EMC是ElectromagneticCompatibility的簡寫,中文翻譯是電磁兼容,并非指電與磁之間的兼容,電與磁是不可分割,相互共存的一種物理現象、物理環境。國際電工委員會(IEC)對EMC的定義是:指在不損害信號所含信息的條件下,信號和干擾能夠共存。研究電磁兼容的目的是為了保證電器組件或裝置在電磁環境中能夠具有正常工作的能力,以及研究電磁波對社會生產活動和人體健康造成危害的機理和預防措施。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。
要使產品具有良好的電磁兼容性,需要專門考慮與電磁兼容相關的設計內容。電磁兼容設計一般包含以下幾個方面的內容:
地線設計
許多電磁干擾問題是由地線產生的,因為地線電位是整個電路工作的基準電位,如果地線設計不當,地線電位就不穩,就會導致電路故障。地線設計的目的是要保證地線電位盡量穩定,從而消除干擾現象。
線路板設計
無論設備產生電磁干擾發射還是受到外界干擾的影響,或者電路之間產生相互干擾,線路板都是問題的核心,因此設計好線路板對于保證設備的電磁兼容性具有重要的意義。線路板設計的目的就是減小線路板上的電路產生的電磁輻射和對外界干擾的敏感性,減小線路板上電路之間的相互影響。
濾波設計
對于任何設備而言,濾波都是解決電磁干擾的關鍵技術之一。因為設備中的導線是效率很高的接收和輻射天線,因此,設備產生的大部分輻射發射都是通過各種導線實現的,而外界干擾往往也是首先被導線接收到,然后串入設備的。濾波的目的就是消除導線上的這些干擾信號,防止電路中的干擾信號傳到導線上,借助導線輻射,也防止導線接收到的干擾信號傳入電路。
屏蔽與搭接設計
對于大部分設備而言,屏蔽都是必要的。特別是隨著電路工作的頻率日益提高,單純依靠線路板設計往往不能滿足電磁兼容標準的要求。機箱的屏蔽設計與傳統的結構設計有許多不同之處,一般如果在結構設計時沒有考慮電磁屏蔽的要求,很難將屏蔽效果加到機箱上。所以,對于現代電子產品設計,必須從開始就考慮屏蔽的問題。
電磁發射(EMI)的檢驗項目有:
電磁發射(EMI)的檢驗項目有:
①. 傳導(CE)(150kHz~108MHz);
②. 斷續干擾電壓(喀嚦聲)(150kHz、500kHz、1.4MHz和30MHz);
③. 干擾功率(30MHz~300MHz)
④.諧波電流(2~40次諧波)
⑤.輻射發射(RE)(100k~2.7G)
閃爍Flicker
電磁抗擾度(EMS)的檢驗項目有:
①. 靜電放電抗擾度;
②. 輻射電磁場(80MHz~1000 MHz)抗擾度;
③. 電快速瞬變/脈沖群抗擾度;
④. 浪涌(雷擊)抗擾度;
⑤. 注入電流(150kHz~230MHz)抗擾度;
⑥. 電壓暫降和短時中斷抗擾度
規律一、EMC費效比關系規律: EMC問題越早考慮、越早解決,費用越小、效果越好。
在新產品研發階段就進行EMC設計,比等到產品EMC測試不合格才進行改進,費用可以大大節省,效率可以大大提高;反之,效率就會大大降低,費用就會大大增加。
經驗告訴我們,在功能設計的同時進行EMC設計,到樣板、樣機完成則通過EMC測試,是最省時間和最有經濟效益的。相反,產品研發階段不考慮EMC,投產以后發現EMC不合格才進行改進,非但技術上帶來很大難度、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費,甚至由于涉及到結構設計、PCB設計的缺陷,無法實施改進措施,導致產品不能上市。
規律二、高頻電流環路面積S越大, EMI輻射越嚴重。
高頻信號電流流經電感最小路徑。當頻率較高時,一般走線電抗大于電阻,連線對高頻信號就是電感,串聯電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環路產生的,最惡劣的情況就是開路之天線形式。對應處理方法就是減少、減短連線,減小高頻電流回路面積,盡量消除任何非正常工作需要的天線,如不連續的布線或有天線效應之元器件過長的插腳。
減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務之一,就是想方設法減小高頻電流環路面積S。
規律三、環路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴重,電磁輻射場強隨電流頻率f的平方成正比增大。
減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要途徑之二,就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f,即減小騷擾電磁波的頻率。
基礎類標準
GB/T 4365--1995 電磁兼容術語
GB/T 6113--1995 無線電干擾和抗擾度測量設備規范
GB 3907--83* 工業無線電干擾基本測量方法
GB 4859--84* 電氣設備的抗干抗擾度性基本測量方法
GB/T 15658--1995 城市無線電噪聲測量方法
通用類標準
GB 8702--88電磁輻射防護規定
GB/T 13926.1--92 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性總論
