開(kāi)關(guān)電源PCB電磁干擾的仿真與實(shí)驗(yàn)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-10 15:19
開(kāi)關(guān)電源廣泛用于各類(lèi)電子產(chǎn)品,其電磁干擾問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注,用于預(yù)測(cè)開(kāi)關(guān)電源電磁干擾特性的仿真方法研究日趨活躍。本文以開(kāi)關(guān)電源的PCB為對(duì)象,研究了三種不同情況下的仿真建模方法,以期為電源PCB電磁干擾特性的預(yù)測(cè)提供指導(dǎo)。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)DC/DC開(kāi)關(guān)電源PCB的設(shè)計(jì)與近場(chǎng)輻射特性仿真及實(shí)驗(yàn)。根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的原理設(shè)計(jì)以LM2578為核心控制器件的PCB原理圖和線路圖,并通過(guò)制板、元器件焊接與調(diào)試得到其實(shí)物;利用PCB的線路圖在CST中建立仿真模型,并計(jì)算其近場(chǎng)輻射特性;使用電場(chǎng)近場(chǎng)探頭與頻譜儀等設(shè)備,測(cè)試其近場(chǎng)輻射;最后將近場(chǎng)輻射仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證仿真建模方法的正確性。(2)AC/DC電源PCB設(shè)計(jì)與設(shè)備級(jí)電磁輻射仿真及實(shí)驗(yàn)。以LM7805為核心器件設(shè)計(jì)電源PCB的原理圖和線路圖,以LM358為核心器件設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警電路PCB的原理圖和線路圖,通過(guò)制板、元器件焊接與調(diào)試得到各自實(shí)物,通過(guò)線纜將兩PCB與設(shè)計(jì)制做的屏蔽腔體連接成設(shè)備;在CST中將兩PCB和內(nèi)外部線纜分別進(jìn)行建模,并計(jì)算合成設(shè)備的電磁輻射特性仿真結(jié)果;同時(shí)參照國(guó)家相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),在微波暗室中采用測(cè)試天線對(duì)整...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CE102限值
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8而諸如其他測(cè)試傳導(dǎo)干擾的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)不同工況、不同頻率、不同受試設(shè)備之間合理選擇,CE101標(biāo)準(zhǔn)適用于25Hz-10kHz頻段的水面艦船、飛機(jī)等上面電源線上的傳導(dǎo)干擾檢測(cè);CE106標(biāo)準(zhǔn)適用于10kHz-40GHz天線端口的傳導(dǎo)發(fā)射,多用于發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和放大器的天線端口;CE107標(biāo)準(zhǔn)適用于因開(kāi)關(guān)操作而可能在直流或交流電源線上產(chǎn)生尖峰信號(hào)的工況下。針對(duì)電子產(chǎn)品的輻射干擾試驗(yàn)來(lái)說(shuō),在眾多EMC認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中多為遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量,而遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量只是給出一個(gè)較精確的超標(biāo)的幅值頻譜圖,無(wú)法精確到產(chǎn)品具體何處超標(biāo)或者何處電磁泄露較大,因此在近場(chǎng)測(cè)試產(chǎn)品設(shè)備的輻射值時(shí),工程師可用近場(chǎng)探頭連接放大器,后級(jí)再連接接收機(jī)或者頻譜儀,如圖1-4所示,進(jìn)行近場(chǎng)測(cè)試,此種實(shí)驗(yàn)方法可具體定位干擾源,提高測(cè)試的靈活性。圖1-4近場(chǎng)探頭測(cè)試頻譜儀是一臺(tái)在一定頻率范圍內(nèi)掃描的接收機(jī),采用頻率掃描超外差的工作方式。相對(duì)于時(shí)域信號(hào)來(lái)說(shuō),信號(hào)在所有特征中,頻率特征是最穩(wěn)定的,頻譜儀是直接得到頻域下的結(jié)果,從而較簡(jiǎn)單的就可以判斷出干擾信號(hào)的頻率。然而近場(chǎng)EMI測(cè)量的問(wèn)題在于使用近場(chǎng)探頭的測(cè)量結(jié)果并不是最終的電場(chǎng)值或者磁場(chǎng)值,搭接近場(chǎng)探頭的頻譜儀測(cè)試結(jié)果多為功率或電壓頻譜圖,需要經(jīng)過(guò)一定公式理論換算成電場(chǎng)值或磁場(chǎng)值,因此近場(chǎng)測(cè)試的方法多用于診斷具體是何處泄露嚴(yán)重。另外,在多數(shù)認(rèn)證機(jī)構(gòu)中,都是進(jìn)行的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量,測(cè)試方法按照GJB151B-2013《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射與敏感度要求與測(cè)量》中的標(biāo)準(zhǔn)在如圖1-5暗室中實(shí)驗(yàn),此種方法成本高,所花時(shí)間久,但是結(jié)果精確。被測(cè)設(shè)備近場(chǎng)探頭放大器接收機(jī)或頻譜儀
