电子产品电磁兼容与防护技术应用研究

王慧　秦清松　陈乃阔　耿士华

一、前言

伴随我们国家经济迅速发展以及居民生活水平不断提高，我们的生活中已经有愈加繁多的电气设备和电子产品的参与，人们生存空间里面存在的电磁能量也在持续增加，而电磁对我们生活所造成的影响也日益增大。怎样在如此复杂的电磁环境里面，解决各种设备之间正常运行同恶劣的电磁环境对人们生活造成的影响，成为现如今迫切需要解决的问题。

二、电磁兼容设计概述

依照电磁兼容三要素，降低电磁干扰影响需要通过屏蔽、滤波、接地、隔离等等方法配合才能实现。从源头控制EMI干扰的产生是设计之根本，降低EMI干扰源电磁发射可以通过研究电磁噪声幅值技术以及对扰源如何进行屏蔽、滤波以及接地处理等。屏蔽技术是通过导电材料把干扰源同外界分隔开，原理等同法拉第电磁笼，以此避免干扰源对外界造成电磁干扰；滤波是通过在干扰源输出端搭建滤波电路，为噪声电流提供低阻返回路径，降低环路干扰对外界的影响；接地的本质是为信号设置低阻抗返回路径，如静电泄放、安全保护以及信号参考等。

三、常见电磁干扰源和特性

如果想要解决电磁干扰这一问题，那么就很有必要去认识常见的电磁干扰源。电磁干扰按照形成机理可从自然因素以及人为因素划分成两类。大气放电是我们经常能够见到自然干扰源，大气放电主要以雷电形式表现，在雷电放电过程中，会产生强大的电磁场，这种电磁场会对电子设备产生干扰，轻者导致数据错误，重者导致硬件损坏。此外，太阳系还经常出现强烈电磁现象，这种情况下它以及太阳系附近行星都将发出辐射对电子设备、电子产品造成强烈电磁干扰。情况严重的时候太阳黑子可能将使得电力系统全面停电并且会让全球无线通信失效。地球自身磁场还可能因为种种原因而使得出现大幅度波动，而这样的波动将让电力以及通信系统出现电磁干扰。

日常生活中人为所造成的电磁干扰强度远大于自然干扰源所产生的，对于电磁环境造成的影响也更大。通常，产生人为电磁干扰存在两种情况，首先是由于电子产品运行时候，其电路中交变电流流动。交变电流还能够经过辐射以及传导方式向空间以及周围设备辐射或是传输电磁能，并使得设备受到电磁干扰。另外，运行中的设备其用电量处是一直变化的，这类变化就能够使得电路里电流出现瞬态过程，而这一过程具有很宽广频谱，其所产生电磁波向周围空间散出，并且还能够通过电源电源电路、接地电路以及其他方式往外传播。

四、电磁污染防护简述

4.1 防护方法与技术

如果想要彻底解决电磁兼容这一问题，那么就要从产品研发时候开始，以及将其贯穿在整个产品以及系统开发等过程里面。通过对国内外一些实际案例能够分析得出，在产品研发生产的时候越是很早注意到这一问题，往往越是能够节约人力物力等。电磁兼容技术其关键之处就在于对于电磁干扰源进行分析研究，并从电磁干扰源头进行控制才是最根本方法。如果想要控制干扰源发射，不但要从干扰源产生机理入手，分析其电磁噪音产生的原因，而且还要广泛使用屏蔽等技术。屏蔽技术主要是使用各式导电原料制造出各种各样壳体使其同大地相连，这样能够切断经过空间的静电耦合等所形成的电磁噪声。隔离其实是通过使用继电器、变压器隔离等方法来切断电磁噪音得以传递的途径，它的特点是把两部分电路地线系统进行分离，使得共阻抗耦合被限制。滤波则是在频率里面解决这一问题的技术，选用滤波器能够为其提供一条低阻抗道路，提高产品抗扰度以及降低产品EMI噪声。

线路接地其实是为了泄防电荷以及构建电路基准电平而开设的。在电子产品里面，这样做可以使得电路噪音受到抑制以及避免干扰。电路中地线不但可以为其提供点位基准，并且在某些地方还可以作为各级电路间信号传输的返回通路以及其供电通路。结构越是繁杂，该系统设计越发显得重要。通常在制造出的东西里面，部件以及装置里的地线还能够作为信号回流线。另外，系统、分系统和设备间地线只是能够提供电位基准电平，地线上下不通电流。所以在其中的信号传输都要使用双线以及双绞线。在电子产品里，接地体设计、地线的布置和接地线在各种不同频率下阻抗等等不但和产品以及系统电气安全有关，并且和其性能好坏也有联系。

4.2 传播途径

电磁干扰现象出现的时候，最为简单的模型即为逻辑上串联关系的三要素所组成，首先肯定会有着电磁干扰源。其次肯定有着电磁干扰受体，当电磁干扰强度超过准许界限时候，被干扰设备性能将出现混乱。最后一定要在干扰源同干扰受体间井盖耦合通道来传输有害电磁能量。

五、结束语

通过上文叙述可以知道，电磁干扰普遍的存在于我们生产以及生活里，对其检测和抑制等研究也吸引越来越多的人对其关注。对其进行检测务必得依照电磁检测标准以及规范来开展，要求被测试设备有关参数不能超过相关标准规定的数值。该项检测步骤相对繁杂而且测试项目繁多，所以測试结果不会太理想。因此迫切需要建立自动化电磁兼容检测系统以及探究更优良的测试方法。

（作者单位：山东超越数控电子有限公司；山东省特种计算机重点实验室）