EMC電磁兼容設計的解決思路是什么

EMC試驗的思路

許多設計師覺得沒有辦法從電磁兼容性設計開始。他們聽說過屏蔽和過濾術語，知道很多設計規則。但是我們不能有條理地組織這些東西。就像，即使我有一堆珠寶和寶石，我也不知道如何制作漂亮的裝飾品。

正如我們之前所說，需要三個因素來導致電磁兼容問題，即騷擾源、敏感源和耦合路徑。解決電磁兼容問題就是澄清這三個因素，然后消除其中一個。

對于EMC從這三個方面也進行了實驗分析。只有明確這三個因素的特點，才能采取有效的措施。

對于敏感性測試，騷擾源是我們將騷擾裝置注入設備的裝置。輻射敏感性測試的騷擾源是發射天線，傳導敏感性測試的騷擾源是注入卡鉗（磁場注入）、電容耦合夾（電場注入）或耦合變壓器。

當然，敏感源是試驗設備，耦合路徑包括電磁波輻射、近場耦合(電場耦合、磁場耦合)、傳導耦合等。在發射試驗中，騷擾源是試驗設備。頻譜分析儀是敏感源，EMI接收機。耦合路徑是電磁波輻射(接收天線)，傳導（LISN）。

在敏感性測試中，為了通過測試，不能改變騷擾源，只能控制敏感源和耦合路徑。例如，提高設備電路的抗干擾性，切斷騷擾能量進入設備的路徑。

在發射試驗中，為了通過試驗，不能改變敏感源，只能控制騷擾源和耦合路徑。也就是說，控制設備電路產生的騷擾發射，或者切斷騷擾發射設備的路徑。

在發射試驗中，受試設備是騷擾源。為了順利通過試驗，我們對騷擾源進行了深入的分析。

從電磁兼容的角度，我們將測試設備測試設備中的電路分為騷擾源電路、敏感源電路和二次電源(既是騷擾源又是敏感源)。

從圖中可以看出，騷擾源電路主要通過輻射和傳導兩種方式發射騷擾。雖然敏感源電路本身不會產生輻射騷擾，但它會接受附近騷擾電路的騷擾并產生二次輻射。從圖中可以看出，它通過連接的電纜產生輻射。

作為騷擾源電路，既產生傳導發射，又產生輻射發射。

事實上，二次電源的DC輸出端也會產生強烈的騷擾發射，通過DC電源線進入騷擾電路和敏感電路，借助這些電路產生輻射發射。

在敏感性測試中，測試設備是敏感性的來源。為了順利通過測試，我們對敏感源進行了深入的分析。試驗設備內部的電路也分為三類：騷擾源電路、敏感源電路、二次電源。

在輻射敏感性測試過程中，電磁波照射到測試設備上，并在外部拖動電纜上感知騷擾電壓。這些騷擾電壓沿著電纜進入設備內部電路。影響內部敏感電路，這取決于機箱是否具有屏蔽效率。

在傳導敏感性測試中，騷擾應注入所有外部拖動電纜。當測試電纜連接到敏感電路時，騷擾直接影響敏感電路。當測試電纜是騷擾源電路或二次電源時，盡管騷擾能量不會影響這些電路，但它會通過內部耦合間接影響敏感電路。

基于前面的分析，我們提出了兩個電磁兼容設計的思路。

一是切斷騷擾傳播的途徑，即防止騷擾能量從騷擾源傳遞，或進入敏感源。

另一種是消除騷擾源或敏感源，即使電路不會產生電磁騷擾或較小的電磁騷擾。使敏感電路對騷擾不那么敏感或不那么敏感。

例如，對于開關電源的強烈騷擾，根據第一個想法，我們可以在電源模塊的輸入和輸出線上安裝一個濾波器，這樣騷擾就不會被傳遞，并屏蔽開關電源，以防止騷擾輻射。

也可以按照第二個思路，不采用開關電源的原理，采用傳統的線性電源的原理，消除騷擾源。

切斷騷擾傳播路徑的方法包括圖中所示的幾種方法。這種技術方法需要的知識很少，而且更容易實現。一般可以通過屏蔽、濾波、電纜屏蔽等方式滿足軍事設備的需要GJB151的要求。

稍后，我們將介紹與屏蔽和濾波相關的知識，掌握這些知識，使設備順利通過試驗。

雖然包容性方法可以滿足電磁兼容性設計的要求。然而，在某些情況下，屏蔽并不容易。這不僅是因為許多商業設備使用塑料底盤，也是因為軍用設備。由于追求良好的人機界面，面板上會有很多操作，顯示部件，甚至觸摸屏，這限制了底盤的屏蔽效率。

所以，從根本上消除騷擾源和敏感源越來越重要。事實上，我們只能降低騷擾源的騷擾強度，或降低敏感源的敏感性，不能完全消除它們。

要消除騷擾源或敏感源，我們需要非常清楚騷擾的機制和對騷擾敏感的機制，然后從根本上消除騷擾源和敏感源。這通常需要更多的知識。例如，數字電路產生電磁輻射的主要原因之一是輸出狀態變化時電源線上的電流急劇變化。我們使用解耦電容來緩解電流的急劇變化，從而減少電磁輻射。

圖中列出了一些技術措施源和敏感源的技術措施。

電磁兼容試驗的要求通常不能僅僅依靠技術途徑來消除騷擾源和敏感源。

對于軍用設備的設計師來說，往往更喜歡包容法。

由于一些性能先進的商業功能模塊經常用于軍事設備，無法改善其電磁兼容性，這些模塊的騷擾特性和敏感特性無法改變。軍用設備通常有金屬底盤，這為屏蔽提供了固有的有利條件。

圖中給出了包容法中切斷電磁騷擾傳播路徑的幾種措施。

事實上，這很簡單。從騷擾傳播的路徑來看，騷擾源只不過是電磁輻射、電源線傳輸和信號傳輸。因此，只要采取機箱屏蔽、電源線濾波、信號線濾波或屏蔽等措施，電磁騷擾就不能從騷擾源傳播，外部騷擾也不能進入電路。

這里的三大核心技術是電磁屏蔽、電源線濾波、信號電纜屏蔽或濾波。

由于這兩種濾波器差異很大，通常分別安裝在電源線上畫出兩個濾波器。

圖中所示的這些技術措施，既能滿足騷擾發射控制的要求，又能滿足騷擾抗擾的要求。

小結

為了使設備順利通過電磁兼容，可以有思路：

一、控制騷擾源和敏感源。這包括降低騷擾源的騷擾強度，降低敏感源對電磁騷擾的敏感度。在實際工程中，結合這兩個思路，采取綜合措施。

二、切斷電磁騷擾傳播的路徑。包括傳感器的傳播路徑，從騷擾源到天線或其他接收傳感器，以及敏感源和外部。