鈕與電子綫路配閤的問題 263
9．11 電路之間的耦閤 264
9．12 電路闆的局部屏蔽 265
9．13 從時序上降低電路受乾擾的概率 266
9．14 軟件抗擾措施 267
9．14．1 看門狗 268
9．14．2 其他措施 268
第10章 産品的電氣設計和裝配 269
10．1 電氣設計的原則 269
10．2 元器件、電氣配件的排布和安裝 269
10．3 排布導綫 271
10．3．1 排布導綫注意事項 271
10．3．2 匯流排的設計安裝 273
10．4 産品的安全性與可靠性 274
10．4．1 絕緣與耐壓 274
10．4．2 電磁騷擾與防護 275
10．4．3 産品的可靠性 277
10．5 機櫃間電纜的處理 277
第11章 電磁兼容故障的診斷及整改 279
11．1 産品電磁兼容定性 279
11．1．1 摸底試驗配置 279
11．1．2 定性試驗配置 280
11．2 産品電磁兼容故障的定位 281
11．2．1 故障判斷 282
11．2．2 故障信號的測試 282
11．2．3 故障定位總結 283
11．2．4 故障排查舉例（變頻調速係統） 283
11．3 電磁兼容故障整改 287
11．3．1 輻射發射超標 287
11．3．2 傳導發射超標 289
11．3．3 電源諧波發射超標 290
11．3．4 靜電放電抗擾度不閤格 291
11．3．5 射頻電磁場輻射抗擾度不閤格 296
11．3．6 電快速脈衝群抗擾度不閤格 297
11．3．7 浪湧（衝擊）抗擾度不閤格 299
11．3．8 射頻場感應傳導抗擾度不閤格 301
第12章 低壓電器産品的電磁兼容問題 303
12．1 概述 303
12．2 國傢標準中對低壓電器電磁兼容的要求 305
12．2．1 GB/T14048―2006標準中對低壓開關及控製設備的電磁兼容要求 306
12．2．2 GB18499―2008標準中對剩餘電流動作保護器（RCD）的電磁兼容要求 310
12．3 低壓電器産品的電磁兼容故障整改及電磁兼容設計舉例 312
12．3．1 剩餘電流動作保護器使用中的常見故障及整改 312
12．3．2 智能脫扣器的軟硬件設計及抗擾措施 314
第13章 單片機、可編程控製器及工控機的抗擾問題 317
13．1 單片機係統的抗擾設計 317
13．1．1 單片機係統的電磁騷擾問題 317
13．1．2 單片機係統的硬件電磁兼容設計 318
13．1．3 單片機係統的軟件電磁兼容設計 326
13．2 可編程控製器的抗擾問題 329
13．2．1 可編程控製器的概念 329
13．2．2 可編程控製器係統中的騷擾來源 330
13．2．3 可編程控製器係統的抗擾設計及措施 331
13．2．4 可編程控製器係統中的軟件抗擾措施 333
13．3 工控機的抗擾問題 334
13．3．1 工控機使用中的硬件抗擾措施 335
13．3．2 工控機使用中的軟件抗擾措施 336
第14章 醫療電子設備的電磁兼容 341
14．1 醫療電子設備電磁兼容問題的特殊性 341
14．1．1 概述 341
14．1．2 醫療電子設備的特殊性與復雜性 342
14．1．3 醫療電子設備的電磁兼容要求 342
14．2 醫療電子設備和係統的電磁兼容性要求 343
14．2．1 騷擾發射的限製 343
14．2．2 電網汙染保護要求 344
14．2．3 抗擾度要求 344
14．3 國內醫用電子設備電磁兼容現狀 345
14．4 醫療設備的安全與電磁兼容問題的總結 346
14．5 醫療電子設備安全與電磁兼容的整改措施 349
14．5．1 漏電流問題 349
14．5．2 電磁環境問題 350
14．5．3 電氣安全與電磁兼容常用整改措施 351
14．6 電磁兼容設計實例 355
14．6．1 超聲設備電磁場抗擾措施 355
14．6．2 醫用洗片機控製器的電磁兼容設計 356
14．6．3 心髒除顫器測試分析儀的電磁兼容設計 357
14．6．4 醫療建築的電磁兼容設計原則 360
第15章 傢用電器的電磁兼容測試及整改 363
15．1 概述 363
15．2 傢用電器電磁兼容測試的標準化 364
15．2．1 傢用電器、電動工具和類似器具的電磁發射要求 366
15．2．2 傢用電器、電動工具和類似器具的抗擾度要求 369
15．3 電磁兼容故障整改舉例 371
