销售工程师培训教材
电磁兼容及电源滤波器概述
近年来，电磁干扰问题越来越成为电子设备或系统中的一个严重问题，电磁兼容技术已成为许多技术人员和管理人员十分重视的内容。原因是：1.电子设备的密集度已成为衡量现代化程度的一个重要指标，大量的电子设备在同一电磁环境中工作，电磁干扰的问题呈现出前所未有的严重性；2.现代电子产品的一个主要特征是数字化，微处理器的应用十分普遍，而这些数字电路在工作时，会产生很强的电磁干扰发射。不仅使产品不能通过有关的电磁兼容性标准测试，甚至连自身的稳定工作都不能保证；3.电磁兼容标准的强制执行使电子产品必须满足电磁兼容标准的要求；4.电磁兼容性标准已成为西方发达国家限制进口产品的一道坚固的技术壁垒。入世后，这种技术壁垒对我们的障碍会更大。
一电磁兼容概述
电磁兼容定义（Electromagnetic Compatibility即EMC）
国军标（GJB72-85）中给出电磁兼容的定义是：“设备（系统、分系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其他设备（系统、分系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。”
名词解释：
电磁骚扰Electromagnetic disturbance：
——任何可能引起装置、设备或系统性能低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化”。
（EMI）电磁干扰Electromagnetic interference :
——电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降”。从直流到300GHZ。
（RFI）射频干扰 Radio frequency interference:
——不需要的无线电噪声（广播）频率在 10KHZ---1000MHZ。（EMP）电磁脉冲Electromagnetic pulse:
——宽带高密度瞬变现象，如闪电、核爆炸。
（ESD）静电放电Electrostatic discharge:
——由静电磨擦产生的瞬变现象。
二电磁兼容标准概述
2．1电磁兼容标准可以分为四级
1）基础标准——涉及EMC术语、电磁环境、EMC测量设备规范和EMC测量方法。是编制其它各级EMC标准的基础。
2）通用标准——给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容性要求。通用标准给出的试验环境、试验要求可以成为产品类标准和专用产品标准的编制导则。
3）产品类标准——根据特定产品类别而制订的电磁兼容性能的测试标准。它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求两方面的内容。
4）专用产品标准——通常不单独形成电磁兼容标准，而以专门条款包含在产品的通用技术条件中。专用产品标准对电磁兼容的要求与相应的产品类标准相一致，在考虑了产品的特殊性后，可增加试验项目和对电磁兼容性能要求作某些改变，对产品的电磁兼容性要求更加明确。
2．2电磁兼容标准的内容
我们的产品是解决传导干扰的主要工具。
CE——传导发射 CS——传导敏感度 RE——辐射发射 RS——辐射敏感度
2．3能量传播的途径
电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为:传导发射和辐射发射；敏感度也可分为传导敏感度和辐射敏感度。各种电磁兼容标准测试的内容包括:传导发射、辐射发射、传导敏感度、辐射敏感度。
三 电磁兼容问题三要素
3．1电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。
3．2耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。
3．3敏感设备（Victim ）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。
系统要发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。所以，在解决电磁兼容问题时，要从这三个因素入手，对症下药，消除其中某一个因素，就能解决电磁兼容问题。 四 解决干扰问题的一般途径
电磁兼容可通过将干扰抑制于扰乱 电子系统或子系统正常工作的电平以下 来实现，这种兼容一般通过采用滤波器 及将元件或设备屏蔽而获得。图中给出 了一个EMI 发射机/受感器系统干扰耦合 路径的示例。
图中发射机代表一个产生噪声的系统或分系统，受感器代表一个对发射敏感的噪声系统或分系统。在现实世界中，一个系统或分系统可以被模拟为一个发射机或受感器，虚线表示辐射干扰，实线表示传导干扰，箭头表示发射或传导耦合方向。 A 线表示发射机通过辐射途径直接耦合到受感器的干扰。 B 线表示互连电缆也可作为噪声辐射发射机。
C 线表示互连电缆可作为受感器对由辐射引起的噪声产生响应。
D
线代表互连电缆间发生的串扰，一根导线上的噪声可通过电容或电感耦合到其它导线上。
干
扰
源
干扰
源
干扰
源
由此可见，起初由辐射发射引起的噪声通过场至线的耦合，在受感器系统中可表现传导响应。
五滤波器概述
即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽、接地措施的产品，仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。当传导发射（CE）不合格时，由于天线效应，设备的辐射发射（RE）也可能不合格。为了满足EMC标准规定的CE和CS（传导敏感度）极限值要求，使用EMI滤波器是一种好方法。通常要采用某种形式的滤波以降低电源线及信号线的发射，滤波器衰减决定于源及负载阻抗。即若滤波器与源、负载阻抗不匹配，将会产生最小的传输信号（EMI）功率。另外还要考虑电磁干扰是共模还是差模。共模是指两导体上的对地参考噪声电压，差模是指一个导体相对另一个导体的电压，一般情况下两种电磁干扰都需要衰减。5．1 滤波器的作用
在电磁屏蔽技术中我们已经知道，任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。在实际中，很多出现屏蔽问题的机箱（机柜）就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败，这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。
解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器，滤除电缆上不必要的频率成份，即可以减小电缆产生的电磁辐射，也可以防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内部。
概括的说：滤波器的作用是仅允许工作必须的信号频率通过，而对工作不必要的信号频率有很大的衰减作用，这样就使产生干扰的机会减小为最少。从电磁兼容的角度考虑，电源线也是一个穿过机箱的导体，它对设备电磁兼容性的影响与信号线是相同的。因此电源线上必须安装滤波器。特别是近年来开关电源广泛应用，开关电源的特征除了体积小、效率高、稳压范围宽外，强烈的电磁干扰发射也是一大特征，电源线上如果不安装滤波器，
