电磁兼容范文10篇

电磁兼容范文篇1

关键词：民用电子电气设备；电磁兼容测试系统；系统设计

电磁兼容性测试研究电子电气设备适用中独立工作的电磁抗干扰能力，随着无线电设备大量出现，各类无线电收发设备相互电磁干扰情况严重。20世纪中期后，电子设备内部元器件小型化，各电子元器件占用空间拥挤，频谱资源占有率增加，需要提高频谱资源利用率。与EMC相关法律有很多，发达国家相关组织有相关规定。我国电磁兼容测试为3C强制认证，电子电气产品EMC为法律规定要求，电子电气设备进入市场前需通过EMC。本文设计科学高效的民用电子电气设备EMC系统，满足工程应用实践分析。设计系统可实现EMI发射骚扰测试，可实现子系统分为RE辐射发射等。

1民用电磁兼容测试标准分析

设计符合标准规范的民用电磁兼容测试系统，需要了解对应测试方法要求等。EMI接收机是电磁骚扰测试重要仪表，测试干扰信号有间发行等特点，EMI接收机通常采用扫频测试进行逐点扫描测试[1]。GB/T6113.101标准对EMI测量接收机有明确指标要求。测量接收机内部放大器幅度特性需比测正弦信号有较大动态范围储备。应注意区分检波器功能与测试接收机上输出指示的意义，采用正弦波等效RMS进行校准。测试CE传导发射骚扰电压时，需在被测试设备间增加规定人工电源网络。人工电源网络作用点包括将外部供电电路与被测设备电路隔离，电源供电端子提供测试阻抗。系统选用人工电源网络为耦合非对称电压V型网络[2]。电探头在CE传导发射骚扰电流测试使用，不需改变被测设备原有电路，适合测试复杂接线电路系统。系统设计使用高阻电压探头，可使用高阻电压探头测试优点是不影响供电网络下测试，缺点是需避免被测电路阻抗较高。高阻电压探头由电阻与电容组成，接地端子需良好接到参考地。EMI天线接收空间强信号后，场强值与电压值比为天线系数。电磁兼容无线电骚扰测量要注意具有可复现性，物相互作用。测量装置运行条件作出明确规定，需测量电平上有足够信噪比，扫频接收机测量适当考虑设备特殊工作特性。非源于EUI产生骚扰，需在实验报告中记录[3]。测试EMI干扰电平时需较长测试时间，EMI接收机使用峰值检波器捕捉信号，仅对发射幅值接近的关键频率测量最大值。RE辐射发射测试目的是针对机箱端口辐射骚扰测试，对多种电子电气产品，需测试辐射骚扰电磁场干扰，电场干扰需测试水平极化。辐射骚扰测量需考虑实验环境，环境噪声电平满足低于极限值6dB要求。通用EMI测试流程图如图1所示。

2民用电磁兼容测试系统设计

根据电磁兼容测试标准解析，通过测试项目分类得出民用EMC测试系统主设备清单。EMI测试机必须具备QP准峰值检波器、AV平均值检波器等，EMI测试接收机选用德科技更厚实数字中频测量接收机。人工电源网络用语电磁骚扰电压测试，根据GB6113.102等标准要求，选用NSLK8127人工电源网络[4]。阻抗稳定网络用语电信骚扰电压测试，选用八线阻抗稳定网络ISNT8-Caat6阻抗稳定网络。仪表选型根据出厂技术规格核对标准满足要求，EMC测试系统需要有第三方实验室针出具计量报告，保证符合测试规范要求。由于测试系统整体完成自动测试，组成包括RS辐射抗扰度测试路径等，射频测试路径需要可程控射频开关自动切换，程控路径考虑在屏蔽室进行光电信号转换通信。对CE发射骚扰测试时，射频电缆衰减影响系统灵敏度。设备电缆功率影响系统安全性。选择射频电缆需从功率容限等方面考虑。电磁兼容测试系统不同项目，进行理论测试值推导，包括干扰测试限值推导等。EMI发射骚扰测试重要指标为系统灵敏度，CE传导骚扰测试频率范围为150kHZ-30MHz，需保证测试频段底噪数据低于标准要求极限值-20dB.CE传导骚扰测试影响灵敏度测试值由脉冲限幅器，传感器修整等决定[5]。对系统测量场强分布采用仿真手段进行分析，使用天线为复合天线，仿真天线使用双锥天线，整体仿真包括几何尺寸建立，介质参数考量等。对RS场强分布作出仿真案例分析。技术参数满足测试频率范围80MHz-6GHz，测试场强最高达10V/m，测试距离为3米，系统测试场强10V/m，校准场强为18v/m，校准场强范围为18-36V/m。

3系统不确定度评估

规范的民用电磁兼容测试系统需进行不确定度评估，对设计测试系统进行不确定度评估，建立不确定度基本模型，进行各参数分量不确定性计算。按照国家检定规范标准要求，通过分量对应概率分布情况统计为标准不确定度分量，通过测试得到统计标准偏差值，如若独立属性信息统计检验概率分布归类为B类评估方法。采用B类评估计算其他不确定度来源引入不确定度[6]。在重复性条件下对测量独立性重复测量n次，被测量X最佳估计值是n个独立测得值算数平均值x.A类评定标准不确定度公式为：屏蔽室内对电源端口传导骚扰测量，对待测设备进行频率150kHz-30MHz的传导连续骚扰测量，EUT为落地式设备可立于地平面。根据传导连续骚扰测试系统连接方法确定不确定性数学模型。EMI测量接收机测试结果随外界环境变化有部分偏差，标准不确定度为试验标准偏差，使用梳状信号发生器为被测设备进行重复测量，计算频率点标准差，测得150KHz时标准差最大。使用网络分析仪进行路径校准，衰减量S21校准结果在频段最大误差值为0.05dB，校准不确定度为0.15dB，分量标准不确定度为0.08dB。辐射骚扰测试灵敏度与极限值符合度对照表如表1。30MHz-1GHz辐射骚扰测量在半电波暗室内进行，支撑物由低介电常数材料制成，EUT可立于地面，天线距EUT为3m，测试用接收机型号为N9038A。根据辐射连续骚扰测试系统连接方法，可确定不确定数学模型[7]。测试接收机读数变化由测量系统不稳定性等因素引起，标准不确定度为试验标准偏差，计算公式为：为测试次数，xi为接收机单词测试值。使用信号源为被测设备进行10次测量，不确定度为0.11dB。合网络法进行射频场感应传导抗扰度测试，测试前需进行校准获得所需射频噪声信号强度。根据射频感应传导骚扰抗扰度校准测试方法，对测试引入不确定度，|VTest=VCal+δVMTt+δVLMCt+δVTGM+VPAt+δVswt.δVswt为测试中自动测试软件电平容差设置不确定度；δVTGM为信号源不确定度；δVLMCt为测试中功率探头不确定度，从原厂校准证书获得150Ω转50Ω适配器插入损耗最大差值X1=0.04dB，X1为矩形分布，95%置信度时k=2，标准不确定度u(δVRCAL)=0.35dB，校准系统连接不确定度分量为正态分布。

4系统实现验证

目前建设完成民用电子电气设备电磁兼容测试系统，包括RS辐射抗扰度测试等，如图2所示。EMI传导骚扰测试不接入测试样品时，实测值满足测试底噪满足低于极限值20dB要求。测试结果未超限。EMI辐射骚扰测试系统不接入测试样品，测试底噪满足低于极限值20dB要求。样品测试结果未超限值。CS传导抗扰度测试系统频率范围150kHz-230MHz,系统注入干扰值，可得出满足极限要求。各频段CS传导抗扰度测试干扰电平精度范围，80-230MHz标称干扰电压值±0.3V，偏差范围在0.2V内。RS辐射抗扰度测试系统频率范围80MHz-6GHz，场地均匀面为1.5米*1.5米，系统注入干扰强度值可得出满足极限值要求。各频段RS辐射抗扰度测试干扰场强精度范围，1000-6000MHz标称场强值±0.5V/m，偏差范围在0.3V/m内。电磁兼容自动测试系统设计完成后，对系统测量功能需进行实验。在满足标准要求下对样品进行测试，EMI传导发射骚扰测试由于测试仪表影响大，统一使用梳状信号源为被测物测试。EMS辐射抗扰度测试施加干扰电平准确性取决于检测端设备，监测端设备可通过第三方实验室出具计量报告为判定依据。比对计算结果|En|<=1，根据要求评定监检测系统符合测试要求。根据不确定计算结果，Uref=3.1dB，测试结果|En|<=1满意。根据不确定计算结果，Uref=4.2dB，通过双方对比结果分析，根据要求评定系统符合测试要求。

5结语

电磁兼容测试是电子电气产品必须进行的检验，是法律的硬性规定，需要科学的民用电子电气设备电磁兼容性能测试系统。以往国内同行电磁兼容测试系统设计中缺乏科学依据，通常为经验性方式进行。本文研究系统建设后测试数据有效性评估，测试系统通过科学方法进行不确定度评估，根据不确定度考虑CE，CS测试项目不同确定度来源，得出各分系统综合不确定度。CR抗扰度测试系统中功率放大器是重要仪表，通过理论计算可优化评估需使用的功放输出等级，减少设计成本。

参考文献

[1]周杰.基于民用电子电气设备的电磁兼容测试系统设计与实现[D].电子科技大学,2019.

[2]战子华.基于轨道交通设备的电磁兼容实验室方案设计[D].深圳大学,2018.

[3]朱界平.汽车灯具电磁兼容光参数测试系统关键技术研究[D].上海交通大学,2018.

[4]刘时宜.复杂机电装备电磁干扰（EMI）现场测试技术研究[D].湖南大学,2015.

[5]张雪莲.基于小波变换的电磁干扰测试系统的研究与设计[D].中北大学,2014.

[6]卢中昊.系统级电磁兼容现场测量关键技术研究[D].国防科学技术大学,2013.

