什么是電磁兼容標準
為了規范電子產品的電磁兼容性,所有的發達國家和部分發展中國家都制定了電磁兼容標準.電磁兼容標準是使產品在實際電磁環境中能夠正常工作的基本要求.之所以稱為基本要求,也就是說,產品即使滿足了電磁兼容標準,在實際使用中也可能會發生干擾問題.大部分國家的標準都是基于國際電工委員會(IEC)所制定的標準.
IEC有兩個平行的組織負責制定EMC標準,分別是CISPR(國際無線電干擾特別委員會)和TC77(第77技術委員會).CISPR制定的標準編號為:CISPRPub.XX,TC77制定的標準編號為IECXXXXX.
關于CISPR:1934年成立.目前有七個分會:A分會(無線電干擾測量方法與統計方法)、B分會(工、科、醫射頻設備的無線電干擾)、C分會(電力線、高壓設備和電牽引系統的無線電干擾)、D分會(機動車和內燃機的無線電干擾)、E分會(無線接收設備干擾特性)、F分會(家電、電動工具、照明設備及類似電器的無線電干擾)、G分會(信息設備的無線電干擾)
關于TC77:1981年成立.目前有3個分會:SC77A(低頻現象)、SC77B(高頻現象)、SC77C(對高空核電磁脈沖的抗擾性).
我國的民用產品電磁兼容標準是基于CISPR和IEC標準,目前已發布57個,編號為GBXXXX-XX,例如GB9254-98.
歐盟使用的EN標準也是基于CISPR和IEC標準,其對應關系如下:
EN55=CISPR標準,(例:EN55011=CISPRPub.11)
EN6=IEC標準,(例:EN61000-4-3=IEC61000-4-3Pub.11)
EN50=自定標準,(例:EN50801)
我國軍用產品采用的標準GJB是基于美國軍標,例如GJB151A=MIL-STD-461D.
電磁兼容標準分為基礎標準、通用標準、產品類標準和專用產品標準.
基礎標準:描述了EMC現象、規定了EMC測試方法、設備,定義了等級和性能判據.基礎標準不涉及具體產品.
產品類標準:針對某種產品系列的EMC測試標準.往往引用基礎標準,但根據產品的特殊性提出更詳細的規定.
通用標準:按照設備使用環境劃分的,當產品沒有特定的產品類標準可以遵循時,使用通用標準來進行EMC測試.對使設備的功能完全正常,也要滿足這些標準的要求.
2電磁兼容標準的內容
盡管電磁兼容標準文件繁多,內容復雜,但從對設備的要求方面看,無非是從以下幾個方面進行劃分.
兩方面的要求:電磁兼容標準對設備的要求有兩個方面,一個是設備工作時不會對外界產生不良的電磁干擾影響,另一個是不能對外界的電磁干擾過度敏感.前一個方面的要求稱為干擾發射(EMI)要求,后一個方面的要求稱為敏感度(EMS)或抗擾度要求.
從能量傳播的途徑劃分:圍繞這兩個方面的要求,從電磁能量傳出設備和傳入設備的途徑來進一步劃分,又有傳導干擾和輻射干擾兩個方面,傳導干擾是指干擾能量沿著電纜以電流的形式傳播,輻射干擾是指干擾能量以電磁波的形式傳播.因此,對設備的電磁兼容要求可以分為:傳導發射、輻射發射、傳導敏感度(抗擾度)、輻射敏感度(抗擾度).
按照干擾特性劃分:干擾信號的波形有不同的種類,電磁場也有不同的種類,干擾注入的方式也有不同的種類,按照這些不同進一步劃分就得到了全部的要求項目.
靜電放電試驗是一類特殊的試驗,它對設備的干擾途徑可以是傳導性的,也可以是輻射性的,取決于靜電放電發生的部位和試驗的方法.
3電磁兼容設計的內容
要使產品具有良好的電磁兼容性,需要專門考慮與電磁兼容相關的設計內容.電磁兼容設計一般包含以下幾個方面的內容.
*地線設計:許多電磁干擾問題是由地線產生的,因為地線電位是整個電路工作的基準電位,如果地線設計不當,地線電位就不穩,就會導致電路故障.地線設計的目的是要保證地線電位盡量穩定,從而消除干擾現象.
*線路板設計:無論設備產生電磁干擾發射還是受到外界干擾的影響,或者電路之間產生相互干擾,線路板都是問題的核心,因此設計好線路板對于保證設備的電磁兼容性具有重要的意義.線路板設計的目的就是減小線路板上的電路產生的電磁輻射和對外界干擾的敏感性,減小線路板上電路之間的相互影響.
*濾波設計:對于任何設備而言,濾波都是解決電磁干擾的關鍵技術之一.因為設備中的導線是效率很高的接收和輻射天線,因此,設備產生的大部分輻射發射都是通過各種導線實現的,而外界干擾往往也是首先被導線接收到,然后串入設備的.濾波的目的就是消除導線上的這些干擾信號,防止電路中的干擾信號傳到導線上,借助導線輻射,也防止導線接收到的干擾信號傳入電路.
*屏蔽與搭接設計:對于大部分設備而言,屏蔽都是必要的.特別是隨著電路工作的頻率日益提高,單純依靠線路板設計往往不能滿足電磁兼容標準的要求.機箱的屏蔽設計與傳統的結構設計有許多不同之處,一般如果在結構設計時沒有考慮電磁屏蔽的要求,很難將屏蔽效果加到機箱上.所以,對于現代電子產品設計,必須從開始就考慮屏蔽的問題