第一章緒論9圖1-5暗室在暗室中使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的各類(lèi)天線進(jìn)行測(cè)試,如圖1-6為桿天線、雙錐天線、雙脊喇叭天線,而且不同的天線對(duì)應(yīng)著不同的測(cè)試頻段,可依據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行輻射發(fā)射的精確測(cè)試。(a)(b)(c)圖1-6測(cè)試天線。(a)桿天線;(b)雙錐天線;(c)雙脊喇叭天線
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于SIwave的設(shè)備級(jí)輻射發(fā)射仿真分析[J]. 劉恩博,薄元窈,王媛. 安全與電磁兼容. 2020(01)
[2]設(shè)備級(jí)線纜強(qiáng)電磁輻照敏感度仿真分析[J]. 劉恩博,李智深,陳旗,張鈺. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]開(kāi)關(guān)電源RE102仿真與實(shí)測(cè)[J]. 劉恩博,朱俊穎,王海星,薄元窈. 安全與電磁兼容. 2019(04)
[4]PCB板靜電放電的仿真分析[J]. 許文婷,楊蘭蘭,屠彥. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(04)
[5]PCB設(shè)計(jì)中電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 熊寧. 河南科技. 2017(09)
[6]帶縫隙腔體電磁諧振特性的仿真分析[J]. 劉恩博,王丹丹,陳珂,劉文奎,杜平安. 中國(guó)科技論文. 2016(16)
[7]線纜建模與仿真研究綜述[J]. 劉嶸睿. 中國(guó)管理信息化. 2015(15)
[8]基于PEEC理論的線纜建模方法[J]. 周磊,孫艷超,林健,劉振. 艦船電子工程. 2015(06)
[9]以PCB為干擾源的帶孔機(jī)箱電磁輻射特性仿真研究[J]. 劉恩博,杜平安,周元,任丹. 電子學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]PCB電磁輻射的仿真分析與優(yōu)化[J]. 蘇桃,田夢(mèng)倩,王慶祥. 電子器件. 2014(04)
博士論文
[1]基于近場(chǎng)掃描的高速電路電磁輻射建模研究[D]. 項(xiàng)方品.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于近場(chǎng)掃描的PCB電磁輻射等效建模方法研究[D]. 肖銀雙.電子科技大學(xué) 2018
[2]互連線纜電磁輻射計(jì)算方法研究[D]. 張冰雪.電子科技大學(xué) 2018
[3]板級(jí)電磁輻射偶極子陣列等效建模研究[D]. 孔文杰.浙江大學(xué) 2016
[4]開(kāi)關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾建模研究[D]. 馮強(qiáng).西南交通大學(xué) 2015
[5]板級(jí)信號(hào)完整性、電源完整性和電磁干擾研究[D]. 姜攀.內(nèi)蒙古大學(xué) 2015
[6]PCB電路與結(jié)構(gòu)的EMC協(xié)同仿真技術(shù)研究[D]. 孫冉.西安電子科技大學(xué) 2014
[7]DC-DC開(kāi)關(guān)電源中的電磁兼容分析與設(shè)計(jì)[D]. 胡智評(píng).南京理工大學(xué) 2014
[8]高速PCB設(shè)計(jì)的電磁特性研究[D]. 高士強(qiáng).內(nèi)蒙古大學(xué) 2014
[9]電磁兼容問(wèn)題中PCB輻射干擾源等效建模方法研究[D]. 曹鐘.電子科技大學(xué) 2014
[10]高速PCB電路中噪聲抑制的分析與研究[D]. 姜宏豐.西安電子科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3334303
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CE102限值
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8而諸如其他測(cè)試傳導(dǎo)干擾的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)不同工況、不同頻率、不同受試設(shè)備之間合理選擇,CE101標(biāo)準(zhǔn)適用于25Hz-10kHz頻段的水面艦船、飛機(jī)等上面電源線上的傳導(dǎo)干擾檢測(cè);CE106標(biāo)準(zhǔn)適用于10kHz-40GHz天線端口的傳導(dǎo)發(fā)射,多用于發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和放大器的天線端口;CE107標(biāo)準(zhǔn)適用于因開(kāi)關(guān)操作而可能在直流或交流電源線上產(chǎn)生尖峰信號(hào)的工況下。針對(duì)電子產(chǎn)品的輻射干擾試驗(yàn)來(lái)說(shuō),在眾多EMC認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中多為遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量,而遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量只是給出一個(gè)較精確的超標(biāo)的幅值頻譜圖,無(wú)法精確到產(chǎn)品具體何處超標(biāo)或者何處電磁泄露較大,因此在近場(chǎng)測(cè)試產(chǎn)品設(shè)備的輻射值時(shí),工程師可用近場(chǎng)探頭連接放大器,后級(jí)再連接接收機(jī)或者頻譜儀,如圖1-4所示,進(jìn)行近場(chǎng)測(cè)試,此種實(shí)驗(yàn)方法可具體定位干擾源,提高測(cè)試的靈活性。