电磁兼容范文篇2

1.电磁兼容定义其重要性

1.1电磁兼容概念。电磁兼容，就是指电子产品在使用的环境中能够正常运转的同时不干扰其他电子，具体来说就是一方面电子产品在工作运行期间产生的电磁干扰不足以影响别的电子设备的正常运行，不会对其他电子设备造成损害或保证这一损害在一定的可接受的区间内，另一方面电子，电子产品应当具备一定的抗干扰性，能够隔绝使用环境中其他电子设备的电磁干扰，或是让这种干扰不能影响到电子产品自身的正常运行。电磁兼容的主要研究的就是电磁干扰。可以分为两类：抗干扰技术和电磁辐射控制。电磁兼容在研究设计的过程中主要考虑到电磁环境的评价、EMI耦合路径、抗干扰技术、电磁频谱利用和管理、电磁场生态环境。1.2电磁兼容的重要性。随着科学技术的发展，人们对电子产品的电磁兼容也有了更多的认识，也越来越重视电磁兼容的设计和测试方面的研究。当今电子产品的电磁兼容不仅是针对产品本身内部的结构更加小巧、复杂，还包括了对周边干扰、辐射方的影响，比如，在某些电子产品使用中引发起爆装置从而发生了爆炸威胁了生命财产的安全，还有一些电磁干扰使得广播无法正常接收、数据传播的中断和丢失等现象，甚至有些电磁干扰或辐射会对生命体产生一定的影响。因而，研究电磁兼容对于电子产品来说显得尤为重要。当前电磁兼容涵盖到的频率范围从0到400GHz，几乎囊括了人们工作生活所需的各个方面。通过对电磁兼容的进一步研究，首先可以制定出相关行业的电子兼容标准，促进电子产品健康可持续的发展；其次可以提升产品的可靠性和安全性，不干扰其他设备的正常工作；第三，电子兼容作为电子产品的重要标准，关系产品的质量如何以及是否达标，是电子产品进入市场所必须经受检验，为了提高电子产品的市场占有，就必须对电磁兼容进行深入的研究；第四，加强产品的电磁兼容研究可以有效的避免产品在后期出现不兼容的问题，降低后期出现不兼容现象的相关费用，也使得系统风险得到有效的降低；第五，电磁现象是一个无法避免的问题，也与人类现代生活是密切相关的，如何降低电磁环境对人体的潜在影响也是电磁兼容所研究的重要意义之所在。

2.电子产品兼容设计要素

电子产品的电磁兼容设计的目的是力求设计出来的产品可以在共存的电磁环境中正常工作，互不影响。首先要依据相关标准，把电磁兼容指标分为产品级别的、模块级别的、电路级别的、元件级别的指标要求，然后，根据实际产品需要逐级进行设计。2.1电子产品兼容设计应遵循的原则。为了改善电子产品的兼容性能，在电磁兼容设计中通常要遵循以下几项原则：一是电磁兼容要以产品为核心，既要保证电子产品的电磁兼容复合国家标准，又要满足产品的基本要求，使得设计的产品符合系统的相关技术指标。二是电磁兼容设计要进行加固设计，不能把电磁兼容准则教条化，要依据产品特点进行加固，确保产品可以稳定的运行，在设计的时就要留有设计余量，确保可靠。三是兼顾经济因素，为达到统一的兼容目标，电子兼容的设计参数是灵活的，选择的手段也是多样化的，设计者要从整体出发考虑到经济成本因素。四是考虑到电子产品内部干扰，抑制产品内部产生寄生耦合公共电抗的寄生参数，在同一电磁空间秉持强弱电分开、不同频率的传输线分开的原则。五是产品在强磁场的地线不可以形成闭合回路，避免环路电流干扰。六是电路的电磁干扰一般较难消除，可以考虑降低噪声强度，或进行小范围屏蔽，使其不致形成干扰。2.2设计要素分析。电子产品的电磁兼容设计要素主要包括耦合通道的抑制、空间分离、时间分隔、频率管理、电气隔离等。其中，耦合通道抑制可以通过屏蔽技术、滤波技术、布线、搭接、接地来实现；空间分离可以从地点、地形的控制管理以及电场矢量方向进行控制；时间分隔可以通过雷达脉冲同步、主动和被动的时间分离来实现；频率的管理主要包括了频率的管理和调制、数字和光电的传输以及滤波；电气隔离主要是进行变压器的隔离、光电的隔离、DC\DC变换、继电器的隔离等。

3.电磁兼容测试技术

电子产品的电磁兼容设计与其电磁兼容的测试是相辅相成的，紧密联系的，只有通过了电磁兼容的测试才能真正确保电子产品的性能的可靠，才能保证电磁兼容达到设计标准。通过电磁兼容测试技术，才能让电子产品的电子兼容技术得到认可，才能在确保自身不受周围电磁干扰环境的影响正常运行的同时，周围的其他电子设备不受其电磁干扰从而导致其他电子设备无法正常使用。电磁兼容测试技术的运用不仅可以方便我国的电子产品与国际接轨，走向世界，还可以确保人身和材料的安全，特别是在医疗器械和电爆装置中的运用。3.1电磁兼容测试分类。对电子产品进行电磁兼容测试方法主要包括了两方面，一是电磁骚扰测试，二是电磁抗扰度测试。这两个方面的测试又包括辐射和传到两个方向的测试，具体的测试内容需要根据产品特点进行决定，通常考量产品电磁干扰发射情况要参考电磁骚扰测试的结果，考量产品的敏感度要依据电磁抗扰度测量。3.2电磁骚扰测试。电磁骚扰测试可以分为传导骚扰发射测量和辐射骚扰发射测量。对产品的电源线、控制线和信号线主要进行的是传导发射测试；对壳体、外壳、天线的辐射发射主要进行的是辐射骚扰发射测量。电磁骚扰测试中，主要针对的是产品的电子元器件、系统及设备在不同的电磁环境下，传导的发射量和辐射的发射量。根据电磁兼容相关标准来判定测量的结果是否符合标准，对于不符合的产品要进行整改，直到其符合相关标准。3.3抗扰度测试。对电子产品进行电磁骚扰发射测量，这个相对来说比较简单直接，将电子产品放到规范的测试环境当中，进行规范的测量就可以知道骚扰发射量的强度。相比而言，抗扰度的测试就要复杂一些，不仅需要达到一定标准的测试环境，还要施加标准的干扰信号，还包括测试时要用到的有用的实验信号和无用的实验型号。在进行抗扰度测试的过程中，针对性能下降的测试需要主观来评定，也需要客观的电流、电压等信号确定平底结果，针对限制的测量需要限制电平测量而非实际抗扰度电平。

电磁兼容范文篇3

关键词：电磁兼容试验技术现状需求

一电磁兼容试验技术现状及发展需求

我国运用电磁兼容试验技术，多起始于60年代前后，当时试验室条件简陋，测量设备多半是国内自行研制的简易测量设备，测量手段也比较落后。1966年船舶先行一步，制订了自己的行业测量标准JB-854-66《船用电气设备工业无线电干扰端子电压测量及允许值》。

改革开放后，国际交往增多，国际先进的电子测量设备大量涌进市场。国内一些重要科研单位、大型生产厂家及某些高校先后兴建电磁兼容试验室，引进了成套的测量设备。

众所周知，电磁兼容领域与其它专业相比，要更多地依赖于测量，而且电磁兼容测量对试验条件的要求又很严格。因此，随着国际电磁兼容标准的与转化，我国高标准的试验室陆续建成，专业技术队伍不断扩充壮大，这为电磁兼容试验技术的发展带来了机遇和条件保证。

欧共体颁布89/336EEC文件以后，电磁兼容标准的效力已被认可。我国政府部门对此作出反映，出台一系列举措，如：国家出入境检验检疫局和对外贸易合作部联合下发《关于六种进口产品实施电磁兼容强制检测的通知》，规定从1999年1月1日起对个人机、显示器、打印机、开关电源、电视机、音响设备实施强制性检测，从2000年1月1日起必须获得国家出入境检验检疫局签发的进口商品安全质量认可证书，并加贴安全认证标志后方能进口销售。

这些举措显然都要依赖于测试验证，在客观上推动了电磁兼容试验技术的发展。特别是2001年12月11日起我国已成为WTO的正式成员，电气、电子产品的国际贸易将会更加频繁，大至大型电机，小至电动玩具，都要进行电磁兼容测试，电磁兼容试验的市场需求已不言而喻。

此外，国际形势的现状也无法回避外层空间的军事化以及空间与地面联合作战大型军事活动的发生。这就要求军用系统、武器装备满足更加苛刻的电磁兼容指标。军事产品的电磁兼容测试需求同样广泛迫切。

二电磁兼容试验室自动化测试继续稳步发展

的电磁兼容试验室大都以军标或民标为主，彼此适当兼顾，安装的测试设备与试验室很好配套。这种试验室可完成规定标准的规范测试，测试结果可指明受试件是否满足规定标准要求，如果超标，则可给出超标的频点及超标量值；对于抗干扰性能检测，则给出受试件的实际抗扰性电平，亦即敏感度阈值。

这种测试是产品验收的最终检测手段，无论是新产品定型、产品上市流通，还是军品总装前的产品交付验收都是必不可少的。

这类试验室大多能够根据相应标准作全自动化检测，消除系统测试误差，从而得到精确的测试结果。

三电磁兼容试验室认证工作纳入规范化管理

由于电磁兼容标准已被赋予法律效力，则电磁兼容测试结果的公正性与正确性就显得十分重要，它关系到一项设计能否被认可，一个产品能否成为合格产品，关系到的命运。

如何保证同一产品在不同试验室测试结果的一致性呢？谁来保证试验室测试的公正性呢？这些工作正在纳入规范化管理之中。

1999年曾由国防口主办过一次试验室比对工作，最近又在筹备新一轮的比对工作，参加对比的试验室在有关部门组织下参照（ISO/IEC系列导则43-1984E）实验室能力测试的设计及实施》，对同一被测试设备进行约定测试项目的测试。测试方法及测试要求均在比对文件中给出。最后由组织单位按规定对测试结果进行数据处理。这对电磁兼容测量中量值的统一将起到重要作用。

