電子產品電磁兼容與防護技術應用研究

林雪

摘要：在電子產品問世初期的時候，人們就發現各種電子電器設備之間存在電磁干擾現象，并引起了業內人士廣泛的關注。外國有學者成立了專門的研究小組對其進行探究，并最早于十九世紀八十年代發表了“電磁干擾”的相關文獻，對電磁干擾性進行研究，討論電磁兼容性的發展方式。隨著現代科技的快速發展，城市化率越來越高，各種輻射源的快速增長，預計在未來20-50年內，各種電磁環境所產生的電磁干擾能量密度將由30倍增加到700倍，甚至有可能的達到1000倍。因此，怎樣在如此復雜的電磁環境里面，正確處理各種電子電器設備之間正常運行與復雜電磁環境關系，確保各個電子電器設備之間獨立運行成為現如今迫切需要解決的技術性問題。本文對電子產品電磁兼容與防護技術應用進行研究。

關鍵詞：電磁兼容;電磁干擾;防護技術

引言：隨著我國現代化的迅速發展，電子電器等產品已經大范圍普及，并廣泛應用于各個領域。但電子電器設備普及之后，存在于日常環境中的電磁量就會加大，其可能發生一定程度的相互干擾，影響電子產品的正常使用，如何減輕電磁環境的影響就成了我們發展中必須解決的問題。本文通過總結近年來本人實際工作中涉及的電子產品電磁兼容性研究分析實際案例進行分析，并提出一些防護技術加以討論。

1電磁兼容的概念和發展

1.1電磁兼容的定義

“電磁兼容”指的是電子電器產品或系統在各自的電磁環境中能正常工作，同時不會對其他系統和設備造成干擾的一種和諧共存狀態，這對電子產品的使用和發展來說極其關鍵。由于電子產品的電磁干擾現象普遍存在，為了使多種電子電器設備能夠在同一個工作環境下運行，那么就要探究一種能夠讓電子設備互相之間運行不受干擾的工作狀態，這就是電磁兼容的來由。隨著電子設備的種類越來越豐富，其內部結構也變得愈發復雜，所以處理各類新型設備的干擾時就變得越來越困難，很難找到那種平衡兼容的狀態。因此，可以從降低各電子產品的電磁干擾入手，進行電磁兼容控制。這個工作是將產品中的每個單位分系統中發射的電磁脈沖量控制在一個區間內，并且具有一定的抗干擾性，這樣一來結合傳統的兼容控制手段，實現了里外結合。所以新型電子產品的制作規范很明確，那就是必須把極強的抗干擾能力作為制作基礎，這樣才能保證電磁兼容性;除此之外，還要對設備的發射參數進行合理配置，不能產生較大的干擾。

1.2電磁兼容的發展

近年來，我國的電磁兼容研究發展十分穩定迅速，也制定了國家級及行業級的電磁兼容性標準和規范。同時隨著我國在各高新技術領域的發展，為了保障航天和軍事等方面電磁技術的平穩使用，電磁兼容技術開始被高度重視，積極學習國外的先進技術并大力引進先進設備，旨在保障電磁兼容研究的快速有效。

2常見電磁干擾源和特性

明確電磁干擾的原理和其常見的類型，這些是進行電磁兼容性研究工作的前提，這樣才能深入探索出對策，讓電磁兼容工作得到強有力的技術支持和保障。

2.1干擾源的常見種類

干擾源的常見種類分為自然和人為的兩種。在長期進行和定期討論的研究工作中，我們總結出電磁干擾的兩大類型：自然干擾源。比如雨天的閃電就是強大的電磁干擾源，電荷經常能夠高達十萬伏特，形成了強大的電磁場。而一般閃電形成時，往往不能預估其威力，其對于電子設備的干擾程度也就無法預料，比如有時會影響手機的正常通話功能，有時卻會直接讓手機硬件直接報廢，后果十分嚴重。人為干擾源。人為干擾的方式往往比自然方式影響更加嚴重，其強度經常會超標。因為人們上班上學都是在集體環境中，只要有人使用手機電腦，就會產生電磁場，而人數多起來之后其各自的電子設備電路中交變電流流動，以輻射的方式向四周擴散輻射影響附近的其他店設備，并且會陷入惡性循環。除此之外，設備運行要不斷消耗電量，而在這一過程中會讓電路中的電流出現瞬態過程產生的干擾極易影響周圍電子設備的功能。

2.2干擾源的特性

我們在這里還是以分析人為干擾源為主，其一般分為以下幾種情況。第一種，連續干擾源。我們常用的家庭電器就大部分屬于電磁干擾源，比如加熱食物用的微波爐，蒸煮加熱食物的過程中會產生規律性的高頻振蕩，近似于諧波干擾，其頻譜為窄帶并且分布在基本振蕩頻率附近。第二種是脈沖干擾源。脈沖干擾源產生單脈沖或脈沖串形式的電磁干擾，脈沖的波形、寬度和重復頻率都是隨機的，其干擾特性由脈沖的波形和重復頻率決定。另外電子設備中的各元器件互相之間進行接觸也會產生一定的電磁干擾，這需要在生產時就注意，使電子設備的組合結構盡量避免干擾，保證成品的完工質量。

