电源电子设备的电磁兼容探析-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

【中心议题】

论述了电子设备的电磁兼容性问题
介绍了有效抑制和防止干扰的各种措施及其原理

【解决方案】

接地
屏蔽
滤波
元器件的合理选择

电子设备的广泛应用和发展，使它们在其周围空间产生的电磁场电平不断增加。这说明电子设备不可避免地在电磁环境（EME）中工作。因此，解决电子设备在电磁环境中的适应能力是相当必要和重要的。

1电磁兼容性（EMC）是指设备（或系统）在其电磁环境中符合要求运行并且对其环境中的任何设备不产生无法忍受的电磁干扰的能力。

EMC的要求有两方面：一是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值（不干扰其它电子产品）；二是指器具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性（不被其他电子产品干扰）。电磁兼容性（EMC）是一门关于抗电磁干扰（EMI）影响的科学。控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其它设备在一起工作时，不引起任何部分的工作性能的恶化或降低，是电磁兼容研究的中心课题。

2电磁干扰的三个基本要素

电磁干扰(EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音。

任何一个电磁干扰的发生三个必备条件是：首先应具有干扰源；其次要有传播干扰能量的途径和通道；然后还必须有被干扰对象的响应。在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为敏感设备。因此干扰源、干扰传播途径（或传输通道）和敏感设备称为电磁干扰的三个基本要素。

3电磁干扰源的分类

电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素，其分类方法有多种，具体如下：

一般来说电磁干扰源分为两大类：自然干扰源与和人为干扰源。

自然干扰源主要指于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。它们是地球电磁环境的基本组成要素，又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。

人为干扰源是指有机电或其它人工装置产生的电磁能量干扰，其中专门用来发射电磁能量的装置称为有意发射干扰源，如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射称为无意发射干扰源，如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。

从电磁干扰属性来分，可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。

功能性干扰源系指设备实现功能过程中造成对其他设备的直接干扰；非说功能性干扰源是指用电装置在实现自身功能的同时伴随产生或附加产生的副作用，如开关闭合或切断产生的电弧放电干扰。

从干扰信号的频率范围来分。可以把干扰源分为工频与音频干扰源（50Hz及其谐波）、甚低频干扰源（30Hz以下）、载频干扰源（10kHz~300kHz）、射频及视频干扰源（300kHz）、微波干扰源（300MHz~100GHz）。

从电子设备的内外因素来分，可分为内部干扰和外部干扰。

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种：

工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰(与工作频率有关)；信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰；大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰，包括以下几种：

外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统；外部大功率的设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统；空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰；工作环境温度不稳定，引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰；由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

4干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比被干扰的对象结构尺寸小，或者干扰源与被干扰者之间的距离r>>λ／2π时，则干扰信号可以认为是辐射场，它以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量进入被干扰对象的通路。

干扰信号以漏电和耦合形式，通过绝缘支承物等（包括空气）为媒介，经公共阻抗的耦合进入被干扰的线路、设备或系统。

干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

5电磁兼容性设计的基本原理

5.1接地

接地有三个作用：

接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。

防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。

保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。

因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。为了防止雷击可能造成的人身安全和设备损坏，电子设备的机壳等，必须用接地保护。

5.2屏蔽

屏蔽体具有减弱干扰的功能。

选择屏蔽体材料的原则有以下几点：

当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。

当干扰电磁波的频率较低时，要采用高磁导率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。

在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

5.3其它抑制干扰方法

滤波。滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平，对于干扰信号有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。

正确选用无源元件。元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。

有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

总之，保证设备的电磁兼容性是一项复杂的技术任务，有效地解决电磁兼容问题在日常生产生活中具有重要的意义。我们要在这方面有所突破，有所发展，就要掌握有关电磁兼容的基本原理，认真分析，敢于创新，就一定能找到比较稳妥的解决问题方法。

