电磁兼容整改方法研究与应用

(山东省产品质量检验研究院，山东 济南 250102)

0 引言

随着科技的发展，电磁环境越来越复杂，越来越多的电子产品投入使用，显现出来的电磁兼容问题也越来越多，电子产品在复杂电磁环境中能否正常工作，以及它正常工作产生的电磁干扰是否会影响别的产品的正常工作，这就要求企业研发的电子产品，在销售之前要通过电磁兼容项目的检测，检测结果不通过的话，就需要进行电磁兼容整改。本文系统的阐述了电磁兼容整改过程与整改方法，并通过一个整改案例，对电磁兼容整改方法进行应用。

1 电磁兼容介绍

电磁兼容(EMC)通俗的讲就是设备或系统在共同的电磁环境中，既可以不影响其他设备或系统，又可以正常工作不受其他设备或系统的影响。它主要包含两个部分：电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)。电子设备在工作时对外界环境产生的电磁干扰不应超过一定的限值，即EMI，电子设备通过外界环境对它施加一定的电磁干扰仍能正常工作，具有一定的抗干扰能力，即EMS。电磁兼容问题就跟这两个部分有关，如果是工作的时候自身对外界环境干扰太大，超过一定的限值，即EMI未通过，或者是通过外界对它施加干扰时，自身部分功能异常或无法正常工作，即EMS未通过，本文主要针对的是EMI部分。

2 电磁兼容整改步骤介绍

首先，应该查找并确认干扰源，常见的方法有3种，分别是排除法、频谱分析仪查找法、频率分析法。排除法：把产品的不同功能分别实现，来查找具体哪一块功能在工作时所产生的干扰。频谱分析仪频查找法：用频谱分析仪对设备各个地方分别测试，来寻找干扰源。频率分析法：对产品元件的固定频率或工作频率比较了解的情况下，如果干扰频率是它的工作频率或者是倍频，那么可以确定干扰就是它产生的。其次，干扰源确定以后，可以从源头入手，比如消除或抑制干扰源的发射，也可以从它传播路径入手，比如阻碍或切断干扰源的传播途径，都可以有效地解决电磁兼容问题。

3 电磁兼容整改方法介绍

对于源头来说，可以在电路中加滤波，加衰减器，加去耦电容等方式来降低干扰，安装去耦电容时，注意电容器的引线，使它越短越好，另外还需要考虑接地，如果接地不合理或未接地，很容易产生电磁兼容问题，按照接地方式不同，接地可分为单点接地、多点接地、混合接地，降低干扰还有另外一种方法是能量分散法，它的原理是应用产品的控制软件针对能量集中的频段通过展宽频率带宽和跳变频率的方式，来分散频段能量，从而使该段频率上的能量降低，降低干扰。

从传播路径入手的话，线间耦合是造成干扰的一种重要原因，可分为低频耦合和高频耦合，低频耦合常常发生在导线长度等于或小于1/16波长时，它根据耦合的方式，又可以分为电场耦合和磁场耦合，高频耦合常常发生在长于1/4波长的走线，由于电路中出现电压和电流的驻波，会使耦合量增强，此类整改思路就是降低其耦合量，可以采取的方法有增大电路间距、加滤波器、加高导电性屏蔽罩或高导磁材料等。

另外比较常见方法还有屏蔽、吸收电磁波，屏蔽就是通过屏蔽体来把两个空间隔离开来，从而达到阻止电场波从一个空间传到另外一个空间的目的，根据电磁波的特性，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽，当干扰源电压高、电流小时，电场作用大于磁场作用，此时电磁屏蔽效果好，当干扰源电压小、电流大事，磁场作用大于电场作用，此时磁场屏蔽效果好，屏蔽最关键的就是解决电连续性的问题。吸收电磁波就是用一种吸波材料把特定频率的无用信号或干扰吸收掉，而对有用信号基本无影响的方法。常见吸收电磁波的方式有磁珠串联、磁环缠绕和贴吸波材料，需要注意的是，不同的磁珠、磁环等吸波材料，由于特性不同，因此在不同频率段内，吸收的效果也不同，所以在运用的时候需要根据实际的情况来选择合适的吸波材料。

4 电磁兼容整改实例

用于车辆上的电子/电气零部件需要满足标准GB18655-2018车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法的要求，此案例选取的是汽车上的一个电子模块，它应满足标准中的传导骚扰-电压法等级3的要求，初始试验曲线见图1，图中的实线是峰值限值，虚线是平均值限值。

从图1中可以看出，平均值在80 MHz的频率上出现了一个超标点，标准要求试验数值不应该超过30 dB(μV)，而实际测得的平均值数据是35.50 dB(μV)，超过限值5.50 dB，试验不通过。产品的工作频率为16 MHz，80 MHz频率是工作频率的5倍，分析应该是工作频率的5倍频，干扰是由工作频率以及它的倍频产生的，用能量分散法整改比较适合。

通过控制软件，把产品的工作频率变为12 MHz，测得的数据在平均值处有两个点超标，分别是84 MHz和108 MHz，在84 MHz处测得的平均值数据是32.10 dB(μV)，在108 MHz处测得的平均值数据是32.10 dB(μV)，它们分别是12 MHz的7倍频和9倍频，我们可以看到频率展开以后，频段能量得到分散，超标的数值在变小，但是还是不能满足试验要求，通过控制软件，把产品的工作频率变为4 MHz，测得的试验曲线见图2。

图1 整改前的传导骚扰曲线 图2 整改后的传导骚扰曲线

从图2中可以看出来工作频率变为4 MHz的时候，平均值在80 MHz处最大为26.50 dB(μV)，有3.5 dB裕量，满足标准要求，试验通过。

5 结语

电磁兼容问题是电子产品在质量检测中经常会遇到的问题，本文系统的阐述了电磁兼容整改的方法，并通过一个案例分析，用能量分散法来对产品进行电磁兼容整改，希望能够为相关产品在电磁兼容整改时，提供一些参考和帮助，另外电磁兼容整改毕竟是对问题的一种补救措施，如果产品在开始设计的时候，就考虑电磁兼容问题，会大大降低此类问题的发生。