3防護方法與技術

處理電磁干擾問題可以從其誘因環節出發，以期消除不必要的干擾。這里找到電磁干擾的源頭，即從電子設備的生產環節開始處理，國內外的各大生產企業也都察覺到了這一點。一開始在組裝設備時就將電磁干擾現象多加測試，保證成品的電磁兼容設計達到合理的程度，這樣就減少了后期成品出現異常返廠維修的現象，間接節省了資源和精力，屬于電子行業長期發展的必要手段。而我們的研究工作也要抓住這一優勢，從電磁干擾源處控制其電磁發射，除此之外，還可以在不影響電子產品正常功能發揮的前提下，適當地將設備各工作結構進行隔離，直接有效地降低干擾，提高受擾設備的抗擾能力，減低其對噪聲的敏感度，切斷電磁騷擾源和受擾設備之間的耦合通道。

3.1屏蔽技術原理

屏蔽技術主要設計借助各類導電材料做成平面設備接地，以切斷通過空間的靜電耦合，感應耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲途徑;隔離技術主要運用繼電器，隔離變壓器或光電隔離器件來切斷電磁噪聲以傳導的形式的傳播途徑，其特點是將兩部分電路的地線系統分隔開來，讓這兩部分電路不能通過產生阻抗從而進行耦合。在測試小米手持式吸塵器檢測時，研究發現產品空間輻射發射測試過程中，手持式吸塵器運行產品電機散發能量過大，導致吸塵器放電過程空間輻射RadiationEmission測試不通過，這里主要涉及了屏蔽技術和抑制吸收電機能量部分的問題，所以建議客戶使用定子和轉子空間緊湊型電機，以減少電機摩擦產生的火花，造成溢出空間輻射能量，減少測試天線接收到的能量干擾，與此同時，在電機殼上面包裹導電泡棉和電機殼緊密接觸，測試電機兩端增加一對104電容，吸收屏蔽能量，能夠使得測試通過，達到進出口規范的要求。

3.2設備接地

在電路系統中，將設備接地是最常見的辦法，讓設備的安全性直接得到保障，避免設備產生電磁干擾同樣也可以采取這一措施。除了正常的作為電路運行的通路之外，在電路的個別區域進行接地還能幫助各級電路之間進行信號傳輸，對局部電路進行電量供應。而且電子設備需要的功能越多，其結構設計越復雜，連帶的接地系統架構也就更加關鍵，需要精密專業的設計。目前常見的電子電器設備系統、分系統及設備間的信號傳輸均采用雙線或雙絞線。在某系統數據傳輸過程中，客戶使用雙絞線傳輸數據，在靜電空氣放電時，由于電荷的累積以及沒有放電回路，使得數據容易產生丟失現象，在此時使用加屏蔽層的雙絞線，就近接地使得有放電回路且不產生靜電電荷累積，就可以減少乃至消除數據丟包現象，達到高效傳輸數據的能力。

3.3濾波技術

濾波（Wavefiltering）是將信號中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項重要措施，是抑制傳導干擾的有效方法。其基本原理就是利用電路的頻率特性實現對信號中頻率成分的選擇來實現信號濾波。以蘇泊爾某制湯機為例，在傳導測試過程中，制湯機在電機啟動加熱時帶來傳導干擾無法消除的難點，循環周期不固定，測試取樣時間點差異，導致檢測數據受干擾多，這個時候需要增加濾波器用以減弱啟動瞬間的電機能量。

3.4磁環

磁環是電子電路中常用的抗干擾元件，其阻抗特性隨不同的頻率而變化，一般在低頻時阻抗很小，而當信號頻率升高磁環表現的阻抗急劇升高。在進行美的某型號榨汁機的騷擾功率測試的時候，由于電機自身以及PCB線路板的影響，造成了產品在線輻射騷擾的騷擾功率測試數值不通過，通過查看電路，在產品內部PCB輸如端前面增加了一個0.5*100mm1/2TS的740420卡扣磁環，用以達到抑制吸收線上輻射量的目的，從而使得慢速榨汁機能夠通過EMI電磁干擾測試。

3.5壓敏電阻

壓敏電阻是一種限壓型保護器件，英文名稱叫“VoltageDe-pendentResistor”簡寫為“VDR”，或者叫做“Varistor”。根據壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同，可將壓敏電阻區分為浪涌抑制型、高功率型和高能型這三種類型。我們日常使用的絕大多數壓敏電阻器都屬于浪涌抑制型，所以我們在這里就以雷擊浪涌的整改方法加以說明。我們在進行浙江月立II類直發器（卷發棒）產品的雷擊浪涌測試的時候，由于產品沒有地線，所以測試時候容易造成電荷沖擊過速電壓過大，所以需要在線路板上面增加一個浪涌抑制型壓敏電阻，利用壓敏電阻的非線性特性，抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態過電壓電路中出現的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。

結束語

結合我國社會的實際發展狀況來看，電子電器設備的應用已經滲透到人們生活中的方方面面，電磁兼容措施也越來越被行業內外的群體關注。做到謀發展，就要盡量消除電磁干擾，從技術層面大力開展革新，從業人員要不斷學習，豐富知識技能，為電磁行業的發展進步做出應有的貢獻。不斷開拓創新，研制出新型的檢測方法，對電磁干擾的參數進行限制和規范，保證電子設備生產環節萬無一失，讓成品電子設備的兼容性達到最佳，符合企業和個人發展的需要。

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