关键字：电子设备电磁兼容编辑：冰封引用地址：电源电子设备的电磁兼容探析

上一篇：下一代汽车照明电源
下一篇：开关电源设计之MOS管反峰及RCD吸收回路

推荐阅读最新更新时间：2023-10-18 15:53

R&S 引领电磁兼容测试技术

2010年11月2至4日，在上海光大会展中心举办的第九届中国上海国际电磁兼容技术与安规认证展览会上，R&S公司将展示其全面领先的电磁兼容测试解决方案。作为世界顶级的EMC测试仪器、系统及方案提供商，R&S公司将在此次展会上展出：系列EMI测试接收机：R&S®ESU、ESCI和ESL，覆盖了20 Hz-40 GHz 的频率范围, 全部支持最新的CISPR-AV, CISPR-RMS检波方式，从全兼容的军标民标测试到简单的诊断测试，符合不同层次的客户需求；电磁环境测试系统R&S®TS-EMF：新型的便携式频谱仪R&S®FSH4配合全向测试天线，可对电磁环境进行自动监测和数据处理。

[测试测量]

LED驱动器的可靠性和电磁兼容性测试方案

　　一　引言　　随着人类科技的不断发展，我们星球的夜晚变得越来越明亮，越来越绚烂，在这些变化的背后，是不断发展的照明技术。在照明技术的开发及制造中使用的电子系统和元器件改变了照明设备及系统的未来。纵观照明技术的发展历史，大致经历了四个时代的跨越式变迁，并得到了长足的发展。早期具有代表性的是它通过二极管和晶体管对交流电进行整流，随后发展为内置直流逆变产生高频交流，高效驱动T8灯具的电子荧光灯照明镇流器。如今，设计者已不再仅仅设计电子镇流器，而致力于AC-DC智能变换器的设计，有些内部还含基于微处理器构成的用以照明控制和调光的复杂控制系统。　　设计者们给发光二极管 LED和阵列作光源设计的供电电源，称之为LED电子驱动

[测试测量]

LED驱动器的可靠性和<font color='red'>电磁兼容</font>性测试方案

5月份日本民用电子设备出货额降幅缩小

日本电子信息技术产业协会23日公布的数据显示，5月份国内民用电子设备出货额为1994亿日元，同比减少9.8%，连续8个月同比下降，但由于政府开始实施鼓励购买节能家电的环保积分制度，电视销量大增，民用电子设备出货降幅比4月份的13.7%已有显著缩小。　　按类别来看，电视机和摄像机等影像设备5月份出货额为1364亿日元(1美元约合96日元)，同比减少1.3%，已逐步恢复到去年的水平；而车载音响设备的出货额仅472亿日元，减少25.3%，连续8个月下滑。　　按出货量来看，影像设备的核心产品——平板电视出货量为80.4万台，同比增加了23.5%，继续保持良好势头；新一代蓝光DVD机因与平板电视的配套购买效果，与去年同

[半导体设计/制造]

家用电器实施电磁兼容性的重要性以及内容和方法

本文论述了家用电器电磁骚扰对电磁环境的影响和实施电磁兼容性的重要性，接着论述了家用电器电磁兼容性设计的内容和方法，并举例说明如何抑制家用电器产生的电磁骚扰。家用电器电磁骚扰对电磁环境的影响近年来，随着科学技术的发展，家用电器正迅速向节能化、自动化、智能化、方便化、舒适化的趋势发展。这样，随着家用电器品种越来越多，生产规模不断扩大; 同时，进口产品也充斥市场。另一方面，随着微电子控制技术的发展，电子家电产品大量涌现。由此而产生的电磁骚扰在对其它家用电器或电子设备的正常使用和可靠性产生影响和危害的同时，也对人们的身体健康造成了直接影响。目前，保护电磁环境，防止电磁环境污染，已引起世界各国及有关国际组织的普遍关注。特别

[嵌入式]

