电磁兼容

1、辐射发射测试 测试电子、电气和机电设备及其组件的辐射发射，包括来自所有组件、电缆及连线上的辐射发射，用来鉴定其辐射是否符合标准的要求，一致在正常使用过程中影响同一环境中的其他设备。 2、传导骚扰测试 为了衡量设备从电源端口、信号端口向电网或信号网络传输的骚扰。 3、静电放电抗扰度测试 测试单个设备或系统的抗静电放电干扰能力，它模拟：操作人员或物体在接触设备时的放电；人或物体对临近物体的放电。静电放电可能产生一下后果：直接通过能量交换引起半导体器件的损坏、放电所引起的电场磁场变化，造成设备的误动作。放电的噪声电流导致器件的误动作。 4、射频辐射电磁场的抗扰度测试 对设备的干扰往往是设备操作、维修和安全检查人员在使用移动电话时所产生的，无线电台、电视发射台、移动无线电发射机和各种工业电磁辐射源，以及电焊机、晶闸管整流器、荧光灯工作时产生的寄生辐射，都会产生射频辐射干扰。测试的目的时建立一个共同的标准来评价电子设备的抗射频辐射电磁场干扰能力。 5、快速瞬变脉冲群的抗扰度测试 电路中机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电气和电子设备产生干扰。测试的机理是利用群脉冲产生的共模电流流过线路时，对线路分布电容能量的积累效应，当能量积累到一定程度时就可能引起线路（乃至设备）工作出错。通常测试设备一旦出错，就会连续不断的出错，即使把脉冲电压稍稍降低，出错情况依然不断的现象加以解释

一、前言 电磁兼容(Electro-MagneticCompatibility，简称EMC)是一门新兴综合性学科，它主要研究电磁干扰和抗干扰问题。电磁兼容性是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下，不因电磁干扰而降低性能指标，同时它们本身产生的电磁辐射不大于限定的极限电平，不影响其它系统的正常运行，并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠工作的目的。 电磁干扰(EMI)产生是由于电磁干扰源通过耦合路径将能量传递给敏感系统造成的，它 包括由导线和公共地线的传导、通过空间辐射或近场耦合3种基本形式。 实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响，所以保证印制电路板电磁兼容性是整个系统设计的关键，本文主要讨论电磁兼容技术及其在多层印制线路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)设计中的应用。 PCB是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，是各种电子设备最基本的组成部分。如今，大规模和超大规模集成电路已在电子设备中得到广泛应用，而且元器件在印刷电路板上的安装密度越来越高，信号的传输速度更是越来越快，由此而引发的EMC问题也变得越来越突出。PCB有单面板(单层板)、双面板(双层板)和多层板之分。单面板和双面板一般用于低、中密度布线的电路和集成度较低的电路，多层板使用高密度布线和集成度高的电路

一、汽车电磁兼容的问题概述 为满足人们对汽车的安全、环保、节能以及舒适等性能日益增高的要求，装备电子、电器设备，应用电子技术是最有效的手段 。制动防抱死系统（ABS）、车身控制模块（BCM）、电子防盗系统（EATS）、电动助力转向（EPS）、电子燃油喷射 （EFI）、电子油门控制系统（E- GAS）、车载自动诊断系统（OBD）、电子点火系统（EIS）、电子制动力分配装置（EBD）、电子稳定程序（ESP）、驱动防滑控制系统(ASR)、轮胎气压监测系统（TPMS）、电子控制刹车辅助装置（EBA）、倒车雷达（PDC）、电子巡航控制系统（CCS）、卫星定位导航系统（GPS）、行驶记录仪 （TDR） 和车载移动数字电视（MDTV）等电子系统、装备正越来越多地应用到汽车上。 电子技术的应用，在提升汽车动力性、经济性、舒适性、安全性，降低污染物排放水平等方面效果显著，但也带来了新的问题，即对外界的电磁骚扰随之增大；同时，这些效果的获得，前提条件是确保车载电子、电器设备能够正常工作。而现实情况是，车载电子、电器件由于存在电磁兼容性问题，电磁骚扰水平往往超标，或受到电磁干扰后自身工作不正常，严重时甚至遭受损坏。 EMC试验 长期以来，人们对汽车的噪声、振动、排放等方面存在问题的认识广泛而深入，投入了大量的人力、物力和财力进行研究，取得了较好的成效。但是，随着汽车面临的电磁环境的复杂性加剧

