电磁兼容性包括两方面:EMI(
电磁干扰),EMS(电磁敏感性)两方面。
EMI分类
CE(传导干扰),RE(辐射干扰),PT(干扰功率测试)等等。
EMS分类
ESD(静电放电),RS(辐射耐受),EFT/B(快速脉冲耐受),surge(雷击),CS(传导耐受)等等
以上的各种试验都要由专门的实验室进行测试。是电子类商品进入市场前要取得认证的必要条件。中国这样的实验室很多,大部分集中在深圳等地。
电磁兼容性试验与检测的试验室有环境可靠性与电磁兼容试验服务中心、航天环境可靠性试验中心等机构。
规律一、EMC费效比关系规律:EMC问题越早考虑、越早解决,费用越小、效果越好。[2]
在新产品研发阶段就进行EMC设计,比等到产品EMC测试不合格才进行改进,费用可以大大节省,效率可以大大提高;反之,效率就会大大降低,费用就会大大增加。
经验告诉我们,在功能设计的同时进行EMC设计,到样板、样机完成则通过EMC测试,是最省时间和最有经济效益的。相反,产品研发阶段不考虑EMC,投产以后发现EMC不合格才进行改进,非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费,甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷,无法实施改进措施,导致产品不能上市。
规律二、高频电流环路面积S越大,EMI辐射越严重。
高频信号电流流经电感最小路径。当频率较高时,一般走线电抗大于电阻,连线对高频信号就是电感,串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的,最恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线,减小高频电流回路面积,尽量消除任何非正常工作需要的天线,如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一,就是想方设法减小高频电流环路面积S。
规律三、环路电流频率f越高,引起的EMI辐射越严重,电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二,就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f,即减小骚扰电磁波的频率f。
由于
微电脑的依存度正不断提高,设备的大量使用,复杂了我们的电磁环境,因此外来的干扰如脉冲噪声、放射电磁场、静电、雷击、电压变动等,所引发的误动作产生当机甚至破坏的情形,如无线电的通讯、雷达、大哥大、电视游乐器⋯⋯等,往往干扰到电视,甚至于造成医疗器材使用中的误动作,影响到飞航的安全。[3]
国际上对于电子、电器、工业设备产品的抗扰性测试日渐重视,且趋向整合以IEC(International Electrotechnical Commission)国际规格为测试标准,欧 洲共同体率先制定EMC防治法规,于1996 年起全面实施抗扰测试。[3]
电源方面
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三相入力电源在NFB(无熔丝断路器)与变压器间装噪声滤波器(Noise Filter),此滤波器的输入线愈短愈好。
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电源及大电流导线紧贴电气箱之底部,并沿着边角布线。
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开关式电源供应器加装隔离罩以防辐射性发射干扰,滤波器选用器选用π型或T 型可抑制宽波段噪声,陶铁磁体(Ferrite)材质可抑制射频噪声。
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电源线两端考虑采隔离接地,以免接地回路(Ground Loop)形成共同阻抗耦合(Common Impedance Coupling)将噪声耦合至信号线。
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电源线与信号线尽量采用隔离或分开配线。
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电源变压器应加隔离(Shielding),外壳须接地良好。
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单相AC 控制线建议采用绞线。
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直流导线建议使用绞线来配线。
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避免将电源与信号线接至同一接头。
信号线方面
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信号输入线与输出线应避免排在一起造成干扰。
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应将CABLE剩余不用之线单端接地,以避免形成感应回路。
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接近电源线附近的信号线考虑采用捻合(Twist)。
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不同类别的信号线避免混杂接在一个连接头上,宜按类别分类并加地线隔离。
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输入信号线与输出线尽量避免同在一个接头上,如不能避免时应将输入与输出信号错开。
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敏感性较高之低准位信号线,除采用绞线外可加隔离遮蔽。
模拟信号方面
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高频的类比信号及脉波信号线建议采用隔离线。
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高频类比信号线采用同轴式隔离线,低频之类比信号线采用绞线,必要时可外加隔离遮蔽,绝不可使用同轴隔离线。
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连接头安装位置须清洁处理,接头及金属面的接触电阻须小于2.5m欧姆。
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类比电路干扰以波形失真为主,抑制方法主要在滤波器选用的特性,例如;带宽、频率响应值。
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类比信号线与数位排线必须相互垂直。