15．3．1 電動工具電磁乾擾的抑製 371
15．3．2 小傢電電磁發射超標整改 375
15．3．3 變頻空調單片機控製電路抗擾設計舉例 379
第16章 變頻調速係統的電磁兼容測試與整改 385
16．1 概述 385
16．2 國傢相關標準 386
16．2．1 標準適用範圍 386
16．2．2 電氣傳動係統的抗擾度 386
16．2．3 電氣傳動係統的發射要求 388
16．3 變頻器的傳導騷擾 389
16．3．1 變頻器傳導騷擾測試 390
16．3．2 試驗報告 390
16．3．3 測試結果分析 391
16．3．4 傳導騷擾的抑製措施 392
16．4 變頻器諧波問題的整改 392
16．4．1 變頻器輸入側諧波抑製 393
16．4．2 變頻器輸齣側諧波抑製 396
16．5 變頻器使用中的其他問題 399
16．5．1 接地問題 399
16．5．2 布綫問題 401
16．5．3 布局問題 404
16．6 變頻器輸入側故障 411
16．7 係統防雷 413
16．7．1 易受雷擊的部分 413
16．7．2 防雷保護 414
第17章 開關電源的傳導騷擾 416
17．1 開關電源認證和電磁兼容測試 416
17．2 開關電源的電磁兼容試驗 417
17．3 開關電源的電磁騷擾 418
17．3．1 整流電路 418
17．3．2 開關換能部分 419
17．3．3 次級整流電路 419
17．3．4 穩壓控製電路 420
17．3．5 分布電容問題 420
17．4 開關電源的傳導發射測試 421
17．4．1 交流電源端口傳導發射限值 421
17．4．2 傳導發射試驗配置 422
17．5 傳導騷擾抑製技術 424
17．5．1 差模濾波 424
17．5．2 共模濾波分析 425
17．5．3 輸入濾波電路 427
17．5．4 電源濾波器實際電路分析 429
17．5．5 濾波電路中各元件簡介 434
17．5．6 影響電磁騷擾的其他因素 445
第18章 不間斷電源的噪聲抑製 446
18．1 概述 446
18．1．1 不間斷電源簡介 446
18．1．2 應用領域 447
18．1．3 不間斷電源解決的問題 447
18．2 不間斷電源的種類 448
18．2．1 後備式電源 448
18．2．2 在綫互動式電源 449
18．2．3 在綫式電源 449
18．3 不間斷電源的電磁騷擾抑製 451
18．3．1 騷擾限值 451
18．3．2 測試方法 458
18．3．3 不間斷電源産品的電磁兼容設計 464
18．4 不間斷電源的選用 465
18．4．1 不間斷電源的選擇 465
18．4．2 不間斷電源的關鍵技術 467
18．4．3 不間斷電源的主要指標 469
18．5 不間斷電源使用時的注意事項 471
18．6 電池的保養 472
18．6．1 常見電池種類 472
18．6．2 各種電池的優缺點 474
18．6．3 電池相關問題 474
精 通 篇
第19章 汽車電子産品的電磁兼容 478
19．1 概述 478
19．2 車載電子、電氣産品的電磁兼容問題 479
19．2．1 車載電子産品的電磁兼容 479
19．2．2 汽車內部的電磁環境 480
19．2．3 車載電子、電氣産品電磁兼容的標準化 480
19．2．4 部分國傢標準簡介 481
19．3 ISO7637標準 483
19．3．1 概述 483
19．3．2 試驗條件 484
19．3．3 瞬態電壓發射試驗 484
19．3．4 抗擾度試驗 489
19．3．5 不閤格整改措施 504
19．4 車載電子産品電磁兼容設計 505
19．4．1 電磁兼容設計的目的 505
19．4．2 電磁兼容設計涵蓋的項目 505
19．5 電磁兼容設計實例 507
19．5．1 行車記錄儀的抗擾設計 507
19．5．2 車載數字視聽設備的電磁兼容設計 510
19．5．3 電磁兼容其他措施 514
第20章 鐵路信號的電磁兼容技術 516
20．1 概述 516
20．2 信號係統電磁環境 517
20．2．1 電磁環境分類 517
20．2．2 電磁兼容與安全可靠性 518
20．2．3 電氣化鐵道的乾擾源 518<

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