为了保证电磁兼容测试结果的公正性，首先要有一个在电磁兼容领域中具有杰出才能和丰富经历的权威组织作为认证机构。在确认标准规定要求得到满足后，认证机构有权颁发合格证书。认证机构按照标准EN450001/1990.5《测试试验室操作的通用标准》授权和控制试验室，使其具有合法身份，检查它的公正性、独立性、诚实性、技术能量及质量管理体系。

目前我国对电磁兼容试验室的认证工作已经开始，也出台了相应的标准。各试验室已按标准要求加强试验室管理。一些直接引进的试验室已拿到承制方申请的欧共体“CE”标记的认可证书。

电磁兼容范文篇4

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素，因此，它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2－1内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种。

（1）工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰；(与工作频率有关)

（2）信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；

（3）设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰；

（4）大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

2－2外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰，包括以下几种。

（1）外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统；

（2）外部大功率的设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统；

（3）空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰；

（4）工作环境温度不稳定，引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰；

（5）由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比被干扰的对象结构尺寸小，或者干扰源与被干扰者之间的距离r>>λ／2π时，则干扰信号可以认为是辐射场，它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进入被干扰对象的通路。

（2）干扰信号以漏电和耦合形式，通过绝缘支承物等（包括空气）为媒介，经公共阻抗的耦合进入被干扰的线路、设备或系统。

如果干扰源的频率较低，干扰信号的波长λ比被干扰对象的结构尺寸长，或者干扰源与干扰对象之间的距离r<<λ／2π，则干扰源可以认为是似稳场，它以感应场形式进入被干扰对象的通路。

（3）干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

4电磁兼容性设计的基本原理

4－1接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：

（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。

（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。

（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。

因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

4－2屏面

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是：

（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率（高电导率）的金属材料中产生的涡流（P=I2R，电阻率越低（电导率越高），消耗的功率越大），形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。

（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。

（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4－3其它抑制干扰方法

（1）滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平，因为干扰频谱成份不等

于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

（2）正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的，其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

（3）电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

5电磁兼容性问题的规范和标准

干扰特别委员会（CISPR），主要研究无线电系统中干扰噪声的测量。1976年，CISPR开始制订电磁干扰的EMI标准。1900年10月在几经修订基础上公布再版标准，随后该委员会还与国际无线通信资询委员会一起审议，为电子产品电磁兼容性的检测制订数据要求及具体方法。制订了以信息技术装置噪声为对象的“工业、科学及医疗用无线电仪器的干扰特性允许值及其测量方法”（标准11号）；“车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值”（标准12号）；“无线电和电视接收机的无线电干扰特性的测量方法及允许值”（标准13号）等。直至1992年中期，国际EMI标准才最终完善起来。CISPR推荐的容限已为世界上许多国家所采纳，并作为其国家条例的基础。

无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备，产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。例如，根据无线电通信咨询委员会357-1号建议，在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的（5800～8100MHz）频段上，当给到天线上的功率不超过13dBW时，应该限制微波中继通信线路的发射机有效辐射功率（即发射机功率和天线增益的乘积）数值为55dBW。建议同时限制卫星通信的地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务，例如业余无线电爱好者的，移动通信系统等的发射机功率的最大值也应该受到限制。

频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用，是提高射频资源利用率的一种途径，也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议（无线电频率分配表）和全国文件，实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率—空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小，或消除干扰，由国家无线电管理委员会负责协调。

近年来，我国许多部门都在开展电磁兼容性的试验研究和有关技术标准的制定工作，制定了一系列标准和规范。例如，国家标准GB3907-83为工业无线电干扰基本测量方法；GB4824.1-84为工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值；GB6279-86为车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值等。国家无线电管理委员会对工、科、医等电子设备的使用频率、带宽和最大辐射场强都作出了具体规定。这对保证电子设备的正常工作和人民的正常生活以及促进现代科学技术更迅速发展，都起了重要的作用。

6一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术在各行各业中的广泛应用，在人类活动的空间无处不充斥着电磁波，因此，电子设备不解决电磁波干扰问题，就不能兼容工作。在实际应用中，人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验，不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时，电磁干扰相当突出，严重时会损坏电子元器件。因此，汽车电子设备的电磁环境最为恶劣，汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染，规定只能使用带阻尼（如碳芯）的屏蔽线作为点火线，实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术，尤其是计算机在汽车上的应用和推广，根据需要和实际要求，可以设计出效果良好的滤波电路，置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处；可以设置隔离电路，如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰，同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰；也可以设置能量吸收回路，从而减少电路、器件吸收的噪声能量；或通过选择元器件和合理安排电路系统，使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置，软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放，内存空间较小，对存放的数据而言，若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果，可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性；如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化，可以在随机内存区设置检验标志；为了减少干扰对随机内存区的破坏，可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置，只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多，如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候，必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰，常用的办法是设置一个定时器，从而保护程序正常运行。

近年来，电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上，于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板，对仪器的正常工作产生有害的干扰，而仪器所产生的电磁波，也非常容易辐射到周围空间，影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求，人们在实践中，研究出塑料金属化处理的工艺方法，如溅射镀锌、真空镀（AL）、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔（Cu或AL）和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后，使完全绝缘的塑料表面或塑料本身（导电塑料）具有金属那样反射（如手机）。吸收、传导和衰减电磁波的特性，从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中，采用导电涂料作屏蔽涂层，性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方，做成一个封闭的导电壳体并接地，把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明，若屏蔽材料能达到（30～40）dB以上衰减量的屏蔽效果时，就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛，而且各种干扰设备的辐射很复杂，要完全消除电磁干扰是不可能的。但是，根据电磁兼容性原理，可以采取许多技术措施减小电磁干扰，使电磁干扰控制到一定范围内，从而保证系统或设备的兼容性，例如，通信系统最初设计时，就应该严格进行现场电波测试，有针对性地选择频率及极化方式，避开雷达、移动通信等杂波干扰；高压线选择路径时，应尽量绕开无线电台（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收设备与工业干扰源设备适当配置，使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离；在微波通信电路设计中，为了减少干扰，可采用天线高低站方式调整微波电路反射点，并利用山头阻挡反射波，使之不能对直射波形成干扰。另外，微波铁塔是独立的高大建筑物，应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

电磁兼容范文篇5

关键词：电源；子系统；电磁兼容

引言

电子产品间会通过传导或者辐射等途径相互干扰，导致电子产品不能正常工作。因此，电磁兼容在电源产品设计中处于非常重要的地位，若处理不当会带来很多麻烦。

开关电源是一个很强的骚扰源，这是由于开关管以很高的频率做开关动作，由此会产生很高的开关噪声，从而会从电源的输入端产生差模与共模干扰信号。同时，开关电源中又有很多控制电路，很容易受到自身和其他电子设备的干扰。所以，EMI和EMS问题在电源产品中都需要重视。

然而对于一个电源系统内有多个子系统的场合，多个子系统之间的电磁兼容问题就更加尖锐。由于电源产品体积的限制，多个子系统在空间上一般都比较靠近，而且通常是共用一个输入母线，因此，互相之间的干扰会更加严重。所以，这类电源系统除了要防止对其他电源系统和设备的干扰，达到政府制定的标准外，还要考虑到电源系统内部子系统之间的相互干扰问题，不然将会影响到整个系统的正常运行。

下面以一个军用车载电源为例，阐述了在设计中应注意的原则，调试中出现的问题，解决的方案，以及由此得到的经验。

1电气规格和基本方案

1.1电气规格

如图1所示。由于是车载电源，所以该电源系统的输入为蓄电池，电压是9～15V。输出供辐射仪，报警器，侦毒器，打印机，电台，加热等6路负载。其电压有24V，12V，5V3种，要求这3种电压电气隔离并且具有独立保护功能。

1.2基本方案

12V输出可以直接用蓄电池供电，因此，DC/DC变换系统只有24V和5V两路输出。由于要有独立保护功能，并且调整率要求也非常高，所以，采用两个独立的DC/DC变换器的方案。24V输出200W，采用RCD复位正激变换器；5V输出30W，采用反激变换器。图2给出了该方案的主电路图。

2布局上的考虑

因为，有两路变换器放在同一块PCB上，所以，布局上需要考虑的问题更加多。

1）虽然在一块PCB上，但是，两个变换器还是应该尽量地拉开距离，以减少相互的干扰。所以，正激变换器和反激变换器的功率电路分别在PCB的两侧，中间为控制电路，并且两组控制电路之间也尽量分开。

2）主电路的输入输出除了电解电容外，再各加一颗高频电容（CBB电容），并且该电容尽量靠近开关和变压器，使得高频回路尽量短，从而减少对控制电路的辐射干扰。

3）该电源系统控制芯片的电源也是由输入电压提供，没有另加辅助电源。在靠近每个芯片的地方都加一个高频去耦电容（独石电容）。此外，主电路输入电压和芯片的供电电压是同一个电压，为了防止发生谐振，最好在芯片的供电电压前加一个LC滤波或RC滤波电路，隔断主电路和控制电路之间的传导干扰。

4）为了减少各个控制芯片间的相互干扰，控制地采用单点信号地系统。控制地只通过驱动地和功率地相连，也就是控制地只和开关管的源极相连。但是，实际上驱动电路有较大的脉冲电流，最好的做法是采用变压器隔离驱动，让功率电路和控制电路的地彻底分开。

3调试中出现的问题及解决办法

该电源系统在调试过程中出现了以下问题：正激变换器和反激变换器在单独调试的时候非常正常，但是，在两路同时工作时却发生了相互之间的干扰，占空比发生振荡，变压器有啸叫声。

这个现象很明显是由两路变换器之间的相互干扰造成的。为了寻找骚扰源而做了一系列的实验，最终证实是由两路主电路之间的共模干扰引起振荡的。具体的实验过程过于繁琐，在这里就不描述了。

