電氣產(chǎn)品的電磁兼容對(duì)策

程思遠(yuǎn) 楊統(tǒng)乾

【摘要】電磁兼容（EMC），是指電工電子產(chǎn)品在規(guī)定的電磁環(huán)境中，應(yīng)具有一定的抗干擾能力，不受其他電器的干擾影響而能夠正常工作。同時(shí)，也不會(huì)對(duì)該環(huán)境和其他設(shè)備造成不允許的干擾。隨著高新技術(shù)電工電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，保護(hù)電磁環(huán)境，防止雜散電磁波干擾已受到人們的普遍關(guān)注。

【關(guān)鍵詞】電磁兼容?騷擾源?耦合?接地?屏蔽?濾波

一、概述

開空調(diào)時(shí)，有時(shí)室內(nèi)的白熾燈會(huì)出邊瞬間變暗的現(xiàn)象，這是因?yàn)榇罅康碾娏髁飨蛄丝照{(diào)，電壓急劇下降，而同處于一個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的白熾燈受到影響。使用吸塵器的時(shí)候，收音機(jī)中可以聽到啪啪啪的雜音。原因是吸塵器中的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了微弱的電壓（電流）變化通過電源線傳遞進(jìn)入了收音機(jī)，以雜音的形式放了出來。當(dāng)你用手機(jī)打電話時(shí)，電腦旁的音響會(huì)發(fā)出吱吱吱的聲音，那是因?yàn)榇螂娫挄r(shí)手機(jī)發(fā)出的電磁波通過空間傳播與音響中的線圈發(fā)生耦合并通過雜音的形式釋放……生活中這些案例很多，有的是通過電源線傳輸，我們常稱傳導(dǎo)騷擾，有的通過空間輻射，由天線感應(yīng)接收的方式傳輸，這種我們稱為輻射騷擾。環(huán)境中還存在著一些短暫的高能脈沖干擾，這些干擾對(duì)電子設(shè)備的危害很大。常見的瞬態(tài)干擾有：電快速脈沖群、浪涌、和靜電放電。如何去避免由于這些電磁兼容現(xiàn)象而造成的危害，如今已成為熱點(diǎn)問題，由于電磁兼容而造成的損失比比皆是，只有掌握電磁兼容的一些基本原理，才能有效地減少甚至是避免發(fā)生危害。

二、電磁騷擾的發(fā)生

電磁騷擾必備的三個(gè)條件：

（1）騷擾源。顧名思義，騷擾的源頭，由其發(fā)射電磁能量。拆除騷擾源是最直接最徹底的消除干擾的辦法，但是好多情況下一般難以達(dá)到目的，因?yàn)橛袝r(shí)候消除干擾源的同時(shí)，也影響了設(shè)備的正常工作。

（2）耦合。耦合是騷擾源與受干擾設(shè)備之間的傳播通道。一般來說，切斷通道是降低或消除電磁干擾電子設(shè)備的最常用手段，也是最有效的方法。耦合的方式存在三種方法，即直接耦合、感應(yīng)耦合、輻射耦合。直接耦合是借助導(dǎo)線將騷擾能量直接傳遞給受害設(shè)備的一種耦合方式。很明顯，消除這種耦合不能靠切斷這根傳輸線的方式來達(dá)到目的，因?yàn)榍袛鄬?dǎo)線的同時(shí)自身的電信息通路也被切斷了。感應(yīng)耦合是以感應(yīng)現(xiàn)象得到的耦合。因此，有電感應(yīng)和磁感應(yīng)之分。由于感應(yīng)場(chǎng)傳輸能量，有隨距離成平方衰減的本性，因而其能量隨傳播距離的增加而衰減加速，并且其強(qiáng)度存在方向性。所以消除這種干擾的方法是調(diào)整受害設(shè)備與源之間的相對(duì)位置或者直接屏蔽。輻射耦合是電磁輻射場(chǎng)能量的特點(diǎn)與電磁感應(yīng)場(chǎng)的能量傳輸完全不同。輻射場(chǎng)能量的傳播要比感應(yīng)場(chǎng)遠(yuǎn)得多。消除這類輻射干擾只能借助屏蔽一法。