我读大学时（1984年），单片机刚刚出现，对于这个神奇的器件大家十分兴奋。于是在毕业设计中，很多项目都是与单片机有关的。记得，那时经常发生的一个事件就是，正在实验的兴头上，突然单片机就出现了死机，或者复位。那时不知道电磁兼容这个术语，但是知道单片机系统对电磁骚扰十分敏感，所以后来在应用单片机时总是心有余悸。 现在单片机无处不在，保证他们的可靠工作是十分重要的事情。也就是，电子设备在工作时，不能对外部的电磁骚扰过于敏感。这种骚扰既可以是其他电子设备的功能性电磁发射，例如雷达、电台等的电磁波发射，也可以是伴随发射，例如变频器等强骚扰设备。 检查设备对电磁骚扰敏感的程度的试验叫做敏感性试验，也叫做抗扰性试验。抗扰性试验的项目很多，之所以有很多项目，是因为要模拟现实中可能出现的各种电磁骚扰现象。 敏感性试验从对设备产生影响方面划分，主要分为四类： 第一类，电源线传导骚扰敏感性试验：主要考察设备对来自电源线的骚扰的敏感性，电源线上的骚扰既可以来自电网上的其他设备，也可以来自空间电磁波的感应；来自电网的骚扰的一般频率较低，来自空间的骚扰一般频率较高。还有一个重要区别，来自电网的骚扰是差模骚扰，来自空间的骚扰是共模骚扰。差模和共模的概念后面会进行介绍。 第二类，辐射骚扰敏感性试验：考察设备对空间电磁波的敏感性。这种电磁波主要来自无线电辐射天线，例如，电台、雷达等。也可以来在附近的强骚扰设备，例如

1.项目合作背景 该产品根据新能源汽车零部件电磁兼容检测要求，按照检测标准GB18655 进行测试，发现辐射、传导、不能通过测试； 2.测试数据 3.辐射测试定位整改 3.1辐射测试原理 3.1.1辐射测试配置 辐射干扰原理主要有两种： ◎等效天线：环路是产生辐射的等效天线，任何信号的传递都存在环路，如果信号是交变的，那么信号所在的环路都会产生辐射，当产品中信号中的电流频率确定后，信号环路产生的辐射强度与环路面积有关系，因此控制信号的环路面积是解决EMC的重要手段。 ◎单极天线：单极天线这种辐射产生的源头主要是电缆或者其他尺寸较长的导体中流动着共模电流，通常不是有用信号而是一种寄生的无用信号，当产品中等效天线的长度大于天线信号频率波长的一半时，天线产生的辐射强度与天线上共模电流的大小有关系。 3.2原因分析 干扰原理分析：由于零部件内部的开关电源电路，MOS管电路在工作时会产生较强的电磁噪声，这些电磁噪声通过线缆或缝隙对外辐射，干扰能量通过分布电容从大地回流，回流面积越大，干扰能量越强； 3.3整改措施的实施及结果 3.3.1整改措施 ◎直流母线，UVW ，CAN线，旋变线增加屏蔽丝网，屏蔽丝网的密度要90%以上 ◎屏蔽层的作用：黄色线表示线束，蓝色线表示屏蔽层，增加屏蔽层之后干扰能量通过屏蔽层就近回流（红色线），较小了环路面积，同时起到屏蔽的作用 3.3.2整改对策 4

随着科学技术的不断发展，电子设备的数量及应用逐渐增多，结果必将造成电磁干扰越来越严重。 在日趋恶劣的电磁环境中，如若不采取恰当的电磁屏蔽措施，会导致设备之间的电磁干扰日益严重，电子设备的性能下降，甚者会危及到信息的安全。为了保证电子设备在复杂的电磁环境中既不干扰其他设备，而又不受其他设备干扰的影响而能正常工作，这就要求在设备研制的初期阶段必须从结构、技术等方面进行严格的电磁兼容设计。 1 电磁兼容设计的基本要求 电磁兼容性是电子设备的主要性能之一，在进行设备功能设计的同时，还应进行电磁兼容设计。 电磁兼容设计的目的是使所设计的设备在复杂电磁环境中实现电磁兼容，因此在进行电磁兼容设计时应满足以下要求： 首先明确设备所满足的电磁兼容指标，然后确定设备的敏感器件、干扰源及干扰途径，有针对性地采取措施，最后通过试验了解设备是否达到了电磁兼容指标要求。 2 电磁兼容设计所采取的方法 对于通信车而言，通常其所装载的设备量很多，包括配电设备、通信设备及终端设备等，各设备间很容易形成电磁干扰，进而影响通信质量，因此设备在进行电磁兼容设计时要从3 要素（ 干扰源、耦合途径和敏感设备） 出发，采取各种有效手段，抑制干扰源，消除或减弱干扰耦合，增加敏感设备的抗干扰能力。 以某车载电子设备为例，由数字电流表、数字电压表、转换开关、断路器、控制保护单元、互感器、接触器等单元及元器件组成，其中数字电流表

