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什么是EMC和EMC设计?

2017-06-16
类别:行业趋势
eye 370
文章创建人 拍明


EMC(Electro MagneTIc CompaTIbility)——电磁兼容,是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中,按设计要求正常工作的能力,也是电子、电气设各或系统的一项重要的技术性能。就世界范围来说,电磁兼容性问题已经形成一门新的学科,也是一门以电磁场理论为基础,包括信息、电工、电子、通信、材料、结构等学科的边缘科学,同时也是一门实践性比较强的学科,需要产品工程师具有丰富的实践知识。电磁兼容的中心课题是研究如何控制和消除电磁干扰,使电子设备或系统与其他设备联系在一起工作时,不导致设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不发射任何不希望的能量,又应该不受任何不希望有的能量的影响。当然,在电子设备或系统出厂前,衡量其EMC J眭能好坏的主要依据就是FMC测试结果。这些测试,就是模拟产品在实际工作环境中发生的一些骚扰和干扰,如图所示。目前,衡量一个产品的EMC跬能主要从以下两个方面来考虑。

(1)EMI(Electro MagneTIc Interference)——电磁干扰性能。即处在一定环境中的设备或系统正常运行时,不应产生超过相应标准所要求的电磁能量于扰。这样的电磁干扰有:

●从电源线传导出来的电磁骚扰;

●从信号线、控制线传导出来的骚扰;

●从产品壳体(包括产品中的所有电缆)辐射出来的骚扰;

●从电源端口传导出来的谐波电流(Harmonic);

●电源端口产生的电压波动和闪烁(FluctuaTIon and Flicker)

(2)EMS(Electro Magnetic Susceptibility)——电磁抗扰度性能。即处在一定环境中的设各或系统正常运行时,设各或系统能承受各种类型的电磁能量干扰。这种电磁能量干扰主要有:

●静电放电;

●电源端口的电快速瞬变脉冲群;

●信号线、控制线端口的电快速瞬变脉冲群;

●电源端口的浪涌和雷击;

●信号线、控制线端口的浪涌和雷击;

●从空间传递给产品壳体的电磁辐射;

●电源端口传入的传导干扰;

●电源端口的电压跌落与中断。

EMC设计则是在产品设计过程中,利用一定的设计技巧和额外的技术手段提高产品的EMC性能(包括产品的抗干扰能力和产品的抗骚扰水平),并能在一定环境中按照产品的设计期望正常运行。为了衡量到达实际应用环境前产品的EMC性能,则需要进行EMC测试。对应于以上产品各项FMC指标,EMC测试通常也有如下两个方面。

(1)EMI电磁干扰测试

●电源线传导骚扰(CE)测试;

●信号、控制线传导骚扰(CE)测试;

●辐射骚扰(RE)则试;

●谐波电流(Harmonic)呗刂试;

●电压波动和闪烁(Fluctuation and Flicker)测试。

(2)EMS电磁抗扰度测试

●静电放电(ESD)抗扰度测试;

●电源端口的电快速瞬变脉冲群(EFT/B)抗扰度测试;

●信号线、控制线的电快速瞬变脉冲群(EFT/B)抗扰度测试;

●电源端口的浪涌(SURGE)和雷击测试;

●信号线、控制线的浪涌(SURGE)和雷击测试;

●壳体辐射抗扰度(RS)坝刂逑;

●电源端口的传导抗扰度(CS)测试;

●信号线、控制线的传导抗扰度(CS)测试;

●电源端口的电压跌落与中断测试(DIP)

对于汽车及车载电子设备,由于其电磁环境与供电环境相对特殊,其EMC测试也相对特殊,但也可分为EMI测试和EMS测试两大类。它更加突出ISOCISPRSAEJ标准的重要性,具体的FMC测试项目有两个。

(1)EMI测试

●符合CISPR25(对应国标为GB18655)CISPR12(对应国标为GB14023)SAEJ551/5(对应国标为GB18387)标准的辐射骚扰测试;

●符合CISPR25(对应国标为GB18655)标准的传导耦合/瞬态发射骚扰测试。

(2)EMS测试

●符合1507637-1/2标准规定的电源线传导耦合/瞬态抗扰度测试;

●符合1507637-3标准规定的传感器电缆与控制电缆传导耦合/瞬态抗扰度测试;

●符合150114527(对应国标为GB17619)标准规定的射频传导抗扰度测试;

●符合15011452-2(对应国标为GB17619)标准规定的辐射场抗扰度测试;

●符合15011452-3(对应国标为GB17619)标准规定的横电磁波(TEM)小室的辐射场抗扰度测试;

●符合15011452-4(对应国标为GB17619)标准规定的大电流注入(BCI)抗扰度测试;

●符合15011452-5(对应国标为GB17619)标准规定的带状线抗扰度测试;

●符合15011452-6(对应囟标为GB17619)标准规定的三平板抗扰度测试;

●符合15010605标准的静电放电抗扰度测试。

EMC设计不能像硬件电路设计、结构设计、软件设计等设计活动可以单独存在,它依附于产品的其他设计活动中。如果一定要对EMC设计活动进行分类,那么主要包括:

(1)产品的EMC标准和需求分析;

(2)产品机械结构构架的FMC设计,包括产品中的电缆部分的设计;

(3)电路原理图的FMC设计;

(4)PCB的EMC设计;

(5)EMC测试过程中出现问题的改进。


emc (电磁兼容性)


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。因此,EMC包括两个方面的要求: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;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。

定义

电磁兼容性EMC是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受电磁骚扰的能力。传感器电磁兼容性是指传感器在电磁环境中的适应性,保持其固有性能、完成规定功能的能力。它包含两个方面要求:一方面要求传感器在正常运行过程中对所在环境产生电磁干扰不能超过一定限值;另一方面要求传感器对所在环境中存在电磁干扰具有一定程度抗扰度。

电磁兼容(Electro magnetic Compatibility)简写为Emc,并非指电与磁之间的兼容,电与磁是不可分割,相互共存的一种物理现象、物理环境。国际电工委员会(IEC)对EMC的定义是:指在不损害信号所含信息的条件下,信号和干扰能够共存。研究电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力,以及研究电磁波对社会生产活动和人体健康造成危害的机理和预防措施。

EMC连接器

接口信号连接器建议选用带屏蔽外壳的连接器,尤其是高频信号连接器;

连接器的金属外壳应与机壳保持良好的电连续性,对于能够360度环绕的连接器, 则必须360度环绕连接,而且通常连接阻抗要小于1m欧;

滤波连接器对产品EMC[1]  性能往往有很大的帮助,但其成本比较高,通常在采用板内滤波、电缆屏蔽等方法能解决问题的情况下,就不采用滤波连接器。滤波连接器通常用在一些特殊的情况下,如严格的军标要求、恶劣工业环境的小批量应用及一些特殊情况 下的运用等(比如,结构尺寸限制等);

屏蔽线的屏蔽层要尽可能与接插件外壳保持360度的连接。对于做不到这一点的接 口,通常有其他对应的措施来保证接口的EMC性能;

解决方案

板级EMC

板级EMC

板级EMC设计

原理图、PCB级EMC审查

EMC 设计规则制定

器件选型

器件选型

基于EMC的器件选型

针对器件进行EMC分析

线缆和结构件的选型

系统级EMC

系统级全面EMC设计

系统级EMC设计全流程解决方案

EMC综合测试

EMC综合测试

针对RE、CE、ESD等项目的EMC整改


EMC技术的国家标准

电磁兼容技术的国家标准,又称为(电磁兼容国标、EMC国标)

基础类标准

GB/T 4365--1995 电磁兼容术语

GB/T 6113--1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范

GB  3907--83* 工业无线电干扰基本测量方法

GB  4859--84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法

GB/T 15658--1995 城市无线电噪声测量方法

通用类标准

GB 8702--88电磁辐射防护规定

GB/T 13926.1--92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论

GB/T 13926.2--92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求

GB/T 13926.3--92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求

GB/T 13926.4--92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求

GB/T 14431--93 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强

产品类

GB 4343--1995 家用和类似用途电动、电热器具,电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值

GB 4824--1996 工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值

GB 6833.1--86*电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则

GB 6833.2--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 磁场敏感度试验

GB 6833.3--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 静电放电敏感度试验

GB 6833.4--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 电源瞬态敏感度试验

GB 6833.5--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射敏感度试验

GB 6833.6--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导敏感度试验

GB 6833.7--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 非工作状态磁场干扰试验

GB 6833.8--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 工作状态磁场干扰试验

GB 6833.9--87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导干扰试验

GB 6833.10--87* 电于测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射干扰试验

GB 7343--87* 10kHZ~30MHZ 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法

GB 7349--87* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法

GB 9254--88信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法

GB 9383--1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法

GB 13421--92 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法

GB 13836--92* 30MH2~1GH声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法

GB 13837--1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法

GB/T 13838--92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法

GB 13839--92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法

GB 14023--92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值

GB 15540--1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法

GB 15707--1995 高压交流架空送电无线电干扰限值

GB/T15708--1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法

GB/T15709--1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法

GB 15734--1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB 15949--1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法

GB/T 16607--1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法

B 16787--1997 G 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值

GB 16788--1997 30MHz~1GHz声音和电视信号电缆分配系统抗扰度测量方法和限值

GB 6364--86 航空无线电导航台站电磁环境要求

GB 6830--86 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值

GB 7432--87* 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标

GB 7433--87* 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标

GB 7434--87* 架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标

GB 7495…87 架空电力线路与调幅广播收音台的防护问距

GB 13613--92 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求

GB 13614--92 短波无线电测向台(站)电磁环境要求

GB 13615--92 地球站电磁环境保护要求

GB 13616--92 微波接力站电磁环境保护要求

GB 13617--92 短波无线电收信台(站)电磁环境要求

GB 13618--92 对空情报雷达站电磁环境防护要求

GB/T13620--92卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法




责任编辑:Davia

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标签: EMC

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