就没有可能满足电磁兼容的要求。安装在电源线上的滤波器称为电源线干扰滤波器，安装在信号线上的滤波器称为信号线干扰滤波器。之所以这样划分，主要是两者除了都有对电磁干扰有足够大的抑制作用外，分别还有一些特殊的考虑：
信号滤波器要考虑滤波器不能对工作信号有严重的影响，不能造成信号的失真。电源滤波器除了要保证满足滤波的要求外，还要注意当负载电流较大时，电路中的电感不能发生饱和（导致滤波器性能下降）。
5．2滤波器的基本原理:
滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，它允许有用信号的电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理有三种:
A）利用电容通高频隔低频的特性，将火线、零线高频干扰电流导入地线（共模），或将火线高频干扰电流导入零线（差模）；
B）利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源；
C）利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性，针对某干扰信号的频段选择合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上即可。
5．3干扰滤波器的种类
根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系，干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。
低通滤波器是最常用的一种，主要用在干扰信号频率比工作信号频率高的场合。如在数字设备中，脉冲信号有丰富的高次谐波，这些高次谐波并不是电路工作所必需的，但它们却是很强的干扰源。因此在数字电路中，常用低通滤波器将脉冲信号中不必要的高次谐波滤除掉，而仅保留能够维持电路正常工作最低频率。
电源线滤波器即是低通滤波器（我们BCT公司产品主要是低通滤波器），它仅允许50Hz 的电流通过，对其它高频干扰信号有很大的衰减。常用的低通滤波器是用电感和电容组合而成的，电容并联在要滤波的信号线与信号地之间（滤除差模干扰电流）或信号线与机壳地或大地之间（滤除共模干扰电流）电感串联在要滤波的信号线上。按照电路结构分，有单电容型（C型），单电感型，L型和反Γ型，T型，π型。
高通滤波器用于干扰频率比信号频率低的场合，如在一些靠近电源线的敏感信号线上滤除电源谐波造成的干扰。
带通滤波器用于信号频率仅占较窄带宽的场合，如通信接收机的天线端口上要安装带通滤波器，仅允许通信信号通过。
带阻滤波器用于干扰频率带宽较窄，而信号频率较宽的场合，如距离大功率电台很近的电缆端口处要安装带阻频率等于电台发射频率的带阻滤波器。
不同结构的滤波电路主要有两点不同：
1．电路中的滤波器件越多，则滤波器阻带的衰减越大，滤波器通带与阻带之间的过渡带越短。
2．不同结构的滤波电路适合于不同的源阻抗和负载阻抗，它们的关系应遵循阻抗失配原则。但要注意的是，实际电路的阻抗很难估算，特别是在高频时（电磁干扰问题往往发生在高频），由于电路寄生参数的影响，电路的阻抗变化很大，而且电路的阻抗往往还与电路的工作状态有关，再加上电路阻抗在不同的频率上也不一样。因此，在实际中，哪一种滤波器有效主要靠试验的结果确定。
5．4电源线上干扰的类型:
电源线上的干扰电流按照其流动路径可以分为两类: 一类是差模干扰电流，另一类是共模干扰电流。差模干扰电流是在火线和零线之间流动的干扰电流，共模干扰电流是在火线、零线与大地(或其它参考物体)之间流动的干扰电流，由于这两种干扰的抑制方式不同，
因此正确辨认干扰的类型是实施正确滤波方法的前提。
共模干扰一般是由来自外界或电路其它部分的干扰电磁波在电缆与“地”的回路中感应产生的，有时由于电缆两端的接“地”电位不同，也会产生共模干扰。它对电磁兼容的危害很大，一方面，共模干扰会使电缆线向外发射出强烈的电磁辐射，干扰电路的其它部分或周边电子设备；另一方面，如果电路不平衡，在电缆中不同导线上的共模干扰电流的幅度、相位发生差异时，共模干扰则会转变成差模干扰，将严重影响正常信号的质量，所以人们都在努力抑制共模干扰。
差模干扰主要是电路中其它部分产生的电磁干扰经过传导或耦合的途径进入信号线回路，如高次谐波、自激振荡、电网干扰等。由于差模干扰电流与正常的信号电流同时、同方向在回路中流动，所以它对信号的干扰是严重的，必须设法抑制。
综上所述可知，为了达到电磁兼容的要求，对共模干扰和差模干扰都应设法抑制。5．5 EMI电源滤波器
电磁干扰（EMI）电源滤波器（以下简称滤波器）是由电感、电容组成的无源器件。实际上它起两个低通滤波器的作用，一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。它能在阻带（通常大于10KHz）范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具。
电源线滤波器的基本电路
5．6电源线滤波器的主要指标:
当我们帮客户选用电源线滤波器时，应主要考虑几个方面的指标。首先是额定电压／额定电流，其次是插入损耗，泄露电流（直流电源滤波器不考虑泄露电流的大小），结构尺寸，最后是耐压测试。由于滤波器内部一般是经过灌封处理的，因此环境特性不是主要问题。但是所使用的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定影响。 A) 电压、电流对使用效果的影响:电压有直流和交流之分。从原理上讲，交流电源线滤波器既可用在交流电源上，也可以在直流电源上使用，但直流电源线滤波器不能用在交流的场合。电源线滤波器的工作电流超过额定电流时，不仅会造成滤波器过热，而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。
B ） 插入损耗对使用效果的影响:从抑制干扰的角度考虑，插入损耗是最重要的指标。其定义是： 插入损耗表示为)( log 102
1
10
dB P P IL =。根据下图中功率与负载电压（电流）及负载阻抗的关系变换，常用负载电压（电流）的比值表示，即：
(dB) log 20log 202
1102110
I I
V V IL == EMI 滤波器对EMI 传导噪声的抑制能力用插入损耗IL （Insertion Loss ）来衡量，插入损耗定义为：没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的功率P1和接入滤波器后，噪声源传输到负载的功率P2之比，用dB （分贝）表示。插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗 。滤波器接入前（a ）、后（b ）的电路如下图所示。
R L
R L
（a ） （b ）
插入损耗的测试原理图如下：
50Ω
共模插入损耗测试原理 差模插入损耗测试原理
C）泄露电流对滤波器特性的影响：滤波器的泄漏电流是指在250VAC/50Hz的电压下，火线和零线与外壳间流过的电流。它主要取决于滤波器中的共模电容的大小。从插入损耗考虑，共模电容越大，高频滤波效果越好，此时，漏电流也越大。但从安全方面考虑，泄漏电流又不能过大，否则不符合安全标准要求。尤其是一些医疗保健设备，要求泄漏电流尽可能小，性能还要尽可能的好，所以只能加大体积来提高滤波器的插入损耗性能。因此，要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。
