淺談EMC的現(xiàn)狀與發(fā)展

闞麗云 內(nèi)蒙古自治區(qū)人力資源和社會(huì)保障信息中心 010000

淺談EMC的現(xiàn)狀與發(fā)展

闞麗云 內(nèi)蒙古自治區(qū)人力資源和社會(huì)保障信息中心 010000

本文主要介紹了電磁兼容（EMC）的發(fā)展現(xiàn)狀及其研究的重要意義。通過對(duì)EMC概念的介紹可以看出其在現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用中的不可或缺的地位。EMC技術(shù)的發(fā)展成熟可以使得眾多電子設(shè)備得到更好的應(yīng)用。

電磁兼容；電磁干擾；電磁防護(hù)

1　EMC研究現(xiàn)狀

隨著電子科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子信息及電子設(shè)備已經(jīng)成為人們生活中息息相關(guān)的一部分，手機(jī)、計(jì)算機(jī)以及其他電子設(shè)備已經(jīng)大范圍應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)方面。但是，隨著電子設(shè)備日益增多，相互之間的電磁干擾（EMI， Electro Magnetic Interference）越來越嚴(yán)重，同時(shí)電磁輻射能量越來越強(qiáng)，也會(huì)對(duì)人體造成一定影響。因此，對(duì)電磁兼容技術(shù)的要求也隨之變得更重要了。

電 磁 兼 容（EMC， Electro Magnetic Compatibility），是指電子設(shè)備或電子系統(tǒng)在其特定的電磁環(huán)境中正常符合要求運(yùn)行前提下，不對(duì)周圍環(huán)境及其中的電子設(shè)備造成無法忍受的電磁干擾的能力。無法忍受的電磁干擾主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是多個(gè)電子設(shè)備之間的相互電磁干擾造成設(shè)備無法正常工作運(yùn)行甚至損毀，二是電磁設(shè)備輻射出過多能力造成電磁污染對(duì)周圍的人體造成影響。大多數(shù)國(guó)家都制定了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范電子產(chǎn)品的電磁兼容性。EMC的研究興起于20世紀(jì)80年代，主要解決和研究電磁干擾的產(chǎn)生、傳播、抑制機(jī)理及相應(yīng)的測(cè)量和計(jì)量技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上制定合理的電磁兼容原則，對(duì)電子產(chǎn)品的干擾及抗干擾水平做出明確規(guī)定。此時(shí)的美國(guó)、德國(guó)、日本、前蘇聯(lián)及法國(guó)等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)在電磁兼容領(lǐng)域達(dá)到了很高的水平。 1990年在北京成果舉辦的第一次國(guó)際電磁兼容性學(xué)術(shù)會(huì)議也標(biāo)志我國(guó)電磁兼容學(xué)科的迅速發(fā)展并開始參與國(guó)際交流。

研究EMC主要是研究三點(diǎn)，分別是干擾源、耦合途徑、敏感單元，分別對(duì)應(yīng)電磁干擾的發(fā)射、傳播和接受。其中干擾源即產(chǎn)生電磁干擾的電子設(shè)備器件系統(tǒng)，或者自然現(xiàn)象等，分別歸類為人為干擾源和自然干擾源。自然干擾源有大氣干擾，雷電干擾以及熱噪聲等，而人為干擾源又分為功能性干擾源和非功能性干擾源。功能性干擾源即主動(dòng)發(fā)射信號(hào)的設(shè)備或者系統(tǒng)，比如無線廣播、雷達(dá)等，非功能性干擾源則是指非電子設(shè)備造成的電子干擾，像車輛點(diǎn)火系統(tǒng)、電氣化鐵路等。耦合途徑即將電磁干擾能量傳輸?shù)矫舾性耐ǖ阑蛘呙浇椋▊鲗?dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾即在干擾源和被干擾設(shè)備之間有完整的電路連接，包括電耦合、磁耦合、電磁耦合等；而輻射干擾是指干擾源輻射的干擾能量以電磁波的形式通過媒介傳播至敏感單元，包括近場(chǎng)區(qū)的感應(yīng)耦合和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的輻射耦合。通常情況下傳導(dǎo)干擾和輻射干擾都是同時(shí)存在的。敏感單元即受到電磁干擾的電子設(shè)備、電子器件或系統(tǒng)。