圖1-4近場(chǎng)探頭測(cè)試頻譜儀是一臺(tái)在一定頻率范圍內(nèi)掃描的接收機(jī),采用頻率掃描超外差的工作方式。相對(duì)于時(shí)域信號(hào)來(lái)說(shuō),信號(hào)在所有特征中,頻率特征是最穩(wěn)定的,頻譜儀是直接得到頻域下的結(jié)果,從而較簡(jiǎn)單的就可以判斷出干擾信號(hào)的頻率。然而近場(chǎng)EMI測(cè)量的問(wèn)題在于使用近場(chǎng)探頭的測(cè)量結(jié)果并不是最終的電場(chǎng)值或者磁場(chǎng)值,搭接近場(chǎng)探頭的頻譜儀測(cè)試結(jié)果多為功率或電壓頻譜圖,需要經(jīng)過(guò)一定公式理論換算成電場(chǎng)值或磁場(chǎng)值,因此近場(chǎng)測(cè)試的方法多用于診斷具體是何處泄露嚴(yán)重。另外,在多數(shù)認(rèn)證機(jī)構(gòu)中,都是進(jìn)行的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量,測(cè)試方法按照GJB151B-2013《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射與敏感度要求與測(cè)量》中的標(biāo)準(zhǔn)在如圖1-5暗室中實(shí)驗(yàn),此種方法成本高,所花時(shí)間久,但是結(jié)果精確。被測(cè)設(shè)備近場(chǎng)探頭放大器接收機(jī)或頻譜儀
第一章緒論9圖1-5暗室在暗室中使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的各類(lèi)天線進(jìn)行測(cè)試,如圖1-6為桿天線、雙錐天線、雙脊喇叭天線,而且不同的天線對(duì)應(yīng)著不同的測(cè)試頻段,可依據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行輻射發(fā)射的精確測(cè)試。(a)(b)(c)圖1-6測(cè)試天線。(a)桿天線;(b)雙錐天線;(c)雙脊喇叭天線
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于SIwave的設(shè)備級(jí)輻射發(fā)射仿真分析[J]. 劉恩博,薄元窈,王媛. 安全與電磁兼容. 2020(01)
[2]設(shè)備級(jí)線纜強(qiáng)電磁輻照敏感度仿真分析[J]. 劉恩博,李智深,陳旗,張鈺. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]開(kāi)關(guān)電源RE102仿真與實(shí)測(cè)[J]. 劉恩博,朱俊穎,王海星,薄元窈. 安全與電磁兼容. 2019(04)
[4]PCB板靜電放電的仿真分析[J]. 許文婷,楊蘭蘭,屠彥. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(04)
[5]PCB設(shè)計(jì)中電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 熊寧. 河南科技. 2017(09)
[6]帶縫隙腔體電磁諧振特性的仿真分析[J]. 劉恩博,王丹丹,陳珂,劉文奎,杜平安. 中國(guó)科技論文. 2016(16)
[7]線纜建模與仿真研究綜述[J]. 劉嶸睿. 中國(guó)管理信息化. 2015(15)
[8]基于PEEC理論的線纜建模方法[J]. 周磊,孫艷超,林健,劉振. 艦船電子工程. 2015(06)
[9]以PCB為干擾源的帶孔機(jī)箱電磁輻射特性仿真研究[J]. 劉恩博,杜平安,周元,任丹. 電子學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]PCB電磁輻射的仿真分析與優(yōu)化[J]. 蘇桃,田夢(mèng)倩,王慶祥. 電子器件. 2014(04)
博士論文
[1]基于近場(chǎng)掃描的高速電路電磁輻射建模研究[D]. 項(xiàng)方品.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于近場(chǎng)掃描的PCB電磁輻射等效建模方法研究[D]. 肖銀雙.電子科技大學(xué) 2018
[2]互連線纜電磁輻射計(jì)算方法研究[D]. 張冰雪.電子科技大學(xué) 2018
[3]板級(jí)電磁輻射偶極子陣列等效建模研究[D]. 孔文杰.浙江大學(xué) 2016
[4]開(kāi)關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾建模研究[D]. 馮強(qiáng).西南交通大學(xué) 2015
[5]板級(jí)信號(hào)完整性、電源完整性和電磁干擾研究[D]. 姜攀.內(nèi)蒙古大學(xué) 2015
[6]PCB電路與結(jié)構(gòu)的EMC協(xié)同仿真技術(shù)研究[D]. 孫冉.西安電子科技大學(xué) 2014
[7]DC-DC開(kāi)關(guān)電源中的電磁兼容分析與設(shè)計(jì)[D]. 胡智評(píng).南京理工大學(xué) 2014
[8]高速PCB設(shè)計(jì)的電磁特性研究[D]. 高士強(qiáng).內(nèi)蒙古大學(xué) 2014
[9]電磁兼容問(wèn)題中PCB輻射干擾源等效建模方法研究[D]. 曹鐘.電子科技大學(xué) 2014
[10]高速PCB電路中噪聲抑制的分析與研究[D]. 姜宏豐.西安電子科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3334303
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