泄漏电流测试电路
D）影响电源线滤波器外形尺寸的因素
滤波器的体积主要是由滤波电路中的电感所决定，电感线圈的体积越大，滤波器的体积也越大。以下因素会影响电感的体积:
1) 额定电流:当滤波器的额定工作电流较大时，电感线圈要使用较粗的导线绕制，这自然会增加体积；另外，为了防止磁芯发生磁饱和现象，往往要使用体积较大的磁芯，这也会增加体积。
2) 低频特性:当需要滤波的干扰信号的频率较低时共模扼流圈和差模扼流圈的电感量都需要很大，这就导致了电感元件的体积增加。例如开关电源的频率越低，则需要滤波器中的电感量越大。
5．7电源滤波器高频插入损耗的重要性
尽管各种电磁兼容标准中关于传导发射的限制仅到30MHz（旧军标到50MHz，新军标到10MHz），但是对传导发射的抑制绝不能忽略高频的影响。因为，电源线上高频传导电流会
导致辐射，使设备的辐射发射超标。另外，瞬态脉冲敏感度试验中的试验波形往往包含了很高的频率成份，如果不滤除这些高频干扰，也会导致设备的敏感度试验失败。
电源线滤波器的高频特性差的主要原因有两个，一个是内部寄生参数造成的空间耦合，另一个是滤波器件的不理想性。因此，改善高频特性的方法也是从这两个方面着手。
内部结构：滤波器的连线要按照电路结构向一个方向布置，在空间允许的条件下，电感与电容之间保持一定的距离，必要时，可设置一些隔离板，减小空间耦合。
电感：按照前面所介绍的方法控制电感的寄生电容。必要时，使用多个电感串联的方式。
差模滤波电容：电容的引线要尽量短。要理解这个要求的含义：电容与需要滤波的导线（火线和零线）之间的连线尽量短。如果滤波器安装在线路板上，线路板上的走线也会等效成电容的引线。这时，要注意保证时机的电容引线最短。
共模电容：电容的引线要尽量短。对这个要求的理解和注意事项同差模电容相同。但是，滤波器的共模高频滤波特性主要靠共模电容保证，并且共模干扰的频率一般较高，因此共模滤波电容的高频特性更加重要。使用三端电容可以明显改善高频滤波效果。但是要注意三端电容的正确使用方法。即，要使接地线尽量短，而其它两根线的长短对效果几乎没有影响。必要时可以使用穿心电容，这时，滤波器本身的性能可以维持到1GHz以上。5．8电源滤器的几种端接方式
EMI电源滤波器为了和相关的设备连接都设有输入、输出端子，由于相关设备有不同情况的需要，所以有几种可供选择的端子，它们是：导线型、插针型、焊片型、螺栓型、栅栏型、贴片型、铜排型和插座型等还可以定做特殊的连接方式。
它们分别适用的场合一般为：
导线型：用户在使用时，可以直接利用滤波器提供的导线和相关设备连接，所以方便用户使用，如果滤波器提供的导线长度不够，可在定货合同中提出。
插针型：是为印刷电路板设计的专用EMI电源滤波器，所以一般体积较小。
焊片型：焊片型又名快速连接型，因为采用了专用的焊片，它的外形、厚薄可和一种专用的接线夹相配，所以EMI电源滤波器一旦固定好后，便可与事先准备好的、带接线夹的导线快速插入连接。因此比较适合规模生产。
螺栓型：由于连接比较牢固可靠，所以比较适合用于、在运动状态下工作的设备，如军事装备、车载、船舰等。同时随着螺栓截面的增大、所能承载的工作电流也随之增大，有很宽的工作电流范围，特别是特大电流的EMI电源滤波器。
栅栏型：与螺栓型类似、连接也比较牢固可靠；也随着螺丝截面的增大、而增大承载
的工作电流，目前能承载的最大工作电流为100A左右。其最大的特点是由于它的栅栏结构，可在栅栏结构上按装安全保护盖，以防止工作人员在工作过程中因不慎误触端子而触电。
贴片型：众所周知，贴片型元器件是伴随集成电路的出现而产生的，不言而喻是个微小型的元器件，当然贴片型EMI电源滤波器也不会例外，可以这么说，对于性能比较全面的EMI电源滤波器，目前尚处于发展阶段。我公司目前也只限于≤6A的直流EMI电源滤波器。
铜排型：方便大电流的连接，安全可靠。
插座型：国际标准IEC连接器，体积小安装方便。
5.9耐压测试（测试设备为耐压测试仪）
为确保电源滤波器的质量和设备及人身安全，出厂前全部进行耐压测试。
决定线－线之间耐压性能的关键器件就是差模电容Cx，若差模电容Cx的耐压性能欠佳，在出现峰值浪涌电压时，可能被击穿。它的击穿虽然不危及人身安全，但会使滤波器功能丧失或性能下降。
Cy电容器除了满足接地泄漏电流的要求外，还在电气和机械性能方面具有足够的安全余量，避免在极端恶劣的环境条件下出现击穿短路现象。故相对地之间的耐压性能对保护人身安全有重要意义，一旦设备或装置的绝缘保护措施失效，可能导致人员伤亡。因此，必须对接地电容（Cy）进行严格的耐压测试，时间一分钟，不发生放电现象和咝咝声。由于这种耐压测试对内部器件带有一定损伤，用户测试次数不能过多，时间不能过长。否则会降低滤波器的寿命，甚至损坏滤波器。
交流单相电源滤波器测试电压:
相—地：1500VAC
相—相：1450VDC
交流三相三线电源滤波器测试电压：
相—地：1500V AC
相—相：1450VDC
交流三相四线电源滤波器测试电压：
相—地：1500V AC
相—相：1450VDC
相—中：1450VDC
直流电源滤波器测试电压：
相 — 地：500VDC 相 — 相：200VDC 5．10滤波器的安装注意事项
为减小接地电阻，滤波器应安装在导电金属表面或通过编织接地带与接地点就近相连（如下图），避免细长接地导线造成较大的接地阻抗。
(a)错误接法 （b ）正确接法
滤波器安装时应保证良好接地
滤波器应尽量安装在设备的入口/出口处（如下图）。
(a)错误接法 （b ）正确接法
电源滤波器的安装位置
为避免输入/输出互相耦合。应尽量做到输入/输出隔离，至少严格禁止滤波器输入/输出线的相互交叉，路径平行等（如下图）。若相互位置及空间的限制，无法满足上述要求，则滤波器的输入/输出线必须采用屏蔽线或高频吸收线。
(a)错误接法 （b ）正确接法
安装使用电源滤波器应注意输入/输出的空间隔离
※国标与国军标对比
国（军）标中规定了各类电子设备的电源线传导发射极限值。图6中分别给出了GJB151、GJB151A 中CE103、CE102规定的典型电源线传导发射极限值，图7中给出了GB9254中A级及B级设备的传导发射极限值。若受试设备传导发射超标，可参照发射极限值确定插入损耗指标，选用合适的电源滤波器。
图6 GJB151和GJB151A中规定的电源线传导干扰发射极限值
图7 GB9254中规定的电源线传导干扰发射极限值
DM DM CM CM
0.010.111030100
图8 共模干扰和差模干扰的频率分布（频率MHz）
对比军标和国标的极限值曲线，GJB151规定的频率范围为15KHz～50MHz，GJB151A中规定的频率范围为10KHz～10MHz。而GB9254规定的频率范围为100KHz～30MHz；军标测试采用峰-峰值检波，民标采用准峰值检波。所以，总体来看，军标要求要比民标要求严酷得多（军标的测试方法见电磁兼容测量方法和测量设备介绍），实际测试中往往大量存在着超标现象。根据大量控制设备传导干扰的经验，总结出图8所示的CM（共模干扰）和DM（差模干扰）信号电平的分布图，它反映了这两种类型传导干扰占主要地位的频段分布。
