張曹卿
摘 要 近年來,我國不管是經濟還是科技水平,都取得了較好的發展,這對于我國的各個領域的發展也起到了一定的促進作用,其中對于電磁兼容的標準也提出了更高的要求,電磁兼容有助于設備正常運行不受干擾,這對于工作效率的提升具有重要意義。本文將結合電磁兼容的方法以及應用設計進行研究分析。
關鍵詞 電磁兼容測試;方法;應用設計;研究
引言
電子電氣設備對于電磁波影響的承受能力,這關系到該設備的穩定正常運行狀態,尤其對于一些重要的電氣系統和設備,容不得任何閃失。因此,電磁兼容測試成了一項非常重要的工作,對提高電磁敏感設備和電子器件的抗電磁干擾能力,有著非常重要的影響。
1電磁兼容簡述
電磁兼容主要是指在電磁環境下,其各種設備能夠執行各自的運行指令而且可以做到不干擾其他運行設備,因此,電磁的兼容性非常重要,因為如今各類電器設備的使用,使得電磁環境中的磁場比較強,因此更容易受到干擾。在設備運行的過程中會造成電磁干擾需要滿足三個條件,如果這三個條件具備,其就會產生電磁干擾,造成其設備的性能下降,其一就是具備發射源,其二就是可以滿足干擾條件的設備,其三要有耦合通路,這三者缺一不可,其干擾過程主要是通過發射源傳出訊息,最終到達干擾設備[1]。
2電磁兼容的設計原則分析
在工作中為了保證工作的效率,需要降低設備的電磁干擾,這就需要提升電磁電磁的兼容性,另外還要保證設備對于其他設備的干擾不能太大,應該將干擾降到最低限度,保證其他設備的正常運行,在降低自身設備對其他設備的干擾過程中,要提升其抗干擾能力,對于設備自身來說,在設計過程中要考慮到這一點,因此應該在設計之初,就提升其抗干擾能力,避免來自其他設備的干擾影響,另外還要切斷不同設備之間用來傳遞干擾訊息的耦合通路,在設備的研究設計過程中,要遵循這些原則,保障設備的兼容性,才能大大降低干擾[2]。
3電磁兼容測試技術
3.1 測量儀器選擇
對電氣設備電磁兼容性能的測試,在儀器選擇方面,主要以頻譜分析儀作為檢測系統的核心設備,該系統能夠快速準確檢測出EMC的相關性能參數。將EMC掃描儀和電磁頻譜儀結合使用,可實現對電磁輻射情況的可視化檢測。對整個系統的目標元器件、PCB板、整機與電纜等實施全方位的檢查測試,獲得實際的電磁波輻射狀態。通過具備準峰值以及均值檢波器的電磁干擾接收設備,該設備的工作性能要滿足CISPR16-1-1或國標GB/T6113.101的指標要求。在對傳導線路進行干擾檢測時,干擾接收設備的工作頻率范圍10~30MHz;在對設備的輻射干擾進行測量時,其干擾接收設備工作頻率范圍選擇在30M~18GHz。
3.2 線性阻抗穩定網絡
在實際的測量過程中,需要用到線性阻抗穩定網絡,其又可稱作人工電源網絡。在進行電源端傳導干擾電壓電流的測試中,需要使用阻抗50Ω的LISN,該網絡的性能特性必須完全滿足CISPR16-1-2以及GB/T6113.102的標準要求。測試網絡中連接LISN,其根本目的主要有兩個:一是針對EUT的電源輸入端口,當輸入端口出現高頻諧波時可形成線性的標準阻抗。二是LISN能夠濾去電網電源產生的EMI,以此給開關電源一個不受影響的交流電源,不會因為電源而對測量EUT傳導干擾的結果產生影響。
3.3 測試場地的選擇
測試場地對于實驗的結果有直接影響,因為外界電磁干擾的普遍存在,怎樣確定實驗場地會決定檢測結果的準確性和可靠性。通常情況下,EMC檢測的室內實驗場地主要包括兩種形式:一是經EMC權威研究機構審查,并有相關質量體系認證,同時還具備法定測試資格的綜合性設計與測試實驗室或檢測中心;二是按照本單位的個性化測試需要以及經費保障情況而單獨建立的具備一定電氣設備電磁兼容測試條件和功能的EMC實驗室。當選擇采用室外開闊場對電磁輻射和電磁干擾進行測量時,測試的頻率范圍選擇10~1000MHz頻段,其測試場地要選擇平坦空曠的場地,在測試的邊界內沒有架空通信或輸電線纜,周邊沒有電磁反射的結構物。
4電磁兼容的應用設計分析
4.1 加強電源濾波器的使用
電源濾波器是一種可以對傳輸的干擾信號進行阻隔的設備,如果在系統的工作過程中,干擾過于嚴重的話,系統就很難正常運行,嚴重的可能會導致系統運轉失準。電源濾波器可以對電源線中特定頻點以外的頻率進行有效的過濾,從而保證信號傳輸的正常,在設備上安裝電源濾波器是相對比較直接簡單的方法,因此應用較多,但是部分濾波器,只能允許直流電流通過,對于頻率比較高的工作電流一般無法通過,其一方面可以隔絕電網中的干擾信息進入設備,另一方面又可以阻止設備上的干擾到達電網,另外,其還能夠有效地抑制輻射干擾,在設備中安裝電源濾波器之后,其傳導發射的信號大部分就會落在限制值以之內,但是在安裝的過程中要考慮到安裝位置的準確性,另外還要考慮到濾波器的電壓問題,其電壓要能夠適應一定的工作溫度范圍。
4.2 采用屏蔽干擾設備
采用屏蔽設備的主要作用是阻擋干擾信號的傳播,從傳播的途徑上進行杜絕,因此在對設備進行設計的階段就要考慮到材料的材質,要盡量選用抗干擾性能比較好的材料,有設備為了降低制造成本,采用非金屬材料,這種材料的屏蔽作用相對較差,可以在設備的外殼上涂上有助于切斷電磁波傳播的物質,這樣可以在傳播的過程中就避免對設備造成影響。
4.3 合理設計電路和布線
為了防止電磁波傳播造成一定的干擾,影響正常的設備運轉,可以在設備的設計中使用大量的集成電路,這樣做的目的是縮小環路面積。對于數字的微功耗電路也要采取相應的隔離手段,另外對于模擬的大功率也要采用隔離方法,可以采用光藕隔離,在對印制板進行設計時,要考慮到各信號區域分開,防止互相干擾,要對不同的信號線進行分類,然后再進行分開走線,保證其抗干擾的效果。
5結束語
綜上所述,電磁兼容能力是電氣電子設備的重要性能參數之一,尤其目前用電設備廣泛應用的情況下,更要著力強化電氣電子設備的電磁兼容能力。而電磁兼容測試是確定一個設備對電磁干擾的承受能力范圍,對于提高設備的抗電磁干擾能力有直接的影響。電磁兼容測試,是目前已經得到很多研究的重點領域,在工作生活中有著極為重要的實用價值。
參考文獻
[1] 李旭華.電磁兼容測試的發展動態[J].電工電氣,2009(11):56-58,60.
[2] 劉晶紅.電磁兼容測試方法及應用設計[J].長春理工大學學報:自然科學版,2004,27(2):118-120.