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EMC电磁兼容电路设计
作者：刘忠武 杨萌
来源：《科学与财富》2018年第21期
摘 要：电磁干扰的主要方式是传导干扰、辐射干扰、共阻抗耦合和感应耦合。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，辐射干扰采用屏蔽和接地等措施，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。本文从滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线技巧四个角度，介绍EMC的设计技巧。
一、EMC滤波设计技巧
EMC设计中的滤波器通常指由L，C构成的低通滤波器[1]。滤波器结构的选择是由"最大不匹配原则"决定的。即在任何滤波器中，电容两端存在高阻抗，电感两端存在低阻抗。图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系，每种情形给出了2种结构及相应的衰减斜率（n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数）。
其中：l和r分别为引线的长度和半径。寄生电感会与电容产生串联谐振，即自谐振，在自谐振频率fo处，去耦电容呈现的阻抗最小，去耦效果最好。但对频率f高于f/o的噪声成份，去耦电容呈电感性，阻抗随频率的升高而变大，使去耦或旁路作用大大下降。实践中，应根据噪声的最高频率fmax来选择去耦电容的自谐振频率f0，最佳取值为fo=fmax。
去耦电容容量的选择 在数字系统中，去耦电容的容量通常按下式估算：
二、EMC接地设计
接地是最有效的抑制骚扰源的方法[2]，可解决50%的EMC问题。系统基准地与大地相连，可抑制电磁骚扰。外壳金属件直接接大地，还可以提供静电电荷的泄漏通路，防止静电积累。在地线设计中应注意以下几点：
（1）正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用单点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。
应用研究 电梯电磁兼容（ＥＭＣ）测试与设计
王粉玲 （蒂森克虏伯电梯（上海）有限公司上海２０１６０２） 摘要：随着电梯电气控制系统的复杂化，小型化，特别是变频调速和微机控制的大量使用，电梯的电磁兼容性日益受到人们的重视。本文将从电 磁兼容测试出发，结合电磁兼容理论分析，探讨电梯电磁兼容设计的基本方法和原则，为电梯的电磁兼容测试和设计提供一些参考。 关键词：电梯电磁兼容ＥＭｃ测试ＥＭＣ