电磁兼容EMC设计及测试技巧 摘要：针对当前严峻的电磁环境，分析了电磁干扰的来源，通过产品开发流程的分解，融入电磁兼容设计，从原理图设计、PCB设计、元器件选型、系统布线、系统接地等方面逐步分析，总结概括电磁兼容设计要点，最后，介绍了电磁兼容测试的相关内容。 当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。 电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。 电磁干扰的主要形式 电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。 传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于 30MHz)。在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。 辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分(高于30MHz)。辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。 共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。 感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。分为电感应和磁感应两种。 对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波（如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用），辐射干扰采用减少天线效应（如信号贴近地线走）、屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。 电磁兼容设计 对于一个新项目的研发设计过程，电磁兼容设计需要贯穿整个过程，在设计中考虑到电磁兼容方面的设计，才不致于返工，避免重复研发，可以缩短整个产品的上市时间，提高企业的效益。 一个项目从研发到投向市场需要经过需求分析、项目立项、项目概要设计、项目详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、项目投产、投向市场等几个阶段。 在需求分析阶段，要进行产品市场分析、现场调研，挖掘对项目有用信息，整合项目发展前景，详细整理项目产品工作环境，实地考察安装位置，是否对安装有所限制空间，工作环境是否特殊，是否有腐蚀、潮湿、高温等，周围设备的工作情况，是否有恶劣的电磁环境，是否受限与其他设备，产品的研制成功能否大大提高生产效率，或者能否给人们的生活或工作环境带来很大的方便，操作使用方式能否容易被人们所
EDP电磁兼容设计平台专注EMC解决方案，规范EMC设计流程； 打造智能化的EMC设计平台。 1、企业面临的EMC设计应用现状 ?投入成本高，解决问题周期长；为解决产品EMC问题，不断进行测试验证， 反复的进行改版设计。 ?企业设计人员EMC知识储备不全面；解决EMC问题往往靠设计人员过去的 工作经验。 ?EMC设计流程不规范，EMC设计没有参透于电子产品开发过程各个阶段（总 体方案阶段、设计阶段、开发阶段、测试阶段、认证阶段等）。 ?公司技术文献和多年积累的产品开发经验不能良好的共享、消化，没有一个 系统将公司无形的技术经验转化为有形的产品开发技术要求。 2、企业面临的EMC问题 ?激烈的产品竞争要求企业开发的产品有更高的品质。 ?快速的市场变化要求企业有更高的产品开发效率。 ?高规格的EMC认证和EMC设计技术要求企业有更高的产品开发能力。 ?规范化的企业文化要求有更高效的产品开发流程。 3、EDP电磁兼容设计平台优势 ?赛盛技术多位专家10多年的经验融合荟萃； ?赛盛技术多项产品电磁兼容设计专利技术； ?智能化标准化项目管理设计平台 ?几十种典型接口电磁兼容解决方案； ?上百种PCB层叠电磁兼容设计方案； ?完整的电磁兼容布线设计规则； ?完整的结构屏蔽电磁兼容设计方案； ?多行业电缆与连接器电磁兼容解决方案； ?多行业、近百个产品实际电磁兼容设计验证与经验总结;
4、EMC设计平台介绍 利用计算机技术，整合人工智能、数据库、互联网等开发手段，对于现有的电磁兼容技术资源（包括各种设计规则，解决方案等）以及企业产品研发积累的技术检验等进行全面的管理和应用，实现现阶段对于企业电磁兼容的研发流程规范化和研发工程师电磁兼容设计的技术支持和辅助开发；未来电磁兼容专家系统一提供智能化技术支持（包括产品开发电磁兼容风险评估功能，自动检查和纠正电磁兼容设计功能、产品设计系统仿真和功能电路仿真等）为主要目标和发展方向。 电磁兼容设计平台：主要包括PCB设计、原理图设计、结构设计、电缆设计等四部分组成；系统依据用户设计要求和EMC设计要素，智能化输出相应的产品PCB设计方案、产品原理图设计方案、产品结构设计方案、产品电缆设计方案，然后用户依据产品信息保存方案（方案为标准技术设计模板，内容依据设计内容自动生成格式化的文件）。 使用电磁兼容设计(EDP)软件,会让我们很轻松的完成这些复杂困难的工作，用户输入产品产品设计的相关要素，软件就能够智能化输出产品EMC设计方案。 不管企业之前是否有电磁兼容设计经验？是否有电磁兼容设计规范？是否有电磁兼容标准化设计流程？是否有电磁兼容技术专家？企业在应用EDP软件后,EDP软件能够快速帮助企业解决以下方面问题： 1、快速提升企业产品电磁兼容性能：系统一旦使用上就能够快速地指导企业产品进行电磁兼容有效的设计工作，迅速提升企业产品的电磁兼容性能； 2、能够解决企业多型号产品同时开发，技术专家资源不够使用的情况：智能化的软件可以同时多款多个型号产品，不用设计阶段并行进行开发；能够在很短的时间内给出相应的设计方案，结合产品设计要求指导设计人员进行设计，不耽误产品由于专家资源不足而造成正常设计进度延误； 3、提高产品研发人员EMC技术设计水平：由于有规范化、标准化的方案输出，设计人员在进行新产品开发的时候，能够参考、学习标准化的技术方案；提升自身EMC设计知识水平，减少后期类似设计问题； EDP软件在手,EMC设计得心应手!
结构件电磁兼容设计规范
目 次 117.3.2 示例 (11) 7.3.1 编码描述规定 (10) 7.3 屏蔽材料的编码描述 (10) 7.2.3 示例 (10) 7.2.2 标注说明 (10) 7.2.1 绘图和标注规定 (10) 7.2 屏蔽材料的绘图和标注 (9) 7.1 屏蔽材料命名规则 (9) 7. 屏蔽材料 (8) 6.5.2 滤波器的安装 (8) 6.5.1 线缆的屏蔽措施 (8) 6.5 线缆的屏蔽 (7) 6.4.3 其他孔洞的屏蔽 (6) 6.4.2 通风孔的屏蔽 (6) 6.4.1 孔洞屏蔽效能影响因素 (6) 6.4 孔洞的屏蔽 (5) 6.3 缝隙的屏蔽 (4) 6.2 屏蔽方案的选择 (4) 6.1 屏蔽设计的基本原则 (4) 6. 结构件屏蔽设计指引 (3) 5.4 成本控制 (3) 5.3 屏蔽效能等级的确定 (2) 5.2 屏蔽效能测试标准 (2) 5.1 屏蔽效能等级的划分 (2) 5. 结构件屏蔽效能等级 (2) 4. 结构件电磁兼容设计程序要求 (1) 3. 术语 (1) 2. 引用标准 (1) 1. 范围.................................................................
129. 标识 (12) 8.3 地线的屏蔽 (12) 8.2 防静电设计 (11) 8.1 接地线 (11) 8. 接地 (11) 7.4 屏蔽材料选用原则...................................................