这些问题的解决方法有很多种。下面给出几种当时采用的解决方案，以及提出一些还可以采用的方案。

1）在每个变换器的输出侧加共模滤波器这样不仅可以减小对负载的共模干扰，并且对自身的控制电路也有好处。因为，输出电压经过分压后要反馈到控制电路中，如果输出电压中含有共模干扰信号，那么控制电路也会由此引入共模干扰信号。所以，在变换器的输出侧加共模滤波器是非常有必要的，不仅减小对负载的共模干扰，还会减小对控制电路的共模干扰。

2）在反激变换器和正激变换器之间加一个共模滤波器这样可以减少两路变换器主电路之间的传导干扰。因为，反激侧差模电流较小，所以，将共模滤波器放在反激侧，如图3所示。另外，为了防止两路电源之间的相互干扰，共模滤波器设计成π型，这样从每一边看都是一个共模滤波器。

3）将反激变压器绕组的饶法改成原—副—原—副—原—副的多层夹层饶法采取该措施后变压器原副边的耦合更加紧密，使漏感减小，开关管上电压尖峰明显降低。同时共模骚扰源的强度也随之降低。在不采用解决方案2）时，采用本方案也解决了问题。而且，这种方法从根源上改善了电磁兼容性能，且绕组的趋肤效应和层间效应也都会改善，从而降低了损耗。但是，这种绕法是以牺牲原副边的绝缘强度为代价的，在原副边绝缘要求高的场合并不适用。

4）减慢开关的开通和关断速度这样开关管上的电压尖峰也会降低，也能在一定程度上解决问题。但是，这是以增加开关管的开关损耗为代价的。

5）开关频率同步两路变换器的工作频率都是100kHz，但是，使用两个RC振荡电路，参数上会有离散性，两个频率会有一定偏差。这样两路电源可能会产生一个拍频引起振荡。所以，也尝试了用一个RC振荡电路，一个PWM芯片由另一个PWM芯片来同步，这样可以保证严格的同频和同时开通，对减少两路电源之间的干扰会有一定好处。在这个电源系统中，采用的PWM芯片是ST公司的L5991芯片，可以非常方便地接成两路同步的方式，如图4所示。

6）在二极管电路中串联一个饱和电感，减小二极管的反向恢复，从而减小共模干扰源的强度在电流大的时候，饱和电感由于饱和而等效为一根导线。在二极管关断过程中，正向电流减小到过零时，饱和电感表现出很大的电感量，阻挡了反向电流的增加，从而也减小了二极管上电压尖峰。从电磁兼容的角度讲，是减小了骚扰源的强度。用这种方法抑制二极管的反向恢复也会造成一定的损耗，但是，由于使用的电感是非线形的，所以，额外损耗相对RC吸收来说还是比较小的。

图5（a）是正激变换器在没有加饱和电感时续流二极管DR2的电压波形，较高的振荡电压尖峰是很强的骚扰源。图5（b）是正激变换器在加了饱和电感后的二极管电压波形，电压尖峰明显降低，从而大大减弱了该骚扰源的强度。

7）对反激变换器的主开关加电压尖峰吸收电路尽管反激变压器绕组的饶法有很大的改进，漏感已减小。但是，由于反激变换器的变压器不是一个单纯的变压器，而是变压器和电感的集成，所以，要加气隙。加气隙后的变压器的漏感相对来说还是比较大的。若不加吸收电路，开关管上电压尖峰会比较高，这不仅增加了开关管的电压应力，而且也是一个很强的骚扰源。

图6给出了反激变换器的吸收电路。R1，C1，D组成了RCD钳位吸收电路，它可以很好地吸收变压器漏感和开关管结电容谐振产生的电压尖峰。图7(a)是没有加吸收电路时，开关管上漏—源电压波形，有很高的电压尖峰。图7(b)是加了RCD吸收电路时，开关管上漏—源电压波形，电压尖峰已大大降低。但是，将图7(b)振荡部分放大看，如图7(c)所示，可以发现，又出现了一些更细的振荡电压。该振荡电压是由于漏感和二极管D的结电容谐振产生的，靠RCD电路已经无法将其吸收（R2，C2）。所以，又在开关管的漏—源两端加了RC吸收电路（R2，C2），进一步吸收由于漏感和二极管D的结电容谐振产生的电压尖峰。吸收后的波形如图7(d)所示。

图6和图7

8）采用软开关电路上述解决方案1）－6）是在不改变现有电路拓扑的前提下降低电磁干扰所采用的方案。其中1）－2）是采用切断耦合途径的方法；3）－6）是减弱骚扰源的方法。实际上，在选择电路拓扑时就可以考虑有利于EMC的拓扑，这样就不容易产生上面的问题。其中采用控制性软开关拓扑就是一个很好的选择。选用控制性软开关拓扑（例如移相全桥变换器、不对称半桥变换器、LLC谐振变换器[4]），不仅可以减少开关损耗，而且可以降低电压尖峰，从而减弱骚扰源的强度。但是，采用缓冲型的软开关拓扑，不仅增加了很多附加电路，并且从降低EMI角度来说也不一定有优势，因为，大多数缓冲型软开关拓扑将原先的振荡能量转移到附加的电路上了，还是会产生很强的EMI。

电磁兼容范文篇6

关键词：通信开关电源电磁兼容性标准

1引言

通信开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、工作可靠、可远程监控等优点，而广泛应用于程控交换、光数据传输、无线基站、有线电视系统及IP网络中，是信息技术设备正常工作的动力核心。

随着信息技术的发展，信息技术设备遍布大江南北，从发达的中心城市至偏远山区，为人与人之间的沟通交流及信息传输提供了极大的便利。由于城乡间的差异，通信设备的供电网既有稳定的大电网供电方式，也有独立的小水电供电方式。在小水电站供电方式下，因水量的变化、用户用电量的变化较大及发电设备工作的不稳定，造成电网波形失真严重及电压波动大，同时因配电系统的接线不规范，对通信用开关电源形成了严峻的考验。

铁路通信及电力通信正在发展壮大。由于电力机车经过之处，产生很强的感应电压，使地线电压产生很大的波动，从而引起电网电压的很大波动，强大的电场容易引起开关电源设备工作的瞬时不稳定。在高压电网附近运行的通信开关电源，虽然电网电压稳定，但容易受电网负载变化等引起的强电磁场的干扰影响。

用于基站的通信开关电源，由于多安装在较高的建筑物上或山顶，更易受到雷电的袭击。

因此，通信开关电源要有很强的抗电磁干扰能力，特别是对雷击、浪涌、电网电压波动的适应能力，而对静电干扰、电场、磁场及电磁波等也要有足够的抗干扰能力，保证自身能够正常工作以及对通信设备供电的稳定性。

另一方面，因通信开关电源内部的功率开关管、整流或续流二极管及主功率变压器，是在高压、大电流及高频开关的方式下工作，其电压电流波形多为方波。在高压大电流的方波切换过程中，将产生严重的谐波电压及电流。这些谐波电压及电流一方面通过电源输入线或开关电源的输出线传出，对与通信电源在同一电网上供电的其它设备及电网产生干扰，同时对由通信电源供电的设备如程控交换设备、无线基站、光传输设备及有线电视设备等产生干扰，使设备不能正常工作；另一方面严重的谐波电压电流在开关电源内部产生电磁干扰，从而造成开关电源内部工作的不稳定，使电源的性能降低。还有部分电磁场通过开关电源机壳的缝隙，向周围空间辐射，与通过电源线、直流输出线产生的辐射电磁场，一起通过空间传播的方式，对其它高频设备及对电磁场比较敏感的设备造成干扰，引起其它设备工作异常。

因此，对通信开关电源，要限制由负载线、电源线产生的传导干扰及由辐射传播的电磁场干扰，使处于同一电磁环境中的电信设备均能够正常工作，互不干扰。

2国内外电磁兼容性标准

电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。

要彻底消除设备的电磁干扰及对外部一切电磁干扰信号不敏感是不可能的。只能通过系统地制订设备与设备之间的相互允许产生的电磁干扰大小及抵抗电磁干扰的能力的标准，才能使电气设备及系统间达到电磁兼容性的要求。国内外大量的电磁兼容性标准，为系统内的设备相互达到电磁兼容性制订了约束条件。

国际无线电干扰特别委员会（CISPR）是国际电工委员会（IEC）下属的一个电磁兼容标准化组织，早在1934年就开展EMC标准的研究，下设六个分会。其中第六分会（SCC）主要负责制订关于干扰测量接收机及测量方法的标准。CISPR16《无线电干扰和抗扰度测量设备规范》对电磁兼容性测量接收机、辅助设备的性能以及校准方法给出了详细的要求。CISPR17《无线电干扰滤波器及抑制元件的抑制特性测量》制订了滤波器的测量方法。CISPR22《信息技术设备的无线电干扰限值和测量方法》规定了信息技术设备在0.15～1000MHz频率范围内产生的电磁干扰限值。CISPR24《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》规定了信息技术设备对外部干扰信号的时域及频域的抗干扰性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24构成了信息技术设备包括通信开关电源设备的电磁兼容性测试内容及测试方法要求，是目前通信开关电源电磁兼容性设计的最基本要求。

IEC最近也出版了大量的基础性电磁兼容性标准，其中最有代表性的是IEC61000系列标准。它规定电子电气设备的雷击、浪涌（SURGE）、静电放电（ESD）、电快速瞬变脉冲群（EFT）、电流谐波、电压跌落、电压瞬变及短时中断、电压起伏和闪烁、辐射电磁场、由射频电磁场引起的传导干扰抗扰度、传导干扰及辐射干扰等的电磁兼容性要求。