（3）干擾模式。目標(biāo)信號(hào)在電路中傳輸?shù)臅r(shí)候總是以雙線方式傳輸，俗陳信號(hào)回路。但就騷擾信號(hào)來說，它進(jìn)入電磁設(shè)備傳輸就有可能出現(xiàn)兩種情況：一種情況是，與目標(biāo)信號(hào)一起沿正?；芈犯Z入工作單元，這一模式稱為差模干擾。另一種情況是，以傳輸目標(biāo)信號(hào)的雙線作為一線，又以地線為另一線所構(gòu)成的傳輸回路，讓騷擾信號(hào)進(jìn)入工作單元的模式，則稱為共模干擾。但值得注意的是，信號(hào)回路的雙線對(duì)地的電特性不一定完全平衡，于是有可能也成差模干擾。從耦合路徑來說，差模干擾的出現(xiàn)，基本上是直接耦合的結(jié)果。而共模干擾的出現(xiàn)，多是感應(yīng)耦合和輻射耦合的結(jié)果，其強(qiáng)度則直接與回路的幾何形體、方向有關(guān)。

三、電磁騷擾的抑制

（1）濾波法。這是一種常見的方法，通常在電路中加入一個(gè)帶通的濾波器，目的是允許有用的信號(hào)通過，其余信號(hào)受阻不通。也可選擇適宜鐵氧體材料作為元器件的引線接入電路使騷擾信號(hào)損耗殆盡，從而達(dá)到濾波目的。

（2）接地。我們使用的電器通常有接地和不接地之說，在電子技術(shù)中的“接地”其實(shí)有兩個(gè)含義。一個(gè)是傳統(tǒng)意義上的接入大地，另一個(gè)是在電路上某一點(diǎn)，人為的指定作為電壓的零參考點(diǎn)，此地非彼地。所有接地方式有單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地之分。將電子設(shè)備中各單元的參考點(diǎn)接在一個(gè)點(diǎn)上的單點(diǎn)接地比較省事，但工作在頻率高的場(chǎng)合，常因多根接地線聚在一起，會(huì)因連接線間的感應(yīng)，通過耦合效應(yīng)引起騷擾。這時(shí)，多改用各單元各自單點(diǎn)接地為宜，即多點(diǎn)接地。有時(shí)候也有將多點(diǎn)接地后，再構(gòu)成統(tǒng)一接地，成了所謂的混合接地?？傊?，接地線切記不可交叉，這個(gè)很重要，不然會(huì)前功盡棄。

（3）屏蔽法。對(duì)于感應(yīng)與輻射耦合的干擾抑制，只能通過屏蔽法，這是眾所周知的，無需多言。但在選材上還得注意幾點(diǎn)：第一，厚度要選的厚一些。物理學(xué)告訴我們，電磁波碰到反射體的時(shí)候，有一部分是在表面就直接被反射的掉的，而另一部分會(huì)透過反射體一定深度后才會(huì)被反射掉。如果屏蔽體比較單薄，勢(shì)必會(huì)有部門電磁波透過屏蔽體到達(dá)需要被隔離的空間。第二，屏蔽材料要有一定的耗能性。這可使騷擾電流在進(jìn)入屏蔽材料的時(shí)候消耗掉，以去除反射，免得又稱為另一個(gè)騷擾源，干擾鄰近電路單元。

（4）為抑制感應(yīng)場(chǎng)的耦合時(shí)，除采用屏蔽法隔離外，還可以利用它的方向性來增進(jìn)抗干擾效果。在騷擾源元件或受擾元件中，任選一個(gè)元件，置于已設(shè)定處。然后，認(rèn)定一軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和傾倒，以尋找出干擾最小的方位后固定。再置上屏蔽罩，將得到更佳的抗干擾效果。甚至，可以減薄屏蔽罩材的厚度來獲得只用屏蔽法所獲得的效果，以收到降低投資、減輕設(shè)備重量的后果。

四、結(jié)束語

電磁兼容問題作為一個(gè)極其復(fù)雜的問題很難用一般的方法解決，為此不僅要將工作滲透到每一個(gè)電氣電子系統(tǒng)及設(shè)備中，根據(jù)分層與綜合設(shè)計(jì)法提早進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，并且還要研究不同的算法，不斷優(yōu)化算法，提高運(yùn)算速度。只有實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)管理協(xié)調(diào)與電磁兼容技術(shù)相結(jié)合，統(tǒng)籌考慮后才能有效的解決電磁兼容問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭軍奇.電磁兼容設(shè)計(jì)與測(cè)試案例分析.

[2]趙磊.電子產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計(jì)問題.