结构件电磁兼容设计规范 1. 范围 本规范规定了结构件电磁兼容设计（主要是屏蔽和接地）的设计指标、设计原则和具体设计方法。 本规范适应于结构设计人员进行结构件的电磁兼容设计，目的是规范机电协调中电磁兼容方面的内容，指导结构设计人员正确地选择方案和进行详细设计。 2. 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GJB 1046 《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》 GJB 1210 《接地、搭接和屏蔽设计的实施》 GJB/z 25 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽设计指南》 MIL-HDBK-419 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽》 IEC 61587-3 （草案）《第三部分：IEC 60917-...和IEC 60297-...系列机箱、机柜和插箱屏蔽性能试验》 《结构件分类描述优化方案及图号缩写规则》 3. 术语 本规范中的专业术语符合IEC50-161《电磁兼容性术语》的规定。
电磁兼容设计和整改流程 随着中国参与国际经济贸易活动的深入，产品认证成了生产厂家产品推向市场的瓶颈，其中尤其电子产品的电磁兼容认证成为整个产品认证的拦路虎，往往在认证的最后阶段才发现要解决电磁兼容问题不得不对原设计的电路和结构重新修改，临时的修改还往往使产品的性能和可靠性降低。电磁兼容的测试只是评估产品电磁兼容设计的水平，测试本身并不能改变产品的电磁兼容，电磁兼容是设计出来的、生产出来的，只有生产厂家的产品电磁兼容设计水平提高了，产品电磁兼容的质量才能提高，产品设计的可靠性才能有保障。本文详细剖析产品设计和电磁兼容整改的过程，并详细说明每个设计和整改过程中怎样运用电磁兼容的测试手段发现问题、选择最佳的解决方案。 电磁兼容控制所运用的方法和程序在产品研制不同阶段是不同的，方案、设计、开发／样机、生产、测试／认证和运行，各阶段均为实施电磁兼容工程提供了一定的机会。实施电磁兼容是一项极其复杂的任务，如右图所示在研制开发电视、音响等电子产品时，应在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。随着电视、音响等电子产品研制开发工作的完成，可以利用的抑制干扰和抗干扰措施的数目减少，而其成本反而增加。方案阶段是提供最佳费效比的机会，而生产阶段提供的可能性通常最少，据国外资料介绍，在产品的研制开发阶段及时采取措施可以避免（80~90）％的与干扰影响有联系的、潜在可能的困难。相反，在较晚的阶段上采用解决方法，结果表明将更加复杂，需要追加工作量和增加原材料的消耗，增加研制周期，有时甚至根本不可能解决。有效的电磁兼容控制常常是比较困难的，因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量，敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关，电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。由于电磁兼容情况的固有复杂性，若要及时地、有效地和高费效比的解决电磁兼容问题，有条理的方法和程序就是相当的重要了。 针对电磁兼容设计的这种特点，我们提出了从产品的设计阶段就要开始分步的进行电磁兼容的设计和整改，把最终的设计目标大事化小，如下图所示，在产品开发的各个阶段适时进行电磁兼容性能的评估和改进，不断地把电磁兼容的整改措施溶入到产品的电路和结构设计中，这样整个产品的开发周期不会有太大的非预期时间延迟，产品的设计不会有太多的非预期成本增加，生产工艺不会有临时的增加，产品的可靠性和性能也不会受到损害。 产品开发一般分为设计概念阶段，设计阶段，样机制作阶段，设计评审阶段和委托检验阶段，分阶段地控制把各阶段的电磁兼容设计和整改溶入到整机的设计方案之中，电磁兼容设计和整改各阶段的工作任务和可以采取的电磁兼容措施如下： 1) 电磁兼容认证要求咨询 首先要明确产品电磁兼容设计的目标，针对产品销售的目标市场，了解目标市场对该产品电磁兼容要求的执行标准，相应需要测试的内容，做出一个电磁兼容性能指标一览表，每个指标都对产品各部分电路和结构提出了相应的要求，由此也就清楚了解了产品应该具备的电磁兼容性能和设计要求。 2) 产品设计布局评估 在考虑各部分电路的总体布局时，尤其注意电源线出口的位置，如果客户没有特殊的位置要求，就主要考虑电路输出的顺序和尽量使电源滤波电路和机内高频发射部分电路或器件之间的空间距离最大，经过电源滤波电路之后留在机内的电源线最短。其次在电源公共地和其它功能模块电路之间布置一条较宽的公共地线。电路板排版时应该使各种功能集成块与其输入输出负载的路径最短，特别是传输脉冲数据信号的导线。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。非常遗憾的是我们大部分的生产企业由于开发周期越来越短的压力，都把这个阶段的时间压缩的很短，无法做比较全面细致的检查和评审工作，导致到了产品认证的最后阶段才发现元件布局和排版的缺陷，不得不投入大量的人力和物力来整改，造成欲速而不达的局面。如果要避免这种被动的局面发生，开发方可以在产品设计定型之前委托专业的电磁兼容技术服务机构做一个设计评估，一般来说专业的电磁兼容技术服务机构能够根据开发方提供的设计方案，分析原理框图、电路图、现有的外观结构要求，提出符合电磁兼容原理的内部电路结构布局、电路板布局、外壳接地等要求。通过了解各单元电路的工作流程，关键元器件的电磁兼容特性，分析预测各单元电路的电
电磁兼容基础知识 引言电子电器产品的电磁兼容性能是一项非常重要的技术指标，它不仅关系到产品本身的安全性、可靠性，也关系到电磁环境的保护问题。国内外现都十分重视产品的电磁兼容质量管理。这就要求从事相关产品设计、制造和品质管理的人员均应该掌握电磁兼容的一些基本理论、标准要求和设计技术。 一、电磁兼容现象及基本理论 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC），其定义是：设备或系统在其所处的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的电磁骚扰的能力。从上述定义可以看出，一台设备或一个系统的电磁兼容性都包括两个方面，一是它对同一电磁环境中其它设备的抗干扰能力或称敏感性，二是它对其它产品的电磁骚扰特性。 电磁骚扰（Electromagnetic Disturbance——EMI）定义为“任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象”。电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。（注：一般意义上的“有用的电磁信号或电磁能量”在电磁兼容领域也有可能被认为是电磁骚扰源。） 电磁骚扰的表现形式一般有两种，一是通过导体传播骚扰电压、电流，一是通过空间传播骚扰电磁场。前者称为传导骚扰，后者称为辐射骚扰。例如，电视机的电磁骚扰主要有：对公用电网的无线电骚扰和低频骚扰（如注入谐波电流）、对公用电视天线系统的骚扰、向空间辐射的电磁场等。 抗扰度（Immunity to a Disturbance）定义为“装置、设备或系统面对电磁骚扰不降低运行性能的能力”。电磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility——EMS）定义为“在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力”。实际上，抗扰度与敏感性都反映的是对电磁骚扰的适应能力，仅仅是从不同的角度而言，敏感性高即意味着抗扰度低。对应电磁骚扰的两种表现形式，设备对电磁骚扰的抗扰性也同样分为传导抗扰性和辐射抗扰性。
AC220v,DC48v电路EMC设计方案 AC220V和DC48V是通信电子产品应用最广泛的工作电压，AC220V和DC48V电路的EMC 设计好坏关系到通信设备运行的稳定性，下面赛盛技术利用电磁兼容设计平台（EDP）从原理图方面设计两款电路的EMC设计方案。 1. AC220V电路2KV防雷滤波设计 图1 AC220V电路2KV防雷滤波设计
图2 接口电路设计概述： 交流电源接口通过电源线与电网连接为电气设备提供电能，产品在工作中产生各种干扰，如电源变换电路、高频变压器、数字电路等产生的干扰，这些干扰通过电源接口形成对电网的传导干扰以及对空间的辐射干扰； 当电网上有大功率感性负载通断或电网遭受雷击时，会在电源接口产生瞬态的脉冲干扰和浪涌干扰，若电源接口不进行防护滤波设计，这些干扰容易影响产品的正常工作，雷电干扰甚至能损坏设备，因此交流电源接口需要进行电磁兼容设计，确保设备工作稳定； 本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；同时兼容接口防雷设计；本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准，共模2000V，差摸1000V的接口防雷测试。 电路EMC设计说明： （1） 电路滤波设计要点： L1、C1、C3、C4组成第一级滤波电路。C1为差模滤波电容，主要滤除差模干扰；C3、C4为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路；L1为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制。 L2、C2、C5、C6组成第二级滤波电路，C2为差模滤波电容，主要滤除差模干扰，C5、C6为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路，L2为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制； 若产品功率大，干扰强，单级滤波插入损耗有限，则设计前期需要考虑多级滤波； C19为整流桥的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为整理桥的高频谐波电流提供回流路径； C20为变压器的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为变压器的高频谐波电流提供回流路径；