另外，美国联邦委员会制订的FCC15、德国电气工程师协会制订的VDE08712A1、VDE08712A2、VDE0878，都对通信设备的电磁兼容性提出了要求。

我国对电磁兼容性标准的研究比较晚。采取的最主要的办法是引进、消化、吸收，洋为中用是国内电磁兼容性标准制订的最主要方法。1998年，信息产业部根据CISPR22、IEC61000系列标准及ITUTO.41标准，制订了YD/T9831998《通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法》，详尽规定了通信电源设备包括通信开关电源的电磁兼容性的具体测试项目、要求及测试方法，为通信电源电磁兼容性的检验、达标并通过入网检测明确了设计目标。

国标也等同采用了相应的国际标准。如GB/T17626.1～12系列标准等同采用了IEC61000系列标准；GB92541998《信息技术设备的无线电干扰限值及测量方法》等同采用CISPR22；GB/T176181998《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》等同采用CISPR24。

3开关电源的电磁兼容性问题

通信开关电源因工作在高电压大电流的开关状态下，其引起的电磁兼容性问题是相当复杂的。从整机的电磁兼容性讲，主要有共阻抗耦合、线间耦合、电场耦合、磁场耦合和电磁波耦合几种。电磁兼容产生的三个要素为：干扰源、传播途径及受干扰体。共阻抗耦合主要是干扰源与受干扰体在电气上存在共同阻抗，通过该阻抗使干扰信号进入受干扰对象。线间耦合主要是产生干扰电压及干扰电流的导线或PCB线，因并行布线而产生的相互耦合。电场耦合主要是由于电位差的存在，产生的感应电场对受干扰体产生的耦合。磁场耦合主要是大电流的脉冲电源线附近产生的低频磁场对干扰对象产生的耦合。而电磁波耦合，主要是由于脉动的电压或电流产生的高频电磁波，通过空间向外辐射，对相应的受干扰体产生的耦合。实际上，每一种耦合方式是不能严格区分的，只是侧重点不同而已。

在开关电源中，主功率开关管在很高的电压下，以高频开关方式工作，开关电压及开关电流均为方波，该方波所含的高次谐波的频谱可达方波频率的1000次以上。同时，由于电源变压器的漏电感及分布电容，以及主功率开关器件的工作状态并非理想，在高频开或关时，常常产生高频高压的尖峰谐波振荡，该谐波振荡产生的高次谐波，通过开关管与散热器间的分布电容传入内部电路或通过散热器及变压器向空间辐射。用于整流及续流的开关二极管，也是产生高频干扰的一个重要原因。因整流及续流二极管工作在高频开关状态，由于二极管的引线寄生电感、结电容的存在以及反向恢复电流的影响，使之工作在很高的电压及电流变化率下，而产生高频振荡。因整流及续流二极管一般离电源输出线较近，其产生的高频干扰最容易通过直流输出线传出。

通信开关电源为了提高功率因数，均采用了有源功率因数校正电路。同时，为了提高电路的效率及可靠性，减小功率器件的电应力，大量采用了软开关技术。其中零电压、零电流或零电压零电流开关技术应用最为广泛。该技术极大地降低了开关器件所产生的电磁干扰。但是，软开关无损吸收电路多利用L、C进行能量转移，利用二极管的单向导电性能实现能量的单向转换，因而，该谐振电路中的二极管成为电磁干扰的一大干扰源。

通信开关电源中，一般利用储能电感及电容器组成L、C滤波电路，实现对差模及共模干扰信号的滤波，以及交流方波信号转换为平滑的直流信号。由于电感线圈的分布电容，导致了电感线圈的自谐振频率降低，从而使大量的高频干扰信号穿过电感线圈，沿交流电源线或直流输出线向外传播。滤波电容器，随着干扰信号频率的上升，由于引线电感的作用，导致电容量及滤波效果不断下降，直至达到谐振频率以上时，完全失去电容器的作用而变为感性。不正确地使用滤波电容及引线过长，也是产生电磁干扰的一个原因。

通信开关电源由于功率密度高、智能化程度高，带MCU微处理器，因而，其中有从高至近千伏到低至几伏的电压信号，从高频的数字信号至低频的模拟信号，电源内部的场分布相当复杂。PCB布线不合理、结构设计不合理、电源线输入滤波不合理、输入输出电源线布线不合理、CPU及检测电路的设计不合理，均会导致系统工作的不稳定或降低对静电放电、电快速瞬变脉冲群、雷击、浪涌及传导干扰、辐射干扰及辐射电磁场等的抗扰性能力。

电磁兼容性的研究，一般运用CISPR16及IEC61000中规定的电磁场检测仪器及各种干扰信号模拟器、辅助设备，在标准测试场地或实验室内部，通过详尽的测试分析、结合对电路性能的理解来进行分析研究。

从电磁兼容性的三要素讲，要解决开关电源的电磁兼容性，可从三个方面入手。

1）减小干扰源产生的干扰信号；

2）切断干扰信号的传播途径；

3）增强受干扰体的抗干扰能力。

在解决开关电源内部的电磁兼容性时，可以综合运用上述三个方法，以成本效益比及实施的难易性为前提。对开关电源产生的对外干扰，如电源线谐波电流、电源线传导干扰、电磁场辐射干扰等，只能用减小干扰源的方法来解决。一方面，可以增强输入输出滤波电路的设计，改善有源功率因数校正（APFC）电路的性能，减小开关管及整流续流二极管的电压电流变化率，采用各种软开关电路拓扑及控制方式等。另一方面，加强机壳的屏蔽效果，改善机壳的缝隙泄漏，并进行良好的接地处理。而对外部的抗干扰能力，如浪涌、雷击应优化交流输入及直流输出端口的防雷能力。通常，对1.2/50μs开路电压及8/20μs短路电流的组合雷击波形，因能量较小，可采用氧化锌压敏电阻与气体放电管等的组合方法来解决。对于静电放电，通常在通信端口及控制端口的小信号电路中，采用TVS管及相应的接地保护、加大小信号电路与机壳等的电距离，或选用具有抗静电干扰的器件来解决。快速瞬变信号含有很宽的频谱，很容易以共模的方式传入控制电路内，采用防静电相同的方法并减小共模电感的分布电容、加强输入电路的共模信号滤波（如加共模电容或插入损耗型的铁氧体磁环等）来提高系统的抗扰性能。

减小开关电源的内部干扰，实现其自身的电磁兼容性，提高开关电源的稳定性及可靠性，应从以下几个方面入手：注意数字电路与模拟电路PCB布线的正确分区、数字电路与模拟电路电源的正确去耦；注意数字电路与模拟电路单点接地、大电流电路与小电流特别是电流电压取样电路的单点接地以减小共阻干扰、减小地环的影响；布线时注意相邻线间的间距及信号性质，避免产生串扰；减小地线阻抗；减小高压大电流电路特别是变压器原边与开关管、电源滤波电容电路所包围的面积；减小输出整流电路及续流二极管电路与直流滤波电路所包围的面积；减小变压器的漏电感、滤波电感的分布电容；采用谐振频率高的滤波电容器等。

MCU与液晶显示器的数据线、地址线工作频率较高，是产生辐射的主要干扰源；小信号电路是抗外界干扰的最薄弱环节，适当地增加高抗干扰能力的TVS及高频电容、铁氧体磁珠等元器件，以提高小信号电路的抗干扰能力；与机壳距离较近的小信号电路，应加适当的绝缘耐压处理等。功率器件的散热器、主变压器的电磁屏蔽层要适当接地，综合考虑各种接地措施，有助于提高整机的电磁兼容性。各控制单元间的大面积接地用接地板屏蔽，可以改善开关电源内部工作的稳定性。

在整流器的机架上，要考虑各整流器间的电磁耦合、整机地线布置、交流输入中线、地线及直流地线、防雷地线间的正确关系、电磁兼容量级的正确分配等。

开关电源对内、外的干扰及抗干扰中，共模信号与开关器件的工作方式、散热器的安装及整机PCB板与机壳的连接有相当复杂的关系，共模信号在一定的条件下又可转变成差模信号。解决共模干扰最简单的方法是解决好各电路单元及整机端口、机壳间的问题。整机屏蔽难以实施且成本较高，在无可奈何的情况下才采用该措施。

5国内通信开关电源的电磁兼容性改进现状

自YD/T983标准开始起草以来，国内通信电源制造商纷纷开始电磁兼容性的研究。由于电磁兼容性测试仪器、试验场地建设费用很高，且需要有经验的研发人员，很多制造商都没有自己的试验室，对电磁兼容性的研究造成了一定的困难。YD/T983标准中，抗扰度指标选用了国外标准中较低等级。除雷击浪涌、ESD及EFT指标外，其它抗扰度指标均比较容易达到要求。电磁干扰指标如传导干扰及辐射干扰指标，由于很难满足标准的要求，是目前电磁兼容性研究的热点，国内只有极少数的厂家可以完全达到相关标准的要求。

电磁兼容范文篇7

关键词：电子设备电磁兼容性干扰源有效抑制

1引言

随着电子技术的迅速发展，现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前，电子设备已处于飞速发展的时期，并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展，必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说，电子设备不可避免地在电磁环境（EME）中工作。因此，必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性（EMC）是一门关于抗电磁干扰（EMI）影响的科学。目前，就世界范围来说，电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时，不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量，又应该不受任何不希望有的能量的影响。

2电磁干扰源的分类

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素，因此，它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2－1内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种。

（1）工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰；(与工作频率有关)

（2）信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；

（3）设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰；

（4）大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

2－2外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰，包括以下几种。

（1）外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统；

（2）外部大功率的设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统；

（3）空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰；

（4）工作环境温度不稳定，引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰；

（5）由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比被干扰的对象结构尺寸小，或者干扰源与被干扰者之间的距离r>>λ／2π时，则干扰信号可以认为是辐射场，它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进入被干扰对象的通路。

（2）干扰信号以漏电和耦合形式，通过绝缘支承物等（包括空气）为媒介，经公共阻抗的耦合进入被干扰的线路、设备或系统。

如果干扰源的频率较低，干扰信号的波长λ比被干扰对象的结构尺寸长，或者干扰源与干扰对象之间的距离r<<λ／2π，则干扰源可以认为是似稳场，它以感应场形式进入被干扰对象的通路。