工控机箱的电磁兼容性防护

当我们使用电子设备的时候，就会形成电磁干扰。EMC(Electromagnetic compatibility电磁兼容性)现象在我们生活中随处可见。下面我们来解释一个优秀的工控机如何进行EMC设计的。　　　　无论工控机还是商用机，EMC设计中的最首先考虑的是板卡本身的EMI(电磁干扰)设计，因此在板卡设计方面就大幅减少了电磁辐射，但由于处理器的频率的提升，单纯依靠板卡本身在EMI方面的设计无法充分满足EMC认证的要求。因此工控机机箱的EMC设计变得更为重要了。这篇文章也以机箱的EMC设计为主。　　在解释工控机机箱的EMC设计之前，我们先来看看商用PC机机箱的EMC设计，商用PC机由于应用在家庭环

[模拟电子]

戈尔公司新推出适用于汽车电子设备的GORE®汽车防水透气产品

W. L. Gore & Associates(戈尔公司)推出高透水压系列产品：这种多功能防水透气解决方案能够满足汽车电气和电子模块(EEM)设计工程师以及制造商对可靠性日益严格的要求。下面就随汽车电子小编一起来了解一下相关内容吧。现今，随着汽车电气和电子模块安装位置更加靠近使用点, 电子器件将会暴露在更严酷的工作环境和化学污染物下, 汽车电气和电子模块对热可靠性、机械可靠性和化学可靠性的要求越来越高。产品的小型化趋势给在重量缩减、部件密度和热管理方面带来了更多挑战。同时，由于OEM保证期的延长也使得他们必须相应地提高电气和电子模块的可靠性和使用寿命。这些全球化汽车发展趋势正在改变对电气和电子模块设计、耐久性和使用寿命的要求，

[汽车电子]

激光雷达市场爆发在即！核心关键在于如何降低成本

激光雷达这个听上去科技感爆棚的电子设备，不断地冲击汽车行业人士的视线。围绕激光雷达厂商布局、投资、产品及技术的新闻屡屡见诸报端，甚至让人有应接不暇之感。其实，随着“无人驾驶”变得越来越热，这种现象不足为奇。作为一项新型车用探测器——看上去好似倒扣黑色花盆的激光雷达在无人驾驶试验车顶上不停地旋转，好似“全视之眼”一样扫描着周围的环境，感知路况的细微变化。虽然这种设备将使无人驾驶变得更具安全感，但其动辄上万美元的售价，成为了大规模量产的最大阻碍。曝光率走高近期频获关注　　当前，车用激光雷达有两种产品路线，以探测角度作为区分。一种是以美国Velodyne

[汽车电子]

盘点汽车中那些彰显高科技的汽车电子设备进展

汽车已经成为半导体厂商的一个重要的战场，别小看一辆汽车，随着汽车的智能化，到2020年，一俩车甚至需要上千颗芯片。今天我们看看汽车在传感器、软件、车内通信和用户界面有哪些方面的进展！下面就随汽车电子小编一起来了解一下相关内容吧。汽车应用领域已经出现了一系列新技术，包括电力系统的改进、非常复杂的远程信息处理，还有自动驾驶。今天的汽车有更多的电子产品。然而，随着诸如高级驾驶辅助系统(ADAS)等功能成为标准配置，而不是昂贵的选项，更多的先进功能模块将会进入寻常百姓家的汽车当中。通过改进传感器、处理器和内存、软件，甚至是需要实时集成的人机接口，使得一些变化正在悄然实现(见图1)。下面介绍一些最新技术，以及他们与其它技术的关系如何使

[汽车电子]

盘点汽车中那些彰显高科技的汽车<font color='red'>电子设备</font>进展

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■TI 有奖直播 | 使用基于 Arm 的 AM6xA 处理器设计智能化楼宇

■Follow me第二季第3期来啦！与得捷一起解锁高性能开发板【EK-RA6M5】超能力！

■报名直播赢【双肩包、京东卡、水杯】| 高可靠性IGBT的新选择——安世半导体650V IGBT

■30套RV1106 Linux开发板（带摄像头），邀您动手挑战边缘AI~

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