電磁兼容性包括兩方面:EMI(
電磁干擾),EMS(電磁敏感性)兩方面。
EMI分類
CE(傳導(dǎo)干擾),RE(輻射干擾),PT(干擾功率測(cè)試)等等。
EMS分類
ESD(靜電放電),RS(輻射耐受),EFT/B(快速脈沖耐受),surge(雷擊),CS(傳導(dǎo)耐受)等等
以上的各種試驗(yàn)都要由專門的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。是電子類商品進(jìn)入市場(chǎng)前要取得認(rèn)證的必要條件。中國(guó)這樣的實(shí)驗(yàn)室很多,大部分集中在深圳等地。
電磁兼容性試驗(yàn)與檢測(cè)的試驗(yàn)室有環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗(yàn)服務(wù)中心、航天環(huán)境可靠性試驗(yàn)中心等機(jī)構(gòu)。
規(guī)律一、EMC費(fèi)效比關(guān)系規(guī)律:EMC問題越早考慮、越早解決,費(fèi)用越小、效果越好。[2]
在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設(shè)計(jì),比等到產(chǎn)品EMC測(cè)試不合格才進(jìn)行改進(jìn),費(fèi)用可以大大節(jié)省,效率可以大大提高;反之,效率就會(huì)大大降低,費(fèi)用就會(huì)大大增加。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,在功能設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行EMC設(shè)計(jì),到樣板、樣機(jī)完成則通過EMC測(cè)試,是最省時(shí)間和最有經(jīng)濟(jì)效益的。相反,產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC,投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)EMC不合格才進(jìn)行改進(jìn),非但技術(shù)上帶來(lái)很大難度、而且返工必然帶來(lái)費(fèi)用和時(shí)間的大大浪費(fèi),甚至由于涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)的缺陷,無(wú)法實(shí)施改進(jìn)措施,導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市。
規(guī)律二、高頻電流環(huán)路面積S越大,EMI輻射越嚴(yán)重。
高頻信號(hào)電流流經(jīng)電感最小路徑。當(dāng)頻率較高時(shí),一般走線電抗大于電阻,連線對(duì)高頻信號(hào)就是電感,串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測(cè)設(shè)備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的,最惡劣的情況就是開路之天線形式。對(duì)應(yīng)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(xù)的布線或有天線效應(yīng)之元器件過長(zhǎng)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(wù)之一,就是想方設(shè)法減小高頻電流環(huán)路面積S。
規(guī)律三、環(huán)路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴(yán)重,電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)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(shè)法減小騷擾源高頻電流頻率f,即減小騷擾電磁波的頻率f。
由于
微電腦的依存度正不斷提高,設(shè)備的大量使用,復(fù)雜了我們的電磁環(huán)境,因此外來(lái)的干擾如脈沖噪聲、放射電磁場(chǎng)、靜電、雷擊、電壓變動(dòng)等,所引發(fā)的誤動(dòng)作產(chǎn)生當(dāng)機(jī)甚至破壞的情形,如無(wú)線電的通訊、雷達(dá)、大哥大、電視游樂器⋯⋯等,往往干擾到電視,甚至于造成醫(yī)療器材使用中的誤動(dòng)作,影響到飛航的安全。[3]
國(guó)際上對(duì)于電子、電器、工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品的抗擾性測(cè)試日漸重視,且趨向整合以IEC(International Electrotechnical Commission)國(guó)際規(guī)格為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),歐 洲共同體率先制定EMC防治法規(guī),于1996 年起全面實(shí)施抗擾測(cè)試。[3]
電源方面
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三相入力電源在NFB(無(wú)熔絲斷路器)與變壓器間裝噪聲濾波器(Noise Filter),此濾波器的輸入線愈短愈好。
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電源及大電流導(dǎo)線緊貼電氣箱之底部,并沿著邊角布線。
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開關(guān)式電源供應(yīng)器加裝隔離罩以防輻射性發(fā)射干擾,濾波器選用器選用π型或T 型可抑制寬波段噪聲,陶鐵磁體(Ferrite)材質(zhì)可抑制射頻噪聲。
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電源線兩端考慮采隔離接地,以免接地回路(Ground Loop)形成共同阻抗耦合(Common Impedance Coupling)將噪聲耦合至信號(hào)線。
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電源線與信號(hào)線盡量采用隔離或分開配線。
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電源變壓器應(yīng)加隔離(Shielding),外殼須接地良好。
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單相AC 控制線建議采用絞線。
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直流導(dǎo)線建議使用絞線來(lái)配線。
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避免將電源與信號(hào)線接至同一接頭。
信號(hào)線方面
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信號(hào)輸入線與輸出線應(yīng)避免排在一起造成干擾。
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應(yīng)將CABLE剩余不用之線單端接地,以避免形成感應(yīng)回路。
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接近電源線附近的信號(hào)線考慮采用捻合(Twist)。
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不同類別的信號(hào)線避免混雜接在一個(gè)連接頭上,宜按類別分類并加地線隔離。
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輸入信號(hào)線與輸出線盡量避免同在一個(gè)接頭上,如不能避免時(shí)應(yīng)將輸入與輸出信號(hào)錯(cuò)開。
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敏感性較高之低準(zhǔn)位信號(hào)線,除采用絞線外可加隔離遮蔽。
模擬信號(hào)方面
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高頻的類比信號(hào)及脈波信號(hào)線建議采用隔離線。
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高頻類比信號(hào)線采用同軸式隔離線,低頻之類比信號(hào)線采用絞線,必要時(shí)可外加隔離遮蔽,絕不可使用同軸隔離線。
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連接頭安裝位置須清潔處理,接頭及金屬面的接觸電阻須小于2.5m歐姆。
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類比電路干擾以波形失真為主,抑制方法主要在濾波器選用的特性,例如;帶寬、頻率響應(yīng)值。
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類比信號(hào)線與數(shù)位排線必須相互垂直。