（3）干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

4电磁兼容性设计的基本原理

4－1接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：

（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。

（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。

（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。

因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

4－2屏面

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是：

（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率（高电导率）的金属材料中产生的涡流（P=I2R，电阻率越低（电导率越高），消耗的功率越大），形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。

（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。

（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4－3其它抑制干扰方法

（1）滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平，因为干扰频谱成份不等于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

（2）正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的，其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

（3）电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

5电磁兼容性问题的规范和标准

干扰特别委员会（CISPR），主要研究无线电系统中干扰噪声的测量。1976年，CISPR开始制订电磁干扰的EMI标准。1900年10月在几经修订基础上公布再版标准，随后该委员会还与国际无线通信资询委员会一起审议，为电子产品电磁兼容性的检测制订数据要求及具体方法。制订了以信息技术装置噪声为对象的“工业、科学及医疗用无线电仪器的干扰特性允许值及其测量方法”（标准11号）；“车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值”（标准12号）；“无线电和电视接收机的无线电干扰特性的测量方法及允许值”（标准13号）等。直至1992年中期，国际EMI标准才最终完善起来。CISPR推荐的容限已为世界上许多国家所采纳，并作为其国家条例的基础。

无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备，产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。例如，根据无线电通信咨询委员会357-1号建议，在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的（5800～8100MHz）频段上，当给到天线上的功率不超过13dBW时，应该限制微波中继通信线路的发射机有效辐射功率（即发射机功率和天线增益的乘积）数值为55dBW。建议同时限制卫星通信的地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务，例如业余无线电爱好者的，移动通信系统等的发射机功率的最大值也应该受到限制。

频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用，是提高射频资源利用率的一种途径，也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议（无线电频率分配表）和全国文件，实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率—空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小，或消除干扰，由国家无线电管理委员会负责协调。

近年来，我国许多部门都在开展电磁兼容性的试验研究和有关技术标准的制定工作，制定了一系列标准和规范。例如，国家标准GB3907-83为工业无线电干扰基本测量方法；GB4824.1-84为工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值；GB6279-86为车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值等。国家无线电管理委员会对工、科、医等电子设备的使用频率、带宽和最大辐射场强都作出了具体规定。这对保证电子设备的正常工作和人民的正常生活以及促进现代科学技术更迅速发展，都起了重要的作用。

6一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术在各行各业中的广泛应用，在人类活动的空间无处不充斥着电磁波，因此，电子设备不解决电磁波干扰问题，就不能兼容工作。在实际应用中，人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验，不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时，电磁干扰相当突出，严重时会损坏电子元器件。因此，汽车电子设备的电磁环境最为恶劣，汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染，规定只能使用带阻尼（如碳芯）的屏蔽线作为点火线，实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术，尤其是计算机在汽车上的应用和推广，根据需要和实际要求，可以设计出效果良好的滤波电路，置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处；可以设置隔离电路，如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰，同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰；也可以设置能量吸收回路，从而减少电路、器件吸收的噪声能量；或通过选择元器件和合理安排电路系统，使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置，软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放，内存空间较小，对存放的数据而言，若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果，可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性；如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化，可以在随机内存区设置检验标志；为了减少干扰对随机内存区的破坏，可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置，只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多，如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候，必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰，常用的办法是设置一个定时器，从而保护程序正常运行。

近年来，电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上，于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板，对仪器的正常工作产生有害的干扰，而仪器所产生的电磁波，也非常容易辐射到周围空间，影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求，人们在实践中，研究出塑料金属化处理的工艺方法，如溅射镀锌、真空镀（AL）、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔（Cu或AL）和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后，使完全绝缘的塑料表面或塑料本身（导电塑料）具有金属那样反射（如手机）。吸收、传导和衰减电磁波的特性，从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中，采用导电涂料作屏蔽涂层，性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方，做成一个封闭的导电壳体并接地，把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明，若屏蔽材料能达到（30～40）dB以上衰减量的屏蔽效果时，就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛，而且各种干扰设备的辐射很复杂，要完全消除电磁干扰是不可能的。但是，根据电磁兼容性原理，可以采取许多技术措施减小电磁干扰，使电磁干扰控制到一定范围内，从而保证系统或设备的兼容性，例如，通信系统最初设计时，就应该严格进行现场电波测试，有针对性地选择频率及极化方式，避开雷达、移动通信等杂波干扰；高压线选择路径时，应尽量绕开无线电台（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收设备与工业干扰源设备适当配置，使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离；在微波通信电路设计中，为了减少干扰，可采用天线高低站方式调整微波电路反射点，并利用山头阻挡反射波，使之不能对直射波形成干扰。另外，微波铁塔是独立的高大建筑物，应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

电磁兼容范文篇8

电磁兼容，指的是电子设备正常运行的一种状态，在电子设备的运行过程中，电子线路产生的电磁不会影响电子设备的应用，也就是对其不会产生电磁干扰，准确地讲，良好的电磁兼容性表现为电子设备、电子系统、电子线路在特定的电磁环境中运行，且彼此互不干涉互不影响，不会影响电子设备的整体功能，保证电子设备运行环境的稳定，保障电子设备的正常安全运行，不会产生负面影响，破坏电子设备，即各项电子功能并存且互相促进的一种状态。只有电子设备在结构设计中充分考虑并摆脱了电磁的干扰，才能够确保自身的有效运行，提高运行水平和生产效率，为电子行业及相关行业的发展奠定坚实的基础。以飞机的电子设备为例，飞机上的电子设备包括常见的导航系统、天线系统、通信系统、雷达系统等，电磁环境极为复杂，因此会产生极大的电磁干扰，如果处理不当将会给飞机的正常飞行埋下安全隐患。如果能够保证这些电子设备的电磁兼容性，就能够使彼此正常运行，发挥出最大效力且互不干扰，促进各部分的平衡稳定，这是飞机安全飞行的重要保障。因此，电磁兼容对电子设备的运行极为重要，不容忽视。

二、电子设备结构电磁兼容设计的目的

当今社会中，电子设备的正常运行，是基于电磁兼容的基础上，电磁兼容能够保证电子设备的运行不受电磁的干扰，就能够很大程度上避免电子设备细节部分和个别部位的不良反应，使电子设备的性能达到最大化，提高电子设备的运行效率，提高整个行业的生产率。众所周知，当前社会科学技术的不断发展促进了电子设备应用的广泛性，与各个行业各个领域息息相关，一旦运行的电子设备出现某些一时间不可解决的故障，就会影响整个行业的经济发展，极大地威胁整个行业的安全稳定。因此，电子行业在设计电子设备的时候，首先要考虑到影响电子设备电磁兼容的条件和因素，考虑到电磁不兼容的种种迹象和表现，以尽快采用技术手段进行调整解决，以免电子设备投入使用后出现电磁不兼容的情况，影响电子设备的正常运行。电磁兼容，简而言之就是控制电磁干扰，消除电磁干扰，使电子设备与其他的设备在特定的电磁环境中工作运行时，保证彼此的和谐稳定，保证电子设备各部分性能的正常。一个可以投入广泛使用的电子设备不仅不会辐射有害能量，而且也不会受到不相关的辐射影响。因此，电磁兼容设计的目的是为了电子设备的正常运行和广泛应用，是当今社会电子行业发展的整体走向和目标。

三、电子设备结构设计中保证电磁

兼容的方法和措施在电子设备结构设计中，需要通过采用特定的技术手段保证电子设备的电磁兼容性，以减少甚至消除电磁干扰，避免部件受到不良辐射反应而损坏，降低电子设备的整体性能和运行效率，影响整个行业的发展。新型电子产品研究开发之初，首先要对电磁兼容有一个概念性的把握，并在后期研发的时候充分考虑到电磁兼容的影响因素，进行相适应的电磁兼容开发设计，避免重复开发和资源浪费。在设计之初采取措施保证电磁兼容是最最经济节约的方法，避免了后期维修调整的人力物力的浪费。现实生活中，很多已经投入使用的电子设备如果出现电磁兼容问题维护成本极高，甚至根本没有解决办法，因此，电子设备的结构设计要做到未雨绸缪，减少不必要的麻烦和损失。目前，最常见的电子设备电磁兼容的方法有滤波、屏蔽、接地三种，这是有效消除电磁干扰的重要举措。

1电磁滤波

电磁滤波，是常见的影响电磁兼容性的因素，是压缩信号回路所致，并且会对频谱产生严重干扰，电磁滤波的存在不仅能影响干扰源的发射，而且会有效抑制干扰源频谱分量对其他设备元件如敏感设备、电路、元器件的影响。简单地讲，电磁滤波通过某种特定方式过滤信号中的特定波段频率，这种方式能够有效抑制干扰，因此，在处理电子设备结构设计中的电磁兼容问题时可以考虑在内并加以应用实施。在电子设备的运行过程中，正在运行的电路会产生一些较强的干扰信号，这些干扰信号能够通过电源线、信号线以及控制线等方式对整个电路产生巨大的干扰作用，因此，设置滤波电路已然成为当前公用电源线的发展走向和趋势，这是保证电路安全稳定，减少电路干扰，提高电子设备安全稳定的重要方式。滤波电路的设置需要掌握一定的方法和技巧，铁氧化体磁环\穿心电容、三端电容是最常见的选择器件，是有效改善电路特征的重要元件。在滤波电路设置中，还需要保证所有的电源滤波器外壳与电子设备的接地点连接在一起。只有保证滤波电路设置的合理性，才能提高电磁滤波的效率和质量，提高电磁兼容，保证电子设备正常运行和整个电子行业的发展。

2电磁屏蔽

电磁屏蔽是目前解决电磁兼容问题的最有效方法，电磁屏蔽的优点是有效地将内部电磁辐射控制在一定范围，即限制内部电磁越出既定的领域，与此同时，还能够防止外部电磁辐射的入侵，切断电磁波，减少不必要的损害。当前，电子设备出现的大多数电磁兼容问题都能够通过电磁屏蔽这种技术解决，这种方式还能够保证电路的正常工作。

