什么是電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)
為了規(guī)范電子產(chǎn)品的電磁兼容性,所有的發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家都制定了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn).電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)是使產(chǎn)品在實(shí)際電磁環(huán)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(chǎn)品即使?jié)M足了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際使用中也可能會(huì)發(fā)生干擾問題.大部分國家的標(biāo)準(zhǔn)都是基于國際電工委員會(huì)(IEC)所制定的標(biāo)準(zhǔn).
IEC有兩個(gè)平行的組織負(fù)責(zé)制定EMC標(biāo)準(zhǔn),分別是CISPR(國際無線電干擾特別委員會(huì))和TC77(第77技術(shù)委員會(huì)).CISPR制定的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為:CISPRPub.XX,TC77制定的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為IECXXXXX.
關(guān)于CISPR:1934年成立.目前有七個(gè)分會(huì):A分會(huì)(無線電干擾測量方法與統(tǒng)計(jì)方法)、B分會(huì)(工、科、醫(yī)射頻設(shè)備的無線電干擾)、C分會(huì)(電力線、高壓設(shè)備和電牽引系統(tǒng)的無線電干擾)、D分會(huì)(機(jī)動(dòng)車和內(nèi)燃機(jī)的無線電干擾)、E分會(huì)(無線接收設(shè)備干擾特性)、F分會(huì)(家電、電動(dòng)工具、照明設(shè)備及類似電器的無線電干擾)、G分會(huì)(信息設(shè)備的無線電干擾)
關(guān)于TC77:1981年成立.目前有3個(gè)分會(huì):SC77A(低頻現(xiàn)象)、SC77B(高頻現(xiàn)象)、SC77C(對高空核電磁脈沖的抗擾性).
我國的民用產(chǎn)品電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)是基于CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn),目前已發(fā)布57個(gè),編號(hào)為GBXXXX-XX,例如GB9254-98.
歐盟使用的EN標(biāo)準(zhǔn)也是基于CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn),其對應(yīng)關(guān)系如下:
EN55=CISPR標(biāo)準(zhǔn),(例:EN55011=CISPRPub.11)
EN6=IEC標(biāo)準(zhǔn),(例:EN61000-4-3=IEC61000-4-3Pub.11)
EN50=自定標(biāo)準(zhǔn),(例:EN50801)
我國軍用產(chǎn)品采用的標(biāo)準(zhǔn)GJB是基于美國軍標(biāo),例如GJB151A=MIL-STD-461D.
電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)和專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn).
基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn):描述了EMC現(xiàn)象、規(guī)定了EMC測試方法、設(shè)備,定義了等級(jí)和性能判據(jù).基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)不涉及具體產(chǎn)品.
產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn):針對某種產(chǎn)品系列的EMC測試標(biāo)準(zhǔn).往往引用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),但根據(jù)產(chǎn)品的特殊性提出更詳細(xì)的規(guī)定.
通用標(biāo)準(zhǔn):按照設(shè)備使用環(huán)境劃分的,當(dāng)產(chǎn)品沒有特定的產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)可以遵循時(shí),使用通用標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行EMC測試.對使設(shè)備的功能完全正常,也要滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的要求.
2電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容
盡管電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)文件繁多,內(nèi)容復(fù)雜,但從對設(shè)備的要求方面看,無非是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行劃分.
兩方面的要求:電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備的要求有兩個(gè)方面,一個(gè)是設(shè)備工作時(shí)不會(huì)對外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響,另一個(gè)是不能對外界的電磁干擾過度敏感.前一個(gè)方面的要求稱為干擾發(fā)射(EMI)要求,后一個(gè)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(gè)方面的要求,從電磁能量傳出設(shè)備和傳入設(shè)備的途徑來進(jìn)一步劃分,又有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩個(gè)方面,傳導(dǎo)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(shè)備的電磁兼容要求可以分為:傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)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(hào)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(jìn)一步劃分就得到了全部的要求項(xiàng)目.
靜電放電試驗(yàn)是一類特殊的試驗(yàn),它對設(shè)備的干擾途徑可以是傳導(dǎo)性的,也可以是輻射性的,取決于靜電放電發(fā)生的部位和試驗(yàn)的方法.
3電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容
要使產(chǎn)品具有良好的電磁兼容性,需要專門考慮與電磁兼容相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容.電磁兼容設(shè)計(jì)一般包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容.
*地線設(shè)計(jì):許多電磁干擾問題是由地線產(chǎn)生的,因?yàn)榈鼐€電位是整個(gè)電路工作的基準(zhǔn)電位,如果地線設(shè)計(jì)不當(dāng),地線電位就不穩(wěn),就會(huì)導(dǎo)致電路故障.地線設(shè)計(jì)的目的是要保證地線電位盡量穩(wěn)定,從而消除干擾現(xiàn)象.
*線路板設(shè)計(jì):無論設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾發(fā)射還是受到外界干擾的影響,或者電路之間產(chǎn)生相互干擾,線路板都是問題的核心,因此設(shè)計(jì)好線路板對于保證設(shè)備的電磁兼容性具有重要的意義.線路板設(shè)計(jì)的目的就是減小線路板上的電路產(chǎn)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(shè)計(jì):對于任何設(shè)備而言,濾波都是解決電磁干擾的關(guān)鍵技術(shù)之一.因?yàn)樵O(shè)備中的導(dǎo)線是效率很高的接收和輻射天線,因此,設(shè)備產(chǎn)生的大部分輻射發(fā)射都是通過各種導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的,而外界干擾往往也是首先被導(dǎo)線接收到,然后串入設(shè)備的.濾波的目的就是消除導(dǎo)線上的這些干擾信號(hào),防止電路中的干擾信號(hào)傳到導(dǎo)線上,借助導(dǎo)線輻射,也防止導(dǎo)線接收到的干擾信號(hào)傳入電路.
*屏蔽與搭接設(shè)計(jì):對于大部分設(shè)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(shè)計(jì)往往不能滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求.機(jī)箱的屏蔽設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有許多不同之處,一般如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮電磁屏蔽的要求,很難將屏蔽效果加到機(jī)箱上.所以,對于現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì),必須從開始就考慮屏蔽的問題