印制电路板的电磁兼容性设计规范 引言 本人结合自己在军队参与的电磁兼容设计工作实践, 空军系统关于电子对抗进行的两次培训( 雷达系统防雷、电子信息防泄露) 及入司后参与706所杨继深主讲的EMC培训、 701所周开基主讲的EMC培训、自己在地方电磁兼容实验室参与EMC整改的工作体验、特别是国际IEEE 委员发表的关于EMC有关文章、与地方同行的交流体会, 并结合公司的实验情况, 对印制电路板的电磁兼容性设计进行了一下小结, 希望对印制电路板的设计有所作用。 需要提醒注意的是: 总结中只是提供了一些最基础的结论, 对具体频率信号的走线长度计算、应考虑的谐波频率、波长、电路板级屏蔽、屏蔽体腔的设计、屏蔽体孔径的大小、数目、进出导线的处理、截止导波管直径、长度的计算及静电防护, 雷电防护等知识没有进行描述。或许有些结论不一定正确, 还需各位指正, 本人将不胜感谢。 一、元器件布局 印刷电路板进行EMC设计时, 首先要考虑布局, PCB工程师必须和结构工程师、 EMC工程师一起协调进行, 做到两者兼顾, 才能达到事半倍。
首先要考虑印刷电路板的结构尺寸大小, 考虑如何对器件进行布置。如果器件分布很散, 器件之间的传输线可能会很长, 印制线路长, 阻抗增加, 抗噪声能力下降, 成本也会增加。如果器件分布过于集中, 则散热不好, 且邻近线条易受耦合、 串扰。因此根据电路的功能单元, 对电路的全部元器件进行总体布局。同时考虑到电磁兼容性、 热分布、 敏感器件和非敏感器件、 I/O 接口、 复位电路、 时钟系统等因素。 一般来说, 整体布局时应遵守以下基本原则: 1、 当线路板上同时存在高、 中、 低速电路时, 应该按逻辑速度分割: 布置快速、 中速和低速逻辑电路时, 高速的器件( 快逻辑、 时钟振荡器等) 低速逻辑和存储器, 辐射和交扰的减 2、 在单面板或双面板中, 如果电源线走线很长, 应每隔3000mil 对 3、 在单面板和双面板中, 滤波电容的走线应先经滤波电容滤波, 再到器件管脚, 使电源电压先经过滤波再给IC 供电, 而且IC 回馈给电源 接 口
电子产品开发中常遇电磁兼容EMC问题及解决办法 一般电子产品都最容易出的问题有：RE--辐射，CE--传导，ESD--静电。通讯类电子产品不光包括以上三项：RE，CE，ESD，还有Surge--浪涌（雷击，打雷） 医疗器械最容易出现的问题是：ESD--静电，EFT--瞬态脉冲抗干扰，CS--传导抗干扰，RS--辐射抗干扰。针对于北方干燥地区，产品的ESD--静电要求要很高。 针对于像四川和一些西南多雷地区，EFT防雷要求要很高. 如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性： 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。(2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。(3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施： (1) 选用频率低的微控制器：选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。 (2) 减小信号传输中的畸变 微控制器主要采用高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右，输入电容10PF 左右，输入阻抗相当高，高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，它会引起信号畸变，增加系统噪声。当Tpd＞Tr时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。 信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3到1/2之间。微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr（标准延迟时间）为3到18ns之间。 在印制线路板上，信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线，线上延迟时间大致在 4~20ns之间。也就是说，信号在印刷线路上的引线越短越好，最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少，最好不多于2个。 当信号的上升时间快于信号延迟时间，就要按照快电子学处理。此时要考虑传输线的阻抗匹配，对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输，要避免出现Td＞Trd的情况，印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。 用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则： 信号在印刷板上传输，其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。 (3) 减小信号线间的交叉干扰：A点一个上升时间为Tr的阶跃信号通过引线AB传向B端。信号在AB线上的延迟时间是Td。在D点，由于A点信号的向前传输，到达B点后的信号反
电磁兼容设计 周云正 浙江佩洁尔医疗科技有限公司浙江?上虞312351 电子镇流器，高转换速率的开关电源（SMPS）和电器产品，不可避免地出现电磁辐射及干扰问题，严重时会导致其它电子仪器的失灵；其它电器也会干扰它的正常工作。为此，电磁兼容性（EMC）的设计要符合我国现行标准（CCC）的电磁兼容性要素的控制，也符合美国的联邦通信委员会（FCC）、欧洲联盟（EU）所制定的有关标准和规范。 ＥＭＣ知识： 自从一八二二年安培率先提出一切磁现象的根源是电流的假说，继而由法拉第发现感应电动势的规律，最终由麦克斯韦根据电与磁的相互作用，预言电磁波的存在，奠定当今所研究的电磁兼容理论基础。 电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。所谓电磁兼容设计就是要使电子设备既不受周围电磁干扰（EMS）而能正常工作；又能使电子设备本身不对周围其它电子设备产生电磁干扰（EMI），影响其正常运行。 电子设备的电磁兼容已成为现代工程设计中的重要组成部分。工业发达国家如美国、英国、德国、日本等已经将电磁兼容要求纳入技术规范，欧共体规定自一九九六年一月一日起强制执行89/336/EEC指令，并加贴CE标志后才准许销售。 为了与国际接轨，我国的国家技术监督局规定自二OO二年十月起对电子产品，低压电器实施电磁兼容强制性认证。电磁兼容性设计是我们电气工作师不得不研究的一门紧要课题。 举例：医院内对电磁干扰敏感的设备 医院里的病人监测系统（血压计、心电图仪）对于电磁干扰是极其敏感的，因为被测的人体电信号非常微弱，通常以微伏、纳安级为单位，由高灵敏度探
头提取，易受外界电磁干扰而产生误差，或导致失灵；再则人体作为天线，更容易感应各种频率的电磁干扰信号，降低检测设备的抗扰阈值。 核磁共振成像系统的信号取样电路灵敏度很高，是极易受干扰影响其成像质量的。 植入人体内的心脏起搏器，心电去颤器，受到外界强电磁干扰脉冲后会导致失效，心脏停止跳动，或出现房颤，危及病人生命。 便携式诊断仪器，如脉搏分析仪、血氧计……都含有微信号放大的高增益IC电路，干扰电磁脉冲从电源线、输入探头及引线中窜入而受到干扰。 已公开报道的医疗设备受电磁干扰所发生的案例已屡见不鲜： 一九九八年三月,美国得克萨斯州的奥斯汀市一家医院的医疗检测系统失灵，究其原因是附近的一家电视台发射了数字电视信号。 一辆救护车上的监护设施停止工作，查实是救护车上的通信设备所产生的场强达20V/m，超过了医疗设备的干扰容限。 一家医院的核磁共振仪每天定时失效一次，原来是每天此时有一辆垃圾车从附近通过，车上的金属体使其磁场发生扭曲。 据报导，某些数字式手机通话时，常常引起心脏起搏机失效。 电磁兼容的重要性 开关电源大都选用脉宽调制式稳定电压，工作频率为20-70KH z。由于半导体功率器件发生电流瞬变和电压瞬变（di/dt, dv/dt）,不可避免地出现电磁噪声。电子镇流器也工作在开关状态，它们属于一种强电磁干扰源。 电磁兼容性设计不当，其所产生的电磁干扰通过传导和辐射会对其它电子仪器．设备产生影响，可能使整个系统无法正常作。 电磁骚扰及相关要求 国家标准GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容定义为“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的