2　EMC發(fā)展趨勢(shì)

目前主流的研究分析電磁兼容性的工程方法主要是分析測(cè)量方法和分析預(yù)測(cè)方法。分析測(cè)量方法即按常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)電子設(shè)備，然后再直接對(duì)制造的成品進(jìn)行電磁兼容性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果比較可靠，但是需要耗費(fèi)大量時(shí)間即資金。分析預(yù)測(cè)方法則是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，通過計(jì)算機(jī)模擬仿真等方法輔助分析，對(duì)其電磁兼容性進(jìn)行預(yù)測(cè)。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和電磁場(chǎng)快速數(shù)值方法的不斷提高，采用分析預(yù)測(cè)方法具有耗時(shí)短，不受產(chǎn)地資金限制等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。通常可以在電子產(chǎn)品正式完成之前就解決90%的電磁兼容問題。EMC認(rèn)證三個(gè)重要規(guī)律之一的EMC費(fèi)效比規(guī)律指出， EMC問題越早考慮、越早解決，費(fèi)用越少、效果越好。現(xiàn)有的常用EMC分析軟件有CST，SEMCAP等。最后通過試驗(yàn)測(cè)量方法確認(rèn)產(chǎn)品的電子兼容性。將計(jì)算機(jī)輔助分析預(yù)測(cè)方法同實(shí)際測(cè)量方法相結(jié)合可以達(dá)到最滿意的EMC設(shè)計(jì)要求。

電子器件和電路的電磁兼容設(shè)計(jì)是整個(gè)電子系統(tǒng)EMC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而對(duì)電子器件和電路的EMC設(shè)計(jì)主要從耦合控制，接線、布局設(shè)計(jì)、濾波和屏蔽等方面進(jìn)行。其中屏蔽和濾波技術(shù)是常用的電磁防護(hù)方法，接下來重點(diǎn)介紹下這兩種方法。屏蔽技術(shù)是利用屏蔽體阻斷或減小電磁干擾能量在空間傳輸?shù)囊环N技術(shù)，是防護(hù)空間傳播電磁干擾的最基本、最重要的手段之一。屏蔽體不但可以阻止內(nèi)部電磁能量的隨意溢出，同時(shí)也能防止外部電磁干擾能量的進(jìn)入。采用這種屏蔽方法需要明確電磁干擾源，被干擾元件以及它們之間的干擾途徑，隨后再確定屏蔽體的屏蔽效能，給出最后完整的屏蔽設(shè)計(jì)。濾波技術(shù)是指通過濾波器等手段限制接受裝置的帶寬，抑制無用信號(hào)的干擾但不影響有用信號(hào)的傳入。例如在產(chǎn)生較強(qiáng)電磁干擾設(shè)備的電源線上往往會(huì)使用濾波器來抑制開關(guān)電源設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射，或者提高對(duì)電磁干擾的抗干擾程度。濾波技術(shù)主要用于抑制電磁干擾在電路中的傳播。

3　結(jié)論

通過對(duì)EMC 概念及一些防護(hù)技術(shù)的介紹，可以看出電磁兼容在電子設(shè)備設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的重要作用。在日常生活中，電磁兼容存在與各個(gè)方面，包括人人都離不開的手機(jī)的設(shè)計(jì)，電視信號(hào)的接受等等。在軍事上EMC技術(shù)也有顯著用途，如對(duì)己方關(guān)鍵場(chǎng)所的電磁防護(hù)以及對(duì)敵方電子設(shè)備的打擊等。隨著電子技術(shù)發(fā)展，電磁兼容的重要性日益突出成為不可忽視的考慮因素。

［1］錢照明， 陳恒林. 電力電子裝置電磁兼容研究最新進(jìn)展［J］. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)， 2007，22（7）：1-11.

［2］蔡仁鋼. 電磁兼容原理、設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)技術(shù)［M］. 北京航空航天大學(xué)出版社， 1997.