GB/T 13926.2--92 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性靜電放電要求
GB/T 13926.3--92 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性輻射電磁場要求
GB/T 13926.4--92 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性電快速瞬變脈沖群要求
GB/T 14431--93 無線電業務要求的信號/干擾保護比和最小可用場強
產品類
GB 4343--1995 家用和類似用途電動、電熱器具,電動工具以及類似電器無線電干擾特性測量方法和允許值
GB 4824--1996 工業、科學和醫療(ISM)射頻設備電磁騷擾特性的測量方法和限值
GB 6833.1--86*電子測量儀器電磁兼容性試驗規范總則
GB 6833.2--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 磁場敏感度試驗
GB 6833.3--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 靜電放電敏感度試驗
GB 6833.4--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 電源瞬態敏感度試驗
GB 6833.5--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 輻射敏感度試驗
GB 6833.6--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 傳導敏感度試驗
GB 6833.7--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 非工作狀態磁場干擾試驗
GB 6833.8--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 工作狀態磁場干擾試驗
GB 6833.9--87* 電子測量儀器電磁兼容性試驗規范 傳導干擾試驗
GB 6833.10--87* 電于測量儀器電磁兼容性試驗規范 輻射干擾試驗
GB 7343--87* 10kHZ~30MHZ 無源無線電干擾濾波器和抑制元件抑制特性的測量方法
GB 7349--87* 高壓架空輸電線、變電站無線電干擾測量方法
GB 9254--88信息技術設備的無線電干擾極限值和測量方法
GB 9383--1995 聲音和電視廣播接收機及有關設備傳導抗擾度限值及測量方法
GB 13421--92 無線電發射機雜散發射功率電平的限值和測量方法
GB 13836--92* 30MH2~1GH聲音和電視信號的電纜分配系統設備與部件輻射干擾特性允許值和測量方法
GB 13837--1997 聲音和電視廣播接收機及有關設備無線電干擾特性限值和測量方法
GB/T 13838--92 聲音和電視廣播接收機及有關設備輻射抗擾度特性允許值和測量方法
GB 13839--92 聲音和電視廣播接收機及有關設備內部抗擾度允許值和測量方法
GB 14023--92 車輛、機動船和由火花點火發動機驅動的裝置的無線電干擾特性的測量方法及允許值
GB 15540--1995 陸地移動通信設備電磁兼容技術要求和測量方法
GB 15707--1995 高壓交流架空送電無線電干擾限值
GB/T15708--1995 交流電氣化鐵道電力機車運行產生的無線電輻射干擾的測量方法
GB/T15709--1995 交流電氣化鐵道接觸網無線電輻射干擾測量方法
GB 15734--1995 電子調光設備無線電騷擾特性限值及測量方法
GB 15949--1995 聲音和電視信號的電纜分配系統設備與部件抗擾度特性限值和測量方法
GB/T 16607--1996 微波爐在1GHz以上的輻射干擾測量方法
B 16787--1997 G 30MHz~1GHz聲音和電視信號的電纜分配系統輻射測量方法和限值
GB 16788--1997 30MHz~1GHz聲音和電視信號電纜分配系統抗擾度測量方法和限值
GB 6364--86 航空無線電導航臺站電磁環境要求
GB 6830--86 電信線路遭受強電線路危險影響的容許值
GB 7432--87* 同軸電纜載波通信系統抗無線電廣播和通信干擾的指標
GB 7433--87* 對稱電纜載波通信系統抗無線電廣播和通信干擾的指標
GB 7434--87* 架空明線載波通信系統抗無線電廣播和通信干擾的指標
GB 7495…87 架空電力線路與調幅廣播收音臺的防護問距
GB 13613--92 對海中遠程無線電導航臺站電磁環境要求
GB 13614--92 短波無線電測向臺(站)電磁環境要求
GB 13615--92 地球站電磁環境保護要求
GB 13616--92 微波接力站電磁環境保護要求
GB 13617--92 短波無線電收信臺(站)電磁環境要求
GB 13618--92 對空情報雷達站電磁環境防護要求
GB/T13620--92衛星通信地球站與地面微波站之間協調區的確定和干擾計算方法