设计早期对电磁兼容性(EMC)问题的考虑 随着产品复杂性和密集度的提高以及设计周期的不断缩短，在设计周期的后期解决电磁兼容性（EMC）问题变得越来越不切合实际。在较高的频率下，你通常用来计算EMC的经验法则不再适用，而且你还可能容易误用这些经验法则。结果，70%～90%的新设计都没有通过第一次EMC测试，从而使后期重设计成本很高，如果制造商延误产品发货日期，损失的销售费用就更大。为了以低得多的成本确定并解决问题，设计师应该考虑在设计过程中及早采用协作式的、基于概念分析的EMC仿真。 较高的时钟速率会加大满足电磁兼容性需求的难度。在千兆赫兹领域，机壳谐振次数增加会增强电磁辐射，使得孔径和缝隙都成了问题；专用集成电路（ASIC）散热片也会加大电磁辐射。此外，管理机构正在制定规章来保证越来越高的频率下的顺应性。再则，当工程师打算把辐射器设计到系统中时，对集成无线功能（如Wi-Fi、蓝牙、WiMax、UWB）这一趋势提出了进一步的挑战。 传统的电磁兼容设计方法 正常情况下，电气硬件设计人员和机械设计人员在考虑电磁兼容问题时各自为政，彼此之间根本不沟通或很少沟通。他们在设计期间经常使用经验法则，希望这些法则足以满足其设计的器件要求。在设计达到较高频率从而在测试中导致失败时，这些电磁兼容设计规则有不少变得陈旧过时。 在设计阶段之后，设计师制造原型并对其进行电磁兼容性测试。当设计中考虑电磁兼容性太晚时，这一过程往往会出现种种EMC问题。
对设计进行昂贵的修复通常是唯一可行的选择。当设计从系统概念设计转入具体设计再到验证阶段时，设计修改常常会增加一个数量级以上。所以，对设计作出一次修改，在概念设计阶段只耗费100美元，到了测试阶段可能要耗费几十万美元以上，更不用提对面市时间的负面影响了。 电磁兼容仿真的挑战 为了在实验室中一次通过电磁兼容性测试并保证在预算内按时交货，把电磁兼容设计作为产品生产周期不可分割的一部分是非常必要的。设计师可借助麦克斯韦（Maxwell）方程的3D解法就能达到这一目的。麦克斯韦方程是对电磁相互作用的简明数学表达。但是，电磁兼容仿真是计算电磁学的其它领域中并不常见的难题。 典型的EMC问题与机壳有关，而机壳对EMC影响要比对EMC性能十分重要的插槽、孔和缆线等要大。精确建模要求模型包含大大小小的细节。这一要求导致很大的纵横比（最大特征尺寸与最小特征尺寸之比），从而又要求用精细栅格来解析最精细的细节。压缩模型技术可使您在仿真中包含大大小小的结构，而无需过多的仿真次数。 另一个难题是你必须在一个很宽的频率范围内完成EMC的特性化。在每一采样频率下计算电磁场所需的时间可能是令人望而却步的。诸如传输线方法（TLM）等的时域方法可在时域内采用宽带激励来计算电磁场，从而能在一个仿真过程中得出整个频段的数据。空间被划分为在正交传输线交点处建模的单元。电压脉冲是在每一单元被发射和散射。你可以每隔一定的时间，根据传输线上的电压和电流计算出电场和磁场。
电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的浅谈及改善策略 摘要：本文介绍了电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的概念及其对电子器件的工作、人体健康以及工业生产的影响，并简要说明了EMI的产生原理及其理论上的改善方法，最后，举出了几种工业生产上改善电磁兼容性的实例。 Abstract：This article describes the electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI) The concept and its impact on the work of electronic devices, human health and the impact of industrial production, and a brief description of the EMI generation principle and theoretical ways of improvement, finally, cited a number of industrial production to improve the electromagnetic compatibility instance. 关键词：电磁兼容（EMC）；电磁干扰（EMI）；改善策略 目录： 一、前言 (1) 二、电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI） (1) （一）电磁兼容（electromagnetic compatibility；EMC）的定义 (1) （二）电磁兼容（EMC）的设计目的 (2) （三）近年来电磁兼容（EMC）领域的发展概况 (2) 三、电磁干扰（EMI）的原理及改善电磁兼容性的措施 (2) （一）EMI的产生原因 (2) （二）电磁干扰的传播途径 (2) （三）改善电磁兼容性的措施 (3) 四、工程上一些改善电磁兼容（EMC）的设计思路 (3) 五、展望 (4) 参考文献： (4) 一、前言 电子技术的飞速发展给人们的生活和工作带来了巨大的帮助。与此同时，电子设备在各种场合的广泛应用，尤其是多种设备的相互配合使用，使电子设备不可避免地处在电磁环境之中，导致了电子设备之间的电磁干扰( EM I) 。因此，电子设备在电磁环境中的适应能力和电子设备的电磁兼容( EMC)问题是我们在进行电子设备的设计和使用时必须考虑的问题。 二、电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI） （一）电磁兼容（electromagnetic compatibility；EMC）的定义 国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不对其他系统和设备造成干扰。 电磁兼容性包括两方面：电磁干扰（electromagnetic interference ;EMI）、电磁耐受（electromagnetic susceptibility; EMI）。EMI指的是电气产品本身通电后，因电磁感应效应所产生的电磁波对周围电子设备所造成的干扰影响；EMS则是指电气产品本身对外来电磁波的干扰防御能力。
结构设计规范（EMC）
一、简单介绍 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC）主要包含两方面的内容： 电磁干扰（Electromagnetic interference , EMI）； 电磁敏感度（Electromagnetic susceptibility , EMS）。 电磁兼容设计基本目的： A 产品内部的电路互相不产生干扰，达到预期的功能。 B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。 C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。 在整个工程项目中，必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。一方面，这对整个工程项目是个效费比很高的措施，可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改，产生不必要的成本增加。另一方面，设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求，而后期可采取的措施比较少。在电磁兼容设计过程中，针对电磁兼容性设计中的重点和关键，分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题，并从设计初期就采取各种技术措施，包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。 电磁兼容设计主要从三个方面进行：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。 耦合途径主要是传导和辐射。 具体在工程措施上，电磁兼容设计可分为：信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。其中与结构关系较大的有：屏蔽、接地与搭接、合理布局。但这并不代表其他措施与结构设计完全无关，结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。 二、常用测试项目 2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目，从干扰源与被干扰对象角度可分为两类： EMI（电磁发射测试）和EMS（电磁敏感度测试）。 EMI（电磁发射）：被测设备为干扰源，测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。 EMS（电磁敏感度）：被测设备为被干扰对象，通过测试仪器对其施加干扰，测试其抗干扰能力。 从干扰路径区分，又可分为传导测试与辐射测试两类。 综合起来测试项目可分为四种测试模式： CE-传导发射测试，CS-传导敏感度测试； RE-辐射发射测试，RS-辐射敏感度测试。 2.2、GJB151A-97常用测试项目表
