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隔离变送器电磁兼容设计研究

作　者: 梁振宇
导　师: 石霏
学　校: 苏州大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 隔离变送器电磁兼容 EMC 电磁发射骚扰 EMI 电磁抗扰度 EMS 电磁干扰抑制
分类号: TN03
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

隔离变送器主要应用于工业现场信号传输,由于工业现场电磁环境的复杂性,隔离变送器产品进入市场以前,需要通过电磁兼容(EMC)检验,这就要求在产品在设计阶段就对电磁兼容性问题进行考虑,寻求解决方法,保证产品符合的电磁兼容性能要求。如果等产品生产出来后不能通过电磁兼容性标准的测试,导致产品不能销售出去时,才开始考虑解决电磁兼容性问题并寻求解决措施,会给产品的生产带来很大的损失。本论文以一款交流电压隔离变送器的设计为基础,分析了电磁干扰产生的原理和传播途径,提出了在产品设计过程利用抑制电磁干扰发生的方法解决产品的电磁兼容性要求。在隔离变送器设计中从电磁发射骚扰EMI和电磁抗扰度EMS的两个方面分析了隔离变送器电路中电磁干扰发生的原理,采用滤波、去耦、旁路、接地等不同的电磁干扰抑制方法降低产品自身电磁发射骚扰的发生以及提高产品在不同电磁环境下使用的稳定性。最后此款交流电压隔离变送器产品通过了电磁兼容性试验的验证,达到了标准规范的设计要求。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章引言  8-11
  1.1 课题的背景和意义  8-9
  1.2 主要研究内容  9
  1.3 结构安排  9-11
第二章电磁兼容设计理论依据及设计原则  11-16
  2.1 电磁兼容性的基本概念  11
  2.2 电磁干扰的三要素  11-12
  2.3 电磁干扰传播途径分析  12-13
  2.4 电磁兼容的常用设计规则  13-14
  2.5 电磁兼容设计方法  14-16
第三章隔离变送器的设计  16-28
  3.1 隔离变送器的应用场合和使用环境  16
  3.2 隔离变送器的设计要求  16
  3.3 隔离技术  16-17
  3.4 设计原理及方案  17
  3.5 设计选用的芯片  17-20
    3.5.1 MCP3425  17-18
    3.5.2 MCP4725  18-19
    3.5.3 OPA2277 和MCP6V01  19-20
  3.6 电压变送电路设计  20-22
  3.7 电路分析  22-25
    3.7.1 全波精密整流电路  22-23
    3.7.2 I~2C 双向通信电路  23-24
    3.7.3 V/I 转换电路  24-25
  3.8 试验结果  25
  3.9 电压隔离变送器在工业环境中的EMC 检测要求  25-28
    3.9.1 工业环境中发射标准  26
    3.9.2 工业环境中抗扰度试验标准  26-28
第四章隔离变送器电磁发射骚扰EMI 抑制方法的设计  28-37
  4.1 反激式开关电源的工作原理  28-29
  4.2 反激式开关电源EMI 传导骚扰产生原因  29-30
  4.3 EMI 传导骚扰的抑制  30-31
    4.3.1 共模传导骚扰的抑制  30
    4.3.2 差模传导骚扰的抑制  30-31
  4.4 EMI 传导骚扰抑制的测试结果  31-33
  4.5 反激式开关电源EMI 辐射骚扰的抑制方法  33-34
  4.6 EMI 辐射骚扰抑制的测试结果  34-36
  4.7 结论  36-37
第五章隔离变送器电磁免疫抗扰度EMS 的设计  37-47
  5.1 射频电磁场辐射抗扰度免疫设计  37-39
  5.2 射频场感应的传导骚扰抗扰度免疫设计  39-40
  5.3 静电放电抗扰度设计  40-41
  5.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度设计  41-42
  5.5 浪涌抗扰度设计  42-44
  5.6 试验测试与结果  44-46
  5.7 结论  46-47
总结  47-48
参考文献  48-50
攻读硕士学位期间完成的主要论文  50-51
附录  51-52
致谢  52-53

隔离变送器电磁兼容设计研究

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