电气产品的电磁兼容对策

程思远 杨统乾

【摘要】电磁兼容（EMC），是指电工电子产品在规定的电磁环境中，应具有一定的抗干扰能力，不受其他电器的干扰影响而能够正常工作。同时，也不会对该环境和其他设备造成不允许的干扰。随着高新技术电工电子产品的广泛应用，保护电磁环境，防止杂散电磁波干扰已受到人们的普遍关注。

【关键词】电磁兼容 骚扰源 耦合 接地 屏蔽 滤波

一、概述

开空调时，有时室内的白炽灯会出边瞬间变暗的现象，这是因为大量的电流流向了空调，电压急剧下降，而同处于一个电网系统的白炽灯受到影响。使用吸尘器的时候，收音机中可以听到啪啪啪的杂音。原因是吸尘器中的电动机产生了微弱的电压（电流）变化通过电源线传递进入了收音机，以杂音的形式放了出来。当你用手机打电话时，电脑旁的音响会发出吱吱吱的声音，那是因为打电话时手机发出的电磁波通过空间传播与音响中的线圈发生耦合并通过杂音的形式释放……生活中这些案例很多，有的是通过电源线传输，我们常称传导骚扰，有的通过空间辐射，由天线感应接收的方式传输，这种我们称为辐射骚扰。环境中还存在着一些短暂的高能脉冲干扰，这些干扰对电子设备的危害很大。常见的瞬态干扰有：电快速脉冲群、浪涌、和静电放电。如何去避免由于这些电磁兼容现象而造成的危害，如今已成为热点问题，由于电磁兼容而造成的损失比比皆是，只有掌握电磁兼容的一些基本原理，才能有效地减少甚至是避免发生危害。

二、电磁骚扰的发生

电磁骚扰必备的三个条件：

（1）骚扰源。顾名思义，骚扰的源头，由其发射电磁能量。拆除骚扰源是最直接最彻底的消除干扰的办法，但是好多情况下一般难以达到目的，因为有时候消除干扰源的同时，也影响了设备的正常工作。

（2）耦合。耦合是骚扰源与受干扰设备之间的传播通道。一般来说，切断通道是降低或消除电磁干扰电子设备的最常用手段，也是最有效的方法。耦合的方式存在三种方法，即直接耦合、感应耦合、辐射耦合。直接耦合是借助导线将骚扰能量直接传递给受害设备的一种耦合方式。很明显，消除这种耦合不能靠切断这根传输线的方式来达到目的，因为切断导线的同时自身的电信息通路也被切断了。感应耦合是以感应现象得到的耦合。因此，有电感应和磁感应之分。由于感应场传输能量，有随距离成平方衰减的本性，因而其能量随传播距离的增加而衰减加速，并且其强度存在方向性。所以消除这种干扰的方法是调整受害设备与源之间的相对位置或者直接屏蔽。辐射耦合是电磁辐射场能量的特点与电磁感应场的能量传输完全不同。辐射场能量的传播要比感应场远得多。消除这类辐射干扰只能借助屏蔽一法。

（3）干扰模式。目标信号在电路中传输的时候总是以双线方式传输，俗陈信号回路。但就骚扰信号来说，它进入电磁设备传输就有可能出现两种情况：一种情况是，与目标信号一起沿正常回路窜入工作单元，这一模式称为差模干扰。另一种情况是，以传输目标信号的双线作为一线，又以地线为另一线所构成的传输回路，让骚扰信号进入工作单元的模式，则称为共模干扰。但值得注意的是，信号回路的双线对地的电特性不一定完全平衡，于是有可能也成差模干扰。从耦合路径来说，差模干扰的出现，基本上是直接耦合的结果。而共模干扰的出现，多是感应耦合和辐射耦合的结果，其强度则直接与回路的几何形体、方向有关。

三、电磁骚扰的抑制

（1）滤波法。这是一种常见的方法，通常在电路中加入一个带通的滤波器，目的是允许有用的信号通过，其余信号受阻不通。也可选择适宜铁氧体材料作为元器件的引线接入电路使骚扰信号损耗殆尽，从而达到滤波目的。

（2）接地。我们使用的电器通常有接地和不接地之说，在电子技术中的“接地”其实有两个含义。一个是传统意义上的接入大地，另一个是在电路上某一点，人为的指定作为电压的零参考点，此地非彼地。所有接地方式有单点接地、多点接地和混合接地之分。将电子设备中各单元的参考点接在一个点上的单点接地比较省事，但工作在频率高的场合，常因多根接地线聚在一起，会因连接线间的感应，通过耦合效应引起骚扰。这时，多改用各单元各自单点接地为宜，即多点接地。有时候也有将多点接地后，再构成统一接地，成了所谓的混合接地。总之，接地线切记不可交叉，这个很重要，不然会前功尽弃。

（3）屏蔽法。对于感应与辐射耦合的干扰抑制，只能通过屏蔽法，这是众所周知的，无需多言。但在选材上还得注意几点：第一，厚度要选的厚一些。物理学告诉我们，电磁波碰到反射体的时候，有一部分是在表面就直接被反射的掉的，而另一部分会透过反射体一定深度后才会被反射掉。如果屏蔽体比较单薄，势必会有部门电磁波透过屏蔽体到达需要被隔离的空间。第二，屏蔽材料要有一定的耗能性。这可使骚扰电流在进入屏蔽材料的时候消耗掉，以去除反射，免得又稱为另一个骚扰源，干扰邻近电路单元。

（4）为抑制感应场的耦合时，除采用屏蔽法隔离外，还可以利用它的方向性来增进抗干扰效果。在骚扰源元件或受扰元件中，任选一个元件，置于已设定处。然后，认定一轴线进行旋转和倾倒，以寻找出干扰最小的方位后固定。再置上屏蔽罩，将得到更佳的抗干扰效果。甚至，可以减薄屏蔽罩材的厚度来获得只用屏蔽法所获得的效果，以收到降低投资、减轻设备重量的后果。

四、结束语

电磁兼容问题作为一个极其复杂的问题很难用一般的方法解决，为此不仅要将工作渗透到每一个电气电子系统及设备中，根据分层与综合设计法提早进行电磁兼容设计，并且还要研究不同的算法，不断优化算法，提高运算速度。只有实现总体设计管理协调与电磁兼容技术相结合，统筹考虑后才能有效的解决电磁兼容问题。

参考文献：

[1]郑军奇.电磁兼容设计与测试案例分析.

[2]赵磊.电子产品的电磁兼容设计问题.