电子产品结构设计中的电磁兼容性（EMC）设计 江苏省电子信息产品质量监督检验研究院胡寅秋 1 引言 随着科学技术的迅速发展，现代各种电子、电气、信息设备及家用电器的数量和种类越来越多，性能越来越先进，其使用场合和数量密度也越来越高。这就使得电气电子系统内、设备内的相互干扰愈加严重。在这种情况下，要保证设备在各种复杂的电磁环境中正常地工作，则在结构设计阶段就必须认真考虑电磁兼容性设计。 2 电磁干扰方式 电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式主要有： 传导干扰 传导干扰一般是指通过电源，电缆，布线系统，接地系统引起的串扰。 辐射干扰 在高频情况下，电磁能量比较容易产生辐射。通常，在MHz以上，辐射就较明显，当导线长度超过四分之一波长时，辐射功率将很大。 感应及耦合引起的干扰 3 电磁兼容（EMC）设计的主要内容及方法 电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。 3．1屏蔽 电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。常用的方法有静电屏蔽，磁屏蔽和电磁屏蔽。电子设备结构设计人员在着手电磁兼容性设计时，必须根据产品所提出的抗干扰要求进行有针对性的电磁屏蔽设计。 （1）静电屏蔽 静电屏蔽主要是为了抑制寄生电容的耦合，使电路由于分布电容泄漏出来的电磁能量经屏蔽接地而不致于串入其它电路，从而使干扰得到抑制。 静电屏蔽的基本方法是采用低电阻率材料作屏蔽体，在感应源与受感器之间加一块与机壳接触良好的金属隔板网、罩或盒。可用铜、铝材做屏蔽外壳，要求不高的也可用钢材。机壳必须是导电良好、稳定可靠的导电体。静电屏蔽必须保
证良好的接地，否则屏蔽效果将大大下降。 （2）磁屏蔽 磁屏蔽主要是针对一些低阻抗源。例如变压器、线圈及一些示波器、显示器就可考虑用磁屏蔽。良好的低频屏蔽必须具有合适的电导率和高磁导率。磁屏蔽的基本方法是用高磁导率材料，如铁镍合金、镍铅合金、纯铁、铜作屏蔽材料，做成屏蔽罩。磁屏蔽罩在结构上按加工工艺不同一般可分为两类：一类为用平板坯料深冲成形的，另一类为焊接成形的。 （3）电磁屏蔽 电磁屏蔽就是对高频电磁辐射的屏蔽。 电磁屏蔽的主要方法是用金属材料做成屏蔽壳体。金属材料可以是铁磁性材料，也可以是非铁磁性材料，通过对电磁场的反射和吸收损耗起到屏蔽作用，具体选用哪种材料，则应根据工作频率（f ）来确定。其临界频率为 )(1067.522 0Hz t f ×= 式中，t ——材料厚度（mm ）； 当f ＞f0时，铁磁性材料比非铁磁性材料屏蔽效果好； 当f ＜f0时，非铁磁材料比铁磁性材料屏蔽效果好。 一般来讲，频率大于1MHz 时，其屏蔽效能主要取决于吸收损耗。 就反射损耗而言，非铁磁材料比铁磁材料优越，反射损耗与材料厚度无关。 电磁屏蔽理论指出：电磁干扰在通过屏蔽体时，一部分被反射，未被反射的部分进入屏蔽层而被吸收转化为热能，剩余的部分则穿透屏蔽层，继续向外传播。屏蔽体所具有的这种反射和吸收电磁波能量的能力被定义为屏蔽体的屏蔽效能。假定屏蔽体是均质无缝的，则屏蔽体的屏蔽效能与干扰场的场型有关，其屏蔽效果可按下面的公式计算。 远场屏蔽效果： ))(/log(10168131.0dB f f t SE r r r r σμμσ?+=
www. ——电子产品设计工程师必备手册 EET https://www.doczj.com/doc/86149885.html, 电磁干扰与电磁兼容性
www. EET https://www.doczj.com/doc/86149885.html, 目 录 一、EMC 工程师必须具备的八大技能 二、EMC 常用元件 三、EMI/EMC 设计经典85问 四、EMC 专用名词大全 五、产品内部的EMC 设计技巧 六、电磁干扰的屏蔽方法 七、电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程
www. EET https://www.doczj.com/doc/86149885.html, 一、EMC 工程师必须具备的八大技能 EMC 工程师需要具备那些技能？从企业产品需要进行设计、整改认证的过程看，EMC 工程师 必须具备以下八大技能： 1、EMC 的基本测试项目以及测试过程掌握； 2、产品对应EMC 的标准掌握； 3、产品的EMC 整改定位思路掌握； 4、产品的各种认证流程掌握； 5、产品的硬件硬件知识，对电路（主控、接口）了解； 6、EMC 设计整改元器件（电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等）使用掌握； 7、产品结构屏蔽设计技能掌握； 8、对EMC 设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。
www. EET https://www.doczj.com/doc/86149885.html, 二、EMC 常用元件介绍 共模电感 由于EMC 所面临解决问题大多是共模干扰，因此共模电感也是我们常用的有力元件之一！这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。 共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。 共模电感在制作时应满足以下要求： 1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。 2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。 3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。 4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。 通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。 磁珠 在产品数字电路EMC 设计过程中，我们常常会使用到磁珠，那么磁珠滤波地原理以及如何使用呢？ 铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。 铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性。铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高高频滤波效能。 在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R 很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L 起主要作用，电磁
结构件电磁兼容设计规范 1、概述： 本规范规定了结构件电磁兼容设计（主要是屏蔽和接地）的设计指标、设计 原则和具体设计方法。 本规范适应于结构设计人员进行结构件的电磁兼容设计，目的是规范机电协 调中电磁兼容方面的内容，指导结构设计人员正确地选择方案和进行详细设计。下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出 版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GJB 1046《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》GJB 1210《接地、搭接和屏蔽设计的实施》 GJB/Z 25《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽设计指南》 MIL-HDBK-419 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽》 IEC 61587-3 （草案）《第三部分：IEC 60917-... 和IEC 60297-... 系列机箱、 机柜和插箱屏蔽性能试验》 《结构件分类描述优化方案及图号缩写规则》 术语本规范中的专业术语符合IEC50-161 《电磁兼容性术语》的规定。 2、设计程序要求 对于有EMC要求的项目的开发程序，在遵守部门现有的结构造型设计 流程基础上，提出以下特殊的要求： 所有需要考虑屏蔽的A类项目以及产品定位为海外市场的所有项目，必须通 过EMC方案评审后才能进行详细的设计； 对于C级以上屏蔽等级（具体级别划分见5.1）要求的项目，方案评审时必 须提交详细的EMC设计方案（包括屏蔽体的详细结构和具体处理措 施）； 对于C级以上屏蔽等级的项目，样机评审时必须提交屏蔽效能测试报告； 除通用结构件（例如19"标准机柜）外，如果样机的屏蔽效能测试结果达不 到设计 134 指标的要求，只要整机（产品）的EMC测试中相应指标符合要求，结构件 可以不要求再作优化。 3、屏蔽效能等级 3.1、屏蔽效能等级的划分 一般结构件的屏蔽效能分为以下六个等级，各级屏蔽效能指标规定如 下： E级：30-230 MHz 20 dB；230-1000 MHz 10 dB D级：30-230 MHz 30 dB；230-1000 MHz 20 dB C级：30-230 MHz 40 dB；230-1000 MHz 30 dB B级：30-230 MHz 50 dB；230-1000 MHz 40 dB A级：30-230 MHz 60 dB；230-1000 MHz 50 dB T级：比A级高10dB或者以上，和／或对低频磁场、1GHz以上平面波屏蔽效 能有特殊需求。 屏蔽效能等级由高至低分别为：T级→A级→B级→C级→D级→E级。一 般统称T级和A级为高等级屏蔽效能，B级和C级为中等级屏蔽效能，D级和E