如何實現EMC電磁兼容的全面分析

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EMC(Electro MagneTIc CompaTIbility)——電磁兼容，是指電子、電氣設備或系統在預期的電磁環境中，按設計要求正常工作的能力，也是電子、電氣設各或系統的一項重要的技術性能。就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經形成一門新的學科，也是一門以電磁場理論為基礎，包括信息、電工、電子、通信、材料、結構等學科的邊緣科學，同時也是一門實踐性比較強的學科，需要產品工程師具有豐富的實踐知識。電磁兼容的中心課題是研究如何控制和消除電磁干擾，使電子設備或系統與其他設備聯系在一起工作時，不導致設備或系統的任何部分的工作性能的惡化或降低。一個設計理想的電子設備或系統應該既不發射任何不希望的能量，又應該不受任何不希望有的能量的影響。當然，在電子設備或系統出廠前，衡量其EMC J眭能好壞的主要依據就是FMC測試結果。這些測試，就是模擬產品在實際工作環境中發生的一些騷擾和干擾，如圖所示。目前，衡量一個產品的EMC跬能主要從以下兩個方面來考慮。

產品在實際工作環境中發生的一些騷擾和干擾

(1)EMI(Electro MagneTIc Interference)——電磁干擾性能。即處在一定環境中的設備或系統正常運行時，不應產生超過相應標準所要求的電磁能量于擾。這樣的電磁干擾有：

● 從電源線傳導出來的電磁騷擾；

● 從信號線、控制線傳導出來的騷擾；

● 從產品殼體(包括產品中的所有電纜)輻射出來的騷擾；

● 從電源端口傳導出來的諧波電流(Harmonic)；

● 電源端口產生的電壓波動和閃爍(FluctuaTIon and Flicker)。

(2)EMS(Electro MagneTIc Susceptibility)——電磁抗擾度性能。即處在一定環境中的設各或系統正常運行時，設各或系統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；

● 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；

● 從空間傳遞給產品殼體的電磁輻射；

● 電源端口傳入的傳導干擾；

● 電源端口的電壓跌落與中斷。

EMC設計則是在產品設計過程中，利用一定的設計技巧和額外的技術手段提高產品的EMC性能(包括產品的抗干擾能力和產品的抗騷擾水平)，并能在一定環境中按照產品的設計期望正常運行。為了衡量到達實際應用環境前產品的EMC性能，則需要進行EMC測試。對應于以上產品各項FMC指標，EMC測試通常也有如下兩個方面。

(1)EMI電磁干擾測試

● 電源線傳導騷擾(CE)測試；

● 信號、控制線傳導騷擾(CE)測試；

● 輻射騷擾(RE)則試；

● 諧波電流(Harmonic)唄刂試；

● 電壓波動和閃爍(Fluctuation and Flicker)測試。

(2)EMS電磁抗擾度測試

● 靜電放電(ESD)抗擾度測試；

● 電源端口的電快速瞬變脈沖群(EFT/B)抗擾度測試；

● 信號線、控制線的電快速瞬變脈沖群(EFT/B)抗擾度測試；

● 電源端口的浪涌(SURGE)和雷擊測試；

● 信號線、控制線的浪涌(SURGE)和雷擊測試；

● 殼體輻射抗擾度(RS)壩刂逑；

● 電源端口的傳導抗擾度(CS)測試；

● 信號線、控制線的傳導抗擾度(CS)測試；

● 電源端口的電壓跌落與中斷測試(DIP)。

對于汽車及車載電子設備，由于其電磁環境與供電環境相對特殊，其EMC測試也相對特殊，但也可分為EMI測試和EMS測試兩大類。它更加突出ISO、CISPR和SAEJ標準的重要性，具體的FMC測試項目有兩個。

(1)EMI測試

● 符合CISPR25(對應國標為GB18655)、CISPR12(對應國標為GB14023)、SAEJ551/5(對應國標為GB18387)標準的輻射騷擾測試；

● 符合CISPR25(對應國標為GB18655)標準的傳導耦合/瞬態發射騷擾測試。

(2)EMS測試

● 符合1507637-1/2標準規定的電源線傳導耦合/瞬態抗擾度測試；

● 符合1507637-3標準規定的傳感器電纜與控制電纜傳導耦合/瞬態抗擾度測試；

● 符合150114527(對應國標為GB17619)標準規定的射頻傳導抗擾度測試；

● 符合15011452-2(對應國標為GB17619)標準規定的輻射場抗擾度測試；

● 符合15011452-3(對應國標為GB17619)標準規定的橫電磁波(TEM)小室的輻射場抗擾度測試；

● 符合15011452-4(對應國標為GB17619)標準規定的大電流注入(BCI)抗擾度測試；

● 符合15011452-5(對應國標為GB17619)標準規定的帶狀線抗擾度測試；

● 符合15011452-6(對應囟標為GB17619)標準規定的三平板抗擾度測試；

● 符合15010605標準的靜電放電抗擾度測試。

EMC設計不能像硬件電路設計、結構設計、軟件設計等設計活動可以單獨存在，它依附于產品的其他設計活動中。如果一定要對EMC設計活動進行分類，那么主要包括：

(1)產品的EMC標準和需求分析；

(2)產品機械結構構架的FMC設計，包括產品中的電纜部分的設計；

(3)電路原理圖的FMC設計；

(4)PCB的EMC設計；

(5)EMC測試過程中出現問題的改進。

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