一种电动缸的电磁兼容设计方法、电磁兼容电动缸及应用技术

一种电动缸的电磁兼容设计方法、电磁兼容电动缸及应用，针对电动缸产品特点提出了贯穿在其原有设计始末的电磁兼容设计方法，实现了正向电磁兼容设计。该设计方法包括电动缸的电磁兼容总体规划，电动缸的电气原理电磁兼容设计，电动缸的PCB电磁兼容设计，电动缸的结构电磁兼容设计。涉及辨识电动缸电气干扰源和受扰源，根据电动缸电气特点进行原理级地系统划分，基于信号流向的电动缸印制板的布局、布线设计，电动缸印制板的静地设计，晶振的局部地平面设计，电动缸壳体结构半包围设计，通过本发明专利技术可在电动缸功能设计中有机融入完备的电磁兼容设计方法，有效提高电动缸产品的电磁兼容性，该电动缸可作为射电天文望远镜主动面系统的促动器。

【技术实现步骤摘要】
一种电动缸的电磁兼容设计方法、电磁兼容电动缸及应用
本专利技术属于电动缸设计领域，具体涉及一种电动缸的电磁兼容设计方法、电磁兼容电动缸及应用。
技术介绍
电动缸产品作为高精度直线位移的机电输出装置，被广泛应用于射电天文、机床控制及医疗器械等领域。电动缸分系统作为全系统的重要组成部分，其电磁兼容性对全系统的稳定运行具有重要作用，因而电动缸的电磁兼容性要求逐渐严苛。传统的电动缸设计中虽含有电气设计、结构设计及传动设计，但电磁兼容设计没有系统地贯穿其中。往往在电动缸产品调试完成后，经历电磁兼容考核试验时发现，产品难以通过电磁兼容要求。此时仅能通过临时措施进行电磁兼容整改，整改后的效果、工艺性及美观性势必不如一次成型产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中电动缸调试完成后难以通过电磁兼容要求的问题，提供一种电动缸的电磁兼容设计方法、电磁兼容电动缸及应用，实现电磁兼容的正向设计，有效地提高电动缸产品的电磁兼容性，避免破坏产品工艺性和美观性，降低产品开发成本。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动缸的电磁兼容设计方法，其特征在于，包括：/nS1、电动缸电磁兼容总体设计；/n从供电形式和通信形式两方面进行规划；供电形式避免工频220V供电引入电动缸后增加的直流/直流转换模块形成时钟干扰源，同时避免工频220V供电引入的电源线谐波干扰；通信形式既能搭载不同通信协议实现组网需求，又能规避铜线造成的共模辐射和差模辐射；/nS2、电动缸电磁兼容电路原理设计；/n设计对象包括处理器、二次电源、以太网通信、模拟量采集及电机驱动；/n2.1)进行电磁兼容干扰源、受扰源辨识；/n2.2)进行原理级地系统分配；/n2.3)选用复合功能的器件，对干扰源和受扰源进行电磁兼容设计优化；/n2.4)对...

【技术特征摘要】
1.一种电动缸的电磁兼容设计方法，其特征在于，包括：
S1、电动缸电磁兼容总体设计；
从供电形式和通信形式两方面进行规划；供电形式避免工频220V供电引入电动缸后增加的直流/直流转换模块形成时钟干扰源，同时避免工频220V供电引入的电源线谐波干扰；通信形式既能搭载不同通信协议实现组网需求，又能规避铜线造成的共模辐射和差模辐射；
S2、电动缸电磁兼容电路原理设计；
设计对象包括处理器、二次电源、以太网通信、模拟量采集及电机驱动；
2.1)进行电磁兼容干扰源、受扰源辨识；
2.2)进行原理级地系统分配；
2.3)选用复合功能的器件，对干扰源和受扰源进行电磁兼容设计优化；
2.4)对干扰源和受扰源进行电磁兼容滤波设计；
2.5)检查针对干扰源和受扰源采取的所示是否有效，若有遗漏，则返回步骤2.2)重新执行步骤2.2)至步骤2.4)，若均覆盖到位，则电动缸的电磁兼容原理设计结束；
S3、电动缸电磁兼容PCB设计；
3.1)印制板层设计；
最大限度利用印制板层形成的屏蔽腔体，并为信号回路构成最小面积；
3.2)印制板上的器件布局设计；
3.3)印制板的布线设计；
3.4)按照干扰源和受扰源划分，对电动缸的印制板地层、布局、布线进行电磁兼容设计检查，若有遗漏，则返回步骤3.1)重新执行步骤3.1)至步骤3.3)，直至均满足要求；
S4、电动缸壳体电磁兼容设计，包括对壳体内部布局和走线设计、壳体结构设计，以及孔、缝抑制设计，检查机箱走线以及壳体形成的孔、缝均已经处理完为止。


2.根据权利要求1所述电动缸的电磁兼容设计方法，其特征在于：
所述的步骤2.1)依据下表进行原理图信号分类排列：



信号截至频率依据以下公式进行推算：
若已知信号时域上升时间τ，则信号截止频率若仅知信号1bit的持续时间T，则信号时域上升时间然后再推算信号截止频率；
辨识方法为：信号功率高且电平高且截至频率高且为单端信号的为最强干扰源；信号功率低且电平低且为单端信号的为最敏感受扰源。


3.根据权利要求1所述电动缸的电磁兼容设计方法，其特征在于：
步骤2.2)进行原理级地系统分配的方法为：数字系统地、模拟系统地及伺服驱动系统地分别保持物理隔离；当两个地系统存在相互干扰但地平面需要相同静态工作点才能工作时，该两个地系统除物理隔离外，在就近位置通过磁珠相连；当两个地系统按功能设计需物理隔离，但其中一个地系统能形成更大的分布电容时，将两个地系统通过电容就近相连。


4.根据权利要求1所述电动缸的电磁兼容设计方法，其特征在于：
步骤2.4)针对晶振进行电磁兼容滤波设计如下：在晶振供电入口分别设计去耦电容，去耦电容包括钽电解电容C1、多层瓷介电容C2、串联磁珠L1的电容C3，晶振输出端串联RC滤波，设计电容C4和电阻R1，电容C4选用多层瓷介表贴电容，电阻R1为表贴电阻。


5.根据权利要求1所述电动缸的电磁兼容设计方法，其特征在于：
所述步骤3.1)的设计原则包括：
优选多层级印制板；层数采用偶数层；在第二层或倒数第二层设置较大面积铺地；地平面保持完整；减少多边形的边数，凸多边形优于凹多边形；优先在内层布线；优先在无相邻布线层布线，或虽有相邻布线层，但相邻布线层垂直走线或对应布线区域下方无走线；关键信号线的布线层有相邻的参考地层，并确保关键走线未跨越地分割区；
为使印制板上的共模干扰能通过低阻抗路径泄放，降低印制板上对外的辐射效能，在印制板四周设计静地，形成封闭环形敷铜，并与金属机箱实现电气连接；
静地设计方法包括：在印制板上每一层均设计同样形状的静地；静地区域不能有其它地层、电源层及走线信号；静地的宽度既能达到将内部高频噪声泄放，又能避免干扰侵扰印制板内部；静地借助印制板结构紧固方式与金属机壳构成电气连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，彭海波，袁艳，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61