EMC設(shè)計基本要素主要包含哪些

在我們的日常生活中，電磁現(xiàn)象隨處可見：利用電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能來實(shí)現(xiàn)加熱食品的微波爐，利用電磁場和電磁波傳遞信息的手機(jī)，還有通過匯聚宇宙中的電磁波，進(jìn)行天文觀測活動的“中國天眼FAST”，這些都與電磁有著密切的關(guān)系。

伴隨著電磁出現(xiàn)的還有電磁干擾，它分為自然電磁干擾和人為電磁干擾。

自然電磁干擾是自然界所固有的，與人的活動無關(guān)的電磁干擾現(xiàn)象，比如天空打雷放電等現(xiàn)象。此外，太陽系也常常發(fā)生強(qiáng)烈的電磁現(xiàn)象，太陽以及太陽系的行星都會發(fā)出輻射和電磁干擾，引發(fā)復(fù)雜的電磁環(huán)境。例如，太陽黑子爆發(fā)可能會造成電力系統(tǒng)全面停電，使地球上的無線電通信中斷。

人為電磁干擾主要存在于工業(yè)、交通和商業(yè)環(huán)境中。電子設(shè)備在工作時，設(shè)備中的電路會有交變的電流流動，該電流會通過輻射或傳導(dǎo)的方式，向空間和周圍設(shè)備輻射或傳導(dǎo)電磁能量，從而有一定概率對其他的設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響設(shè)備正常工作。

能夠想象得出，如果電磁干擾過度，不僅會對人們生產(chǎn)生活帶來巨大影響，還會對國防安全造成威脅。為了有效避免電磁干擾，電磁兼容應(yīng)運(yùn)而生。

什么是電磁兼容

EMC(Electro Magnetic Compatibility)——電磁兼容，是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中，按設(shè)計要求正常工作的能力。任何產(chǎn)生電磁兼容問題都必須具備以下三個條件：騷擾源（干擾源）、耦合途徑和敏感設(shè)備，該三要素缺少任何一個都構(gòu)不成電磁兼容問題。騷擾源即產(chǎn)生騷擾的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)，說明騷擾從哪里來；耦合途徑是將騷擾源產(chǎn)生的騷擾傳輸?shù)矫舾性O(shè)備的途徑，說明騷擾如何傳輸；敏感設(shè)備是受到騷擾影響的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)，說明了騷擾到何處去。

一般電子產(chǎn)品設(shè)計時不考慮EMC問題，就會導(dǎo)致EMC測試失敗，以致不能通過相關(guān)法規(guī)的認(rèn)證，而不能出廠銷售。目前，衡量一個產(chǎn)品的EMC的性能主要從以下兩個方面來考慮：

（1）EMI(Electro Magnetic Interference)——電磁干擾性能。 即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行時，不應(yīng)產(chǎn)生超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所要求的電磁能量干擾。這樣的電磁干擾有：從電源線傳導(dǎo)出來的電磁騷擾；從信號線、控制線傳導(dǎo)出來的騷擾；從產(chǎn)品殼體（包括產(chǎn)品中的所有電纜）輻射出來的騷擾；從電源端口傳導(dǎo)出來的諧波電流；電源端口產(chǎn)生的電壓波動和閃爍。

（2）EMS（Electro Magnetic Susceptibility）—電磁抗擾度性能。 即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行時，設(shè)備或系統(tǒng)能承受各種類型的電磁能量干擾。這種電磁能量干擾主要有：靜電放電（ESD）；電源端口的電快速瞬變脈沖群；信號線、控制線端口的電快速瞬變脈沖群;電源端口的浪涌和雷擊；信號線、控制線端口的浪涌和雷擊；從空間傳遞給產(chǎn)品殼體的電磁輻射；電源端口傳入的傳導(dǎo)干擾；電源端口的電壓跌落與中斷。

因此，相應(yīng)的EMC測試就包括EMI電磁干擾測試和EMS電磁抗擾度測試。

EMI主要測試項(xiàng)目：

1、傳導(dǎo)騷擾（CE）測試（電源線、信號、控制線）；

2、輻射騷擾（RE）測試；

3、諧波（Harmonic）測量；

4、電壓波動和閃爍（Fluctuation and Flicker）測量。

EMI測試場地有半電波暗室、全電波暗室、開闊場等。

EMS主要測試項(xiàng)目：

1、靜電放電抗擾度（ESD）；

2、電快速瞬變脈沖群抗擾度（EFT）；

3、浪涌（SURGE）；

4、輻射抗擾度（RS）；

5、傳導(dǎo)抗擾度（CS）。

同時，為了能夠讓測試工作更加高效便捷，產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平能夠有效提升，各類產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)國際標(biāo)準(zhǔn)均在逐步完善。具有代表性的電磁兼容性(EMC)國際標(biāo)準(zhǔn)如下：

武漢中關(guān)村硬創(chuàng)空間科技有限公司電磁兼容實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

這些國際標(biāo)準(zhǔn)還會定期進(jìn)行修訂。這是因?yàn)楫?dāng)發(fā)生由電磁兼容性（EMC）問題導(dǎo)致的嚴(yán)重事件時，與其他法律法規(guī)一樣，為了防止此類事件再次發(fā)生，就需要由國際電工委員會（IEC）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）等相應(yīng)的組織進(jìn)行討論并修改頻率范圍和測量極限值，修訂和發(fā)布相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

EMC設(shè)計基本要素

EMC設(shè)計基本要素主要包含三點(diǎn)：

1、接地

接地對電子設(shè)備的正常工作非常關(guān)鍵。接地的目的有三個：（1）接地使整個電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地工作；

（2）防止外界電磁場的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果；

（3）保證安全工作。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時，可避免電子設(shè)備的毀壞；當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其他原因直接與機(jī)殼相通時，可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。

2、屏蔽

屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元器件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。

3、其他抑制干擾方法

（1）濾波

濾波是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。

濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平，因?yàn)楦蓴_頻譜成份不等于有用信號的頻率，濾波器對于這些與有用信號頻率不同的成分有良好的抑制能力，從而起到其他干擾抑制難以起到的作用。

（2）正確選用無源元件

使用的無源元件可能并不“理想”。使用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。

（3）電路技術(shù)

有時候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結(jié)合屏蔽，采取平衡措施等電路技術(shù)。

我國發(fā)展

在全世界范圍內(nèi)，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科，也是一門以電磁場理論為基礎(chǔ)，包括信息、電工、電子、通信、材料、結(jié)構(gòu)等學(xué)科的邊緣科學(xué)，同時也是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，需要產(chǎn)品工程師具有豐富的實(shí)踐知識。