2.1电磁屏蔽的作用

电磁屏蔽的作用是极大的，通过对两个不同的空间区域进行金属隔离，达到控制整个电场、磁场、电磁波的目的，使一个空间区域对另一个空间区域的辐射和感应控制在可控范围。也就是充分发挥屏蔽物体的作用，将诸如电缆、元部件、电路、组合件甚至整个系统的干扰源包围控制，阻断干扰电磁场的对外扩散；与此同时，还需要充分利用屏蔽物体将系统、电路、电子设备有效包围起来，以防止它们受到外界电磁场的影响。目前，电磁屏蔽技术是当前有效解决电磁辐射的方法，能够有效保证电磁兼容，促进电子设备的正常运行。

2.2电磁屏蔽的注意事项

2.2.1电磁屏蔽的时候，一定要注意电磁屏蔽板的放置，一定要将其尽可能地靠近被屏蔽的机械设备，同时电磁屏蔽板要尽可能地与地面相接，这是有效发挥电磁屏蔽效果的关键，越靠近被屏蔽的器械元件，电磁屏蔽板所分布的电容容量就会相应地越大。

2.2.2电磁屏蔽板的时候，电磁屏蔽板的整体屏蔽效果还会相应地受到屏蔽板本身形状的影响，实践证明，屏蔽效果最好的的屏蔽板形状是全封闭状态，并且最好是金属盒电场。

2.2.3电磁屏蔽的时候，电磁屏蔽板选择材料的时候要求也很高，经过实践调查研究，良性导体材料是屏蔽效果最好的屏蔽材料，常见的有铜、铁、铝等，与此同时，还需要注意屏蔽材料的厚度，这个需要根据实际强度灵活把握，只要屏蔽材料的厚度符合强度要求即可。

3接地技术

电子设备结构设计的电磁兼容，还会充分运用到接地技术，接地，并不是字面上理解的与土地地面相连，而是为电源和信号提供回路和基准电位。接地技术的使用有一定规则和标准，而不是随意的。接地技术的使用必须保证接地的安全性，电子设备所使用的金属质地的外壳一定要与地面相接，这是充分保障生命财产安全的重要举措，还能够确保电子设备的有效性和稳定性，保障电子电路的正常运行，杜绝静电损坏等不良情况的出现。接地技术的使用还包括工作接地，工作接地这种方式相信大家都不陌生，主要指的是单板，母板或系统之间信号的等电位参考点或参考平面，这些参考点或参考平台相当于信号回流的安全性通道，原则上认为这个通道的阻抗性是极低的。在使用接地技术的时候，一定要保证工作接地的正常，因为他的好坏直接影响整体的信号质量。因此电子设备结构设计中，熟练掌握工作接地的方法极为必要，不仅能够最大限度地减少电路间的电磁干扰，而且确保了电子设备的电磁兼容，提高了电磁兼容的可能性和稳定性。以下将简单接受接地的主要目的。电子设备接地技术的目的很明晰，就是为了最大程度上减少甚至避免电路之间的彼此干扰。通常我们提到的接地技术的目的有以下三个：

（1）接地技术的使用能够使整个电路系统中的单元电路有一个公共的参考零电位，这是保证电路系统稳定工作必要条件。

（2）接地技术能够有效防止外界电磁场产生的不良干扰。为了避免电荷形成的高压引起电子设备内部起火放电产生不良干扰，可以选用机壳接地，这样可以使大量电荷得以释放，这些积累在机壳上的大量电荷的排放可以减少电磁干扰，保证电子设备的正常运行。此外，要想获得较好的屏蔽效果，还需要根据线路对屏蔽物体进行挑选，并为其选择合适的接地，这样才能保证电子设备的有效运行。

（3）接地技术能够有效保证工作的安全性，如果发生直接雷电的电磁感应，可以有效保护电子设备，避免电子设备的意外毁坏；如果工频交流电源的输入电压由于绝缘不良的原因与机壳直接相通的时候，可以有效保护操作人员的人身安全，以免发生触电事故。因此，接地技术也是有效防止电磁干扰的重要方法，正确使用将会大大减少电子设备使用后的故障发生频率，保证电子设备的正常运行，促进电子行业的发展。

四、结语

电磁兼容范文篇9

关键词:高速磁浮车辆;电磁兼容;工艺技术;工程化应用

高速磁浮车辆与安装于地面轨道的牵引供电、运控通信系统，以及随车装载的大功率变频、变压逆变器，整流器和各种先进的控制网络、信号控制等设备，使整列车辆系统形成一个带有复杂电磁能量的巨大移动源。车辆设备和系统一旦发生电磁干扰问题，轻则导致系统出现信号错误，重则导致车辆无法正常运营。因此，通过高速磁浮车辆的工程化研制，充分研究其系统电磁兼容性要求，并通过各种措施明确其工程化应用策略，针对作业过程制定有效的工艺方法，保证整车的电磁兼容性达到系统要求，从而保证轨道车辆产品电磁兼容性、系统性能的稳定可靠。

1高速磁浮列车系统特性及电磁兼容性要求

高速磁浮列车采用电磁悬浮(EMS)方式，车辆与磁浮地面轨道系统具有电耦合，通过车载悬浮磁铁模块的激励产生受控的电磁场。悬浮磁铁与安装在磁浮轨道上的直线电机定子铁芯得电后产生吸力，将车辆整体提升，产生稳定的悬浮。高速磁浮系统电磁兼容性(EMC)分为环境级、系统级、子系统级、部件级、设备(芯片)级等各个层级(见图1)，以及各层级之间共同存在的EMC问题，而且其宽频谱、各种骚扰途径(传导、感应、辐射)俱全的特点，也使轨道交通车辆的电磁兼容环境异常复杂。特别是磁浮列车在悬浮及高速运行时，车辆与轨道之间没有任何机械接触，因此对整个系统的电磁兼容和接地系统采用特殊的系统设计策略和模式。

2高速磁浮列车电磁兼容技术工程化应用

2．1技术要求及应用要素分析

2．1．1整车布局轨道交通系统作为长链接、动态和工况复杂的列车，整列编组和单个车辆的系统布局，都须充分考虑电气系统和电气设备的性能和安全要求。在有限的空间内集中了高压高频大功率的干扰源设备，和很多高灵敏度的易受干扰的敏感设备，在总体布局时，遵循以下原则:(1)整列动力供电系统和控制通讯系统分布于车体下方，动力线路在夹层中部，控制线路在两侧线槽内;(2)车上电气系统分回路布置于车顶两侧分隔线槽内或金属线管内;(3)车下设备采用全封闭式，布置划分为高干扰区、主要干扰区、中间区、主要敏感区、高敏感区;(4)车上配电柜等电气装置根据供电和控制功能尽可能分开布置;(5)司机室内优化空间布局设计，将设备按照电磁干扰度和敏感度大小进行布局和防护。2．1．2电缆选型应用从电磁兼容角度分类，应充分考虑电缆选型及基本应用原则，电缆主要分为含有非常敏感信号、轻微敏感信号、轻微干扰信号、强干扰信号的中压及高压电缆。对于不同电缆的类别，有相应的物理隔离间距及隔离方法。其中电缆屏蔽层是良好的接地线，具有良好的电场和磁场屏蔽效果，且金属屏蔽护套两点接地所引起的环流损耗对电缆总损耗的影响不大。2．1．3布线要求布线设计基本原则包括:根据高压和低压电缆应隔离敷设，例如分布于车辆两侧;交流线和直流线应分开敷设，间隔距离应满足要求。所有的信号线路都应当与电源或其他线路隔离，不能把低压电平信号线路和交流电源线路敷设在一起。2．1．4线槽及管路高速磁浮列车夹层在车下，设置带隔舱的高压线槽、低压线槽，车上也设置带隔舱的线槽。各型电缆分类布置于线槽隔舱，避免相互干扰。2．1．5电气装置高速磁浮车辆夹层结构是车体的一个独立装配件。夹层结构中底部布置有分路电缆槽，用来安装强电电缆;为了使功率电缆和控制电缆在物理空间上相互分离，控制电缆安装在夹层结构上表面两侧的电缆槽内。功率电缆和控制电缆之间的功能连接在物理上也是分离的，通过接线盒相互连接。2．1．6电气连接电气连接必须遵循将电源线和信号线分离的原则。在电缆和电缆槽被引入接线盒时，电源线和信号线应使用分开或相互独立的接线装置(分线箱或接线盒)，如果一个电缆和电缆槽内的走线进入同一个接线装置，则应当把电缆使用连接器或端子排分开敷设。绞线接线位置在接线排上尽可能相邻或相近;电缆屏蔽层可最大限度地接近连接器或端子排，从而保护导线免受干扰。2．1．7电磁兼容性接地合理解决轨道车辆的接地问题是解决电磁干扰问题最廉价和有效的方法。良好的接地既能够提高抗扰度，又能够减小干扰发射。

2．2技术策略及工程化管控措施

根据IEC60050标准，EMC是指设备或系统可在其电磁环境中正常运行，且不会对其环境中任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。高速磁浮系统执行专门为铁路系统设计和编制的EN50121系列EMC产品标准，其中带轨道设备的车辆按照EN50121－3－1以及EN50121－3－2中关于辐射和抗干扰性中相关要求执行。通过目前对电磁兼容技术的研究，细分干扰源及干扰现象，在技术层面细化技术策略及技术措施，明确技术标准和规范，并形成相对完整的技术体系和系统管控的措施，具体如图2所示。其中与轨道车辆工程化电气施工工艺及作业直接相关的措施包括搭接和接地、屏蔽处理、以及电缆和布线技术及相关要求。

2．3施工工艺规范的要求

满足轨道车辆应用的电磁兼容取决于:功能安全性、可靠性，以及良好的工程化实施。结合电磁兼容技术要求，从工艺技术角度，对相应车辆电磁兼容性工程化应用提出具体要求，如表1所示。

