電氣產品的電磁兼容對策

程思遠 楊統乾

【摘要】電磁兼容（EMC），是指電工電子產品在規定的電磁環境中，應具有一定的抗干擾能力，不受其他電器的干擾影響而能夠正常工作。同時，也不會對該環境和其他設備造成不允許的干擾。隨著高新技術電工電子產品的廣泛應用，保護電磁環境，防止雜散電磁波干擾已受到人們的普遍關注。

【關鍵詞】電磁兼容?騷擾源?耦合?接地?屏蔽?濾波

一、概述

開空調時，有時室內的白熾燈會出邊瞬間變暗的現象，這是因為大量的電流流向了空調，電壓急劇下降，而同處于一個電網系統的白熾燈受到影響。使用吸塵器的時候，收音機中可以聽到啪啪啪的雜音。原因是吸塵器中的電動機產生了微弱的電壓（電流）變化通過電源線傳遞進入了收音機，以雜音的形式放了出來。當你用手機打電話時，電腦旁的音響會發出吱吱吱的聲音，那是因為打電話時手機發出的電磁波通過空間傳播與音響中的線圈發生耦合并通過雜音的形式釋放……生活中這些案例很多，有的是通過電源線傳輸，我們常稱傳導騷擾，有的通過空間輻射，由天線感應接收的方式傳輸，這種我們稱為輻射騷擾。環境中還存在著一些短暫的高能脈沖干擾，這些干擾對電子設備的危害很大。常見的瞬態干擾有：電快速脈沖群、浪涌、和靜電放電。如何去避免由于這些電磁兼容現象而造成的危害，如今已成為熱點問題，由于電磁兼容而造成的損失比比皆是，只有掌握電磁兼容的一些基本原理，才能有效地減少甚至是避免發生危害。

二、電磁騷擾的發生

電磁騷擾必備的三個條件：

（1）騷擾源。顧名思義，騷擾的源頭，由其發射電磁能量。拆除騷擾源是最直接最徹底的消除干擾的辦法，但是好多情況下一般難以達到目的，因為有時候消除干擾源的同時，也影響了設備的正常工作。

（2）耦合。耦合是騷擾源與受干擾設備之間的傳播通道。一般來說，切斷通道是降低或消除電磁干擾電子設備的最常用手段，也是最有效的方法。耦合的方式存在三種方法，即直接耦合、感應耦合、輻射耦合。直接耦合是借助導線將騷擾能量直接傳遞給受害設備的一種耦合方式。很明顯，消除這種耦合不能靠切斷這根傳輸線的方式來達到目的，因為切斷導線的同時自身的電信息通路也被切斷了。感應耦合是以感應現象得到的耦合。因此，有電感應和磁感應之分。由于感應場傳輸能量，有隨距離成平方衰減的本性，因而其能量隨傳播距離的增加而衰減加速，并且其強度存在方向性。所以消除這種干擾的方法是調整受害設備與源之間的相對位置或者直接屏蔽。輻射耦合是電磁輻射場能量的特點與電磁感應場的能量傳輸完全不同。輻射場能量的傳播要比感應場遠得多。消除這類輻射干擾只能借助屏蔽一法。

（3）干擾模式。目標信號在電路中傳輸的時候總是以雙線方式傳輸，俗陳信號回路。但就騷擾信號來說，它進入電磁設備傳輸就有可能出現兩種情況：一種情況是，與目標信號一起沿正常回路竄入工作單元，這一模式稱為差模干擾。另一種情況是，以傳輸目標信號的雙線作為一線，又以地線為另一線所構成的傳輸回路，讓騷擾信號進入工作單元的模式，則稱為共模干擾。但值得注意的是，信號回路的雙線對地的電特性不一定完全平衡，于是有可能也成差模干擾。從耦合路徑來說，差模干擾的出現，基本上是直接耦合的結果。而共模干擾的出現，多是感應耦合和輻射耦合的結果，其強度則直接與回路的幾何形體、方向有關。

三、電磁騷擾的抑制

（1）濾波法。這是一種常見的方法，通常在電路中加入一個帶通的濾波器，目的是允許有用的信號通過，其余信號受阻不通。也可選擇適宜鐵氧體材料作為元器件的引線接入電路使騷擾信號損耗殆盡，從而達到濾波目的。

（2）接地。我們使用的電器通常有接地和不接地之說，在電子技術中的“接地”其實有兩個含義。一個是傳統意義上的接入大地，另一個是在電路上某一點，人為的指定作為電壓的零參考點，此地非彼地。所有接地方式有單點接地、多點接地和混合接地之分。將電子設備中各單元的參考點接在一個點上的單點接地比較省事，但工作在頻率高的場合，常因多根接地線聚在一起，會因連接線間的感應，通過耦合效應引起騷擾。這時，多改用各單元各自單點接地為宜，即多點接地。有時候也有將多點接地后，再構成統一接地，成了所謂的混合接地。總之，接地線切記不可交叉，這個很重要，不然會前功盡棄。

（3）屏蔽法。對于感應與輻射耦合的干擾抑制，只能通過屏蔽法，這是眾所周知的，無需多言。但在選材上還得注意幾點：第一，厚度要選的厚一些。物理學告訴我們，電磁波碰到反射體的時候，有一部分是在表面就直接被反射的掉的，而另一部分會透過反射體一定深度后才會被反射掉。如果屏蔽體比較單薄，勢必會有部門電磁波透過屏蔽體到達需要被隔離的空間。第二，屏蔽材料要有一定的耗能性。這可使騷擾電流在進入屏蔽材料的時候消耗掉，以去除反射，免得又稱為另一個騷擾源，干擾鄰近電路單元。

（4）為抑制感應場的耦合時，除采用屏蔽法隔離外，還可以利用它的方向性來增進抗干擾效果。在騷擾源元件或受擾元件中，任選一個元件，置于已設定處。然后，認定一軸線進行旋轉和傾倒，以尋找出干擾最小的方位后固定。再置上屏蔽罩，將得到更佳的抗干擾效果。甚至，可以減薄屏蔽罩材的厚度來獲得只用屏蔽法所獲得的效果，以收到降低投資、減輕設備重量的后果。

四、結束語

電磁兼容問題作為一個極其復雜的問題很難用一般的方法解決，為此不僅要將工作滲透到每一個電氣電子系統及設備中，根據分層與綜合設計法提早進行電磁兼容設計，并且還要研究不同的算法，不斷優化算法，提高運算速度。只有實現總體設計管理協調與電磁兼容技術相結合，統籌考慮后才能有效的解決電磁兼容問題。

參考文獻：

[1]鄭軍奇.電磁兼容設計與測試案例分析.

[2]趙磊.電子產品的電磁兼容設計問題.