电磁兼容技术的研究及应用前景

武汉理工大学《电磁兼容性技术》论文

电源电子设备的电磁兼容

摘要：本文全面地论述了电子设备的电磁兼容性问题。比较详细地分析了干扰源、干扰的传递途径，并介绍了有效抑制和防止干扰的各种措施及其原理。

关键词：电子设备 电磁兼容性 干扰源 有效抑制

１引言

随着电子技术的迅速发展，现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前，电子设备已处于飞速发展的时期，并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展，必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说，电子设备不可避免地在电磁环境（EME）中工作。因此，必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性（EMC）是一门关于抗电磁干扰（EMI）影响的科学。目前，就世界范围来说，电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时，不引起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辐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。

２电磁干扰源的分类

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素，因此，它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2.1 内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种。

（1）工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰；(与工作频率有关)

（2）信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；

（3）设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰；

（4）大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。 武汉理工大学《电磁兼容性技术》论文

2.2 外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰，包括以下几种。

电磁兼容性设计的基本方法

接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：

（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。

（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。

（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。

因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

屏蔽

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

展望我国电磁兼容试验技术

摘要：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。现在电磁兼容科技工作者又进一步探讨电磁环境对人类及生物的影响，学科范围已不仅限于设备与设备间的问题，而进一步涉及到人类本身，因此某些国内外学者也把电磁兼容学科称作环境电磁学。由于试验技术是电磁兼容学科中的一项重要支撑技术，本文将就此内容作些扼要介绍。

关键词：电磁兼容试验 技术 现状 发展需求

一 电磁兼容试验技术现状及发展需求

我国运用电磁兼容试验技术，多起始于60年代前后，当时试验室条件简陋，测量设备多半是国内自行研制的简易测量设备，测量手段也比较落后。1966年船舶工业先行一步，制订了自己的行业测量标准JB-854-66《船用电气设备工业无线电干扰端子电压测量方法及允许值》。改革开放后，国际交往增多，国际先进的电子测量设备大量涌进中国市场。国内一些重要科研单位、大型生产厂家及某些高校先后兴建电磁兼容试验室，引进了成套的测量设备。 众所周知，电磁兼容领域与其它专业相比，要更多地依赖于测量，而且电磁兼容测量对试验条件的要求又很严格。因此，随着国际电磁兼容标准的应用与转化，我国高标准的试验室陆续建成，专业技术队伍不断扩充壮大，这为电磁兼容试验技术的发展带来了机遇和条件保证。欧共体颁布89/336EEC文件以后，电磁兼容标准的法律效力已被社会认可。我国政府部门对此作出反映，出台一系列举措，如：国家出入境检验检疫局和对外贸易经济合作部联合下发《关于六种进口产品实施电磁兼容强制检测的通知》，规定从1999年1月1日起对个人计算机、显示器、打印机、开关电源、电视机、音响设备实施强制性检测，从2000年1月1日起必须获得国家出入境检验检疫局签发的进口商品安全质量认可证书，并加贴安全认证标志后方能进口销售。这些举措显然都要依赖于测试验证，在客观上推动了电磁兼容试验技术的发展。特别是2001年12月11日起我国已成为WTO的正式成员，电气、电子产品的国际贸易将会更加频繁，大至大型电机，小至电动玩具，都要进行电磁兼容测试，电磁兼容试验的市场需求已不言而喻。

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电磁兼容

建效

航天科技集团公司第九研究院771研究所

摘 要

随着现代科技的发展电子、电气设备所处的电子环境日益复杂，电磁干扰日益严重。为了解决电磁干扰问题保证电子、电气设备正常运行，掌握和应用电磁兼容技术显得尤为重要。通过研究电磁干扰三要素，来实现电子、电气设备的兼容运行。针对 电磁干扰的两类偶和机制：传导和辐射，分析耦合原理和相应的对策措施。

关键词：电磁兼容 电磁干扰 耦合 传导 辐射

1 电磁干扰的危害

现代科技的发展使各种电子、电气设备广泛应用于人们的日常生活、国民经济的各个部门及国防建设中。电子、电气设备不仅数量及种类不断增加，而且向小型化、数字化、高速化及网络化的方向快速发展。电子、电气设备正常工作时，往往会产生一些有用或无用的电磁能量，可能影响其他设备、系统或生物体所处的环境，导致电磁环境日趋复杂，造成电磁污染，严重的电磁污染或电磁干扰甚至会导致事故的发生。

例如：1969年搭载有阿波罗十二号登月飞船的土星V运载火箭在发射升空后一分钟内遭遇两次雷电击，事后分析表明是由于火箭及其发动机尾焰所形成的导体在云层至地面之间、云层至云层之间诱发雷电所致。

1962年美国民兵I导弹发射试验中制导计算机受到脉冲干扰失灵导致发射失败，经分析，故障是由于导弹飞行到一定高度时，在相互绝缘的弹头和弹体之间发生静电放电，放电产生的干扰脉冲破坏了计算机的正常工作造成的。

1982年英阿马岛海战中，谢菲尔德号导弹驱逐舰由于其雷达2

警戒系统和卫星通信系统的电磁兼容性差，不能同时工作，当它与英国本土进行通信时，未能及时发现来袭导弹惨遭击沉的厄运。

2 电磁干扰与电磁兼容

纵观这些历史教训原因都是电磁干扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降甚至失灵。那么，究竟什么是电磁干扰呢？

我国国家军用标准中指出，电磁干扰（EMI）是指任何能中断、阻碍、降低或限制通信电子设备有效性能的电磁能量。这种解释强调电磁干扰是一种具有危害性的电磁能量，也隐含了它所导致的后果。