内容概要： • EMC相关名词释义 • EMC三要素 • EMC标准、认证 • EMC之耦合途径 • EMC测试项目 电磁兼容性EMC （Electro Magnetic Compatibility），是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。 EMC 包括两个方面：一方面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—— EMI ；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性—— EMS 。 一、EMC电磁兼容相关名词释义： EMC = EMI + EMS EMC (Electro Magnetic Compatibility )电磁兼容 EMI(Electro Magnetic Interference) 电磁干扰（对外辐射） EMS(Electro Magnetic Susceptibility) 电磁敏感度（抗干扰） 二、EMC三要素 干扰源→耦合途径→敏感接收器 三、EMC标准、认证 1)国际电工委员会（IEC）最早成立了国际无线电干扰特别委员会（CISPR），对电磁辐射干扰进行管理规定。 2）IEC/TC77、TC65分委员会 3）美国FCC认证 4）欧盟EMC指令 5）军用标准级的，如国军标GJB、美军标MIL 6）国际标准 CISPR系列、IEC61000

电磁兼容的问题常发生于高频状态下，个别问题（电压跌落与瞬时中断等）除外。高频思维，总而言之，就是器件的特性、电路的特性，在高频情况下和常规中低频 状态下是不一样的， 如果仍然按照普通的控制思维来判断分析，则会走入设计的误区 。 比如： 电容的高频等效特性 电容，在中低频或直流情况下，就是一个储能组件，只表现为一个电容的特性，但在高频情况下，它就不仅仅是个电容了，它有一个理想电容的特 性，有漏电流（在 高频等效电路上表现为R），有引线电感，还在导致电压脉冲波动情况下发热的ESR（等效串联电阻），（如图）。从这个图上分析，能帮我们设计师得出很多有 益的设计思路。第一，按照常规思路，1/2πfc是电容的容抗，应该是频率越高，容抗越小，滤波效果越好，即越高频的杂波越容易被泄放掉，但事实并非如 此，因为引线电感的存在，一支电容仅仅在其1/2πfc=2πf L等式成立的时候，才是整体阻抗最小的时候，滤波效果才最好，频率高了低了都会滤波效果下降，由此就可以分析出结论，为什么在IC的VCC端都会加两支电 容，一支电解的，一支瓷片的，并且容值一般相差100倍以上多一点。就是两支不同的电容的谐振频率点岔开了一段距离，既利于对稍高频的滤波，也利于对较低频的滤波。 线缆或PCB布线的高频等效特性 其次是线缆或PCB布线的高频等效特性（如图），无论高低频，走线电阻都是客观存在，但对于走线电感

在正式学习谐波电流测试之前，先给大家分享一个故事： 1807年时年39岁的法国数学家傅里叶于法国科学学会上展示了一篇论文" 热的传播 "(Mémoire sur la propagation de la chaleur)，论文中有个在那个时代极具争议的论断：“ 任何连续周期信号可以由一组适当的正弦曲线组合而成 ”。 三个大佬 这篇文章受到极大关注，当时58岁的拉普拉斯赞成傅里叶的观点。71岁的拉格朗日（数学家和物理学家，相当于现在我国的院士）则坚决反对，反对的理由是"正弦曲线无法组合成一个带有棱角的信号"。鉴于此，论文直到拉格朗日去世后的第15年才得以发表。之后的科学家证明： 傅里叶和拉格朗日都是对的 !为什么呢？ 有限数量的正弦曲线的确无法组合成一个带有棱角的信号，然而，随着正弦波数量逐渐的增长，他们最终会叠加成一个标准的矩形，如上图，随着叠加的递增，所有正弦波中上升的部分逐渐让原本缓慢增加的曲线不断变陡，而所有正弦波中下降的部分又抵消了上升到最高处时继续上升的部分使其变为水平线，一个矩形就这么叠加而成了。 但是要多少个正弦波叠加起来才能形成一个标准90度角的矩形波呢？不幸的告诉大家，答案是无穷多个， 所以无限数量的正弦曲线叠加可以形成带有棱角的信号 。 故事分享完了，我们继续来学习… 1、 什么是谐波电流 电子、电气设备或系统在设计过程中如果使用了非线性负载

一, 什么是共模与差模 电器设备的电源线，电话等的通信线，与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号，在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线"。 电压和电流的变化通过导线传输时有两种形态，一种是两根导线分别 做为 往返线路传输，我们称之为"差模"；另一种是两根导线做去路，地线做返回传输，我们称之为"共模"。 如上图，蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的，我们称之为"差模"；而黄信号是在信号与地线之间传输的，我们称之为"共模"。 任何两根电源线或通信线上所存在的干扰，均可用共模干扰和差模干扰来表示： 1，共模干扰 共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，它定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差； 共模干扰的电流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。 2，差模干扰 差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰,它定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。 在一般情况下，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。 差模干扰的电流大小相等，方向（相位）相反