3结论

电磁兼容范文篇10

近年来，电力线通信（PowerLineCommunications，PLC）技术发展非常迅速，现在已经进入初步应用阶段。PLC系统充分利用电力系统的广泛线路资源，通过OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用）等技术可以在同一电力线不同带宽的信道上传输数据。但是由于电网中传输的是强电，而且电网的稳定性比传统的通信网差得多，使得电力线通信线路的电磁环境极为复杂。这就给电力线通信系统提出了更高的电磁兼容要求，电磁兼容技术也成了实现电力线通信所需的关键技术之一。

2各国际标准化组织对PLC的研究情况

在世界范围内，IEC的CISPR/I分会以及ITU－T等国际组织对PLC的电磁兼容相关标准做了大量研究并讨论了相应技术要求。欧洲从2000年起开始研究PLC系统的技术框架和技术标准，目前已经取得了一定的进展。主要相关的国际组织有CENELEC和ETSI，前者侧重电磁兼容问题，后者侧重通信技术方面的统一标准。

2.1IEC/CISPRI分会

PLC设备属于信息技术设备，应符合IEC/CISPR22《信息技术设备的无线电干扰限值和测量方法》的要求。但是由于PLC设备特殊的工作模式，其传导干扰无法满足现行标准的要求。在2002年的IEC会议上曾有代表建议对CISPR22进行针对PLC的修改（会议文件编号：CISPR/I/44/CD），增加一个专门针对PLC设备的“多用途端口”，其定义为：连接到低压分布式网络，支持数据的传输和通信，结合了电信端口和电源端口功能的端口。

对于PLC设备，该文件建议要求它的传导干扰既满足现有标准电源端口的限值，也满足电信端口的限值。这样多用途端口的干扰测试就要进行两次：

（1）作为电源端口（关闭它的通信功能），用通常的V型网络（AMN）进行测试，要求满足CISPR22中表1和表2的限值。

（2）作为电信端口，用新型的T型网络进行测试，要求满足CISPR22中表3和表4的限值。

这种测试方法基于以下原理：

（1）消费类产品的电源是非对称干扰源，它所产生的干扰用V型网络（AMN）来进行测试是非常合适的。

（2）与之相反，采用共模信号进行通信的电信端口，它所产生的干扰要比差模信号所产生的干扰小得多。T型网络很适合用于共模干扰的测量，因为适当的网络参数可以提供从差模信号到共模信号转换所需要的纵向转换损耗（LCL）。

针对以上的理论，该文件建议对CISPR22进行较大的修改，增加大量有关多用途端口的内容，以及相关的测试设备要求、试验布置要求和测试方法等。但是，这项建议没能获得最终的通过。参加会议的各个会员对这项建议的意见分歧很大，主要有：

（1）一部分CISPR会员认为PLC的相关内容应该转由CISPR/A分会负责，一部分会员对此表示反对，认为PLC的研究还是应该留在I分会中。

（2）有些会员对CISPR/I/44/CD提出的测试方法能否彻底避免PLC设备对其他设备造成的不良影响表示怀疑。

（3）有些会员认为这一测试方法违背了CISPR22中“被测设备应该工作在最大发射状态下”的原则。

（4）有些会员认为世界各地的电网状况不尽相同，确定一个合适的LCL值是很困难的。

随后，在2005年的CISPR会议上，CISPR/I成立了一个特别工作组（PLTTASKFORCE）来负责PLC相关标准的研究工作。该工作组将负责继续研究对CISPR22的相关修改，包括定义、限值、测试条件和测试方法等内容。特别组共准备发表7份相关技术文件。

2006年3月该组织发表了第一份文件，介绍安装PLT设备的电网结构。主要阐述如下内容：

1、电网拓扑结构，尤其是低压电网拓扑结构。当PLT系统工作时，接入终端的传输信道就是低压电力线。对于既有电力线不可能为了PLT系统进行大规模改造，因此必须充分了解低压电力线拓扑结构，特别是农村、市区，居住环境、商业环境、办公环境的拓扑结构。才能进行PLT网络规划设计。

2、PLT接入关键设备EMC特性：电网接入设备是PLT系统正常运行的关键之一。由于传统高压、中压、低压电网都是针对工频电力信号设计，所有设备的高频特性研究是十分艰巨的。特别是低压电网设备产生的各种高频骚扰有可能直接通过电网与PLT通信信号相互叠加,影响PLC网络运行。

其他技术文件会陆续发表。

2.2ITU－T

在ITU-T目前的EMC建议中，电力线通信网络和设备应符合K.60《电信网络电磁干扰限值和测量方法》的要求。K.60规定了从9kHz到3GHz频段通信网络的电磁辐射干扰限值，给出了9kHz到400GHz频段的测量方法，还提供了在通信网络中定位和寻找无线电干扰源的程序和一些解决干扰的措施。

目前ITU-T第五研究组正在加紧研究关于针对PLC修订K.60的问题。欧洲EuropeanBroadcastingUnion等机构的代表递交文稿建议加严K.60的限值，从而防止PLC对其他广播和通信业务造成干扰，也有代表对此表示反对。各国代表目前正在积极地研究和搜集素材，以便为合理地管制PLC的电磁干扰提供依据。

K.60并没有规定电源端口传导干扰方面的限值，因此对于PLC网络和设备，符合K.60要求并不困难，只要在设计制造时适当采取控制电磁辐射干扰的措施即可。

2.3CENELEC

CENELEC的TC205/SC205A/WG10（家用及建筑物电子系统技术委员会/电源信号产品标准分委员会/高频发射与抗干扰工作组）和TC210/SC210A（通用EMC标准技术委员会/信息技术设备EMC标准分委员会）负责PLC电磁兼容标准研究工作。其中，SC205A研究物理和MAC层。该工作组的研究发现，当考虑接入网络和室内网络共存的情况时，OSI的传统分层结构将不能满足需求。

特别值得关注的是，CENELEC和ETSI两个标准化组织5个专业机构联合组成了电信网络EMC标准联合工作组（CLC/ETSIJWG）。

2.4ETSI

ETSI专门成立了PLC研究工作组EPPLC，从2000年开始陆续公开了两个PLC技术规范和9个技术报告。EPPLC主要致力于制定PLC产品和系统的技术规范，已列入ETSI工作计划且与电磁兼容相关的共有如下几项：

TR102258（2003-09）LCL回顾与统计分析；

TR102259（2003-09）EMI回顾与统计分析；

TR102270（2003-12）基本低压分布网络（LVDN）测量数据；

TR102324（2004-05）电力线通信系统辐射发射特性与测量方法技术水平；

TR102370（2004-11）3MHz～100MHzLVDN基础测量数据。

3各国对PLC标准的研究

目前定义了1～30MHz范围内电信网络辐射干扰限值的技术标准共有4个：德国的NB30、英国的MPTl570、美国的FCCPart15以及国际电信联盟于2003年7月推出的ITU-TK.60。其中，由各个国家制定的相关标准如下。

3.1美国FCC

高速PLC系统符合FCCpart15定义的载波电流系统。PLC系统通过电力线以传导的方式传输信号，可认为是无意发射源，因此47CFR§15.205的要求对PLC不适用。

通常来讲满足辐射限值的系统可以保护正常工作的系统不受干扰。但是FCC不仅仅强调辐射限值的制定，考虑到不同的测量方法和测量过程存在测量不确定度，FCC认为一致性检验过程的制定也同样重要。FCCpart15规定的PLC辐射限值见表1。

表1FCCpart15规定的PLC辐射限值

用途频率(MHz)场强

(dBμV/m)

测量距离

(m)

测量带宽(kHz)检波器

载波电流系统1.705-30.029.5309Quasi-peak

ClassA30-8839.110120Quasi-peak

ClassB30-88403120Quasi-peak

3.2德国RegTP

德国RegTP(TheRegulatingAdministrationforTelecommunicationsandPostsofGermany)于1999年1月制定了NB30标准。规定了9kHz～3GHz通信系统辐射干扰限值，包括有线电视、xDSL、PLC等系统。NB30标准的辐射限值见表2。

表2德国NB30标准规定的辐射限值

频率范围(MHz)场强(dBμV/m)测量距离(m)测量带宽检波器

>1～3040–8.8*lg10f(MHz)39kHzPeak

>30～1000273待定Peak

3.3英国

英国于2003年1月针对PLC系统制定了MPT1570规范，规定了9kHz～1.6MHz磁场辐射限值，见表3。该标准规定使用满足IECCISPR16-1的环天线和接收机进行测量。主要目的是保护广泛使用的广播接收机。

表3英国MPT1570规范规定的辐射限值

频率范围场强(dBμA/m)测量距离(m)测量带宽检波器

9～150kHz49-20lgf(kHz)3200HzPeak

150kHz～1.6MHz-1.5-20lgf(MHz)19kHzPeak

3.4.其他国家技术要求

部分其他国家技术要求见表4。

表4部分其他国家技术要求

澳大利亚ACA不对525kHz以上频段进行要求

奥地利政府部门已经停止PLC试验计划,结论表明PLC在2～30MHz时引起的干扰不能减小到可接受的程度

芬兰FICORA年报（2001）根据测量结果，决定只有在PLC技术解决干扰和安全问题后才能商用。在欧洲标准出台前，采用NB30限值

日本MPHPT决定不给PLC系统增配许可频率。建议继续进行研究如何减小干扰问题

由于FCC对PLC辐射限值制定较松，从而使PLC系统在美国得到迅速发展；欧盟一些国家持谨慎发展态度，欧洲各国正在等待欧盟标准的最终制定；BBC等传统广播通信系统出于自我保护的考虑，对PLC系统提出较苛刻的限制要求。

4结论

PLC技术的标准化工作至今仍在缓步进行，对传导干扰进行定义及限值制定等问题至今很难达成一致认识，但是作为一种资源广泛的通信网络技术，电力线通信的市场需求仍然存在，只有各方共同努力，才能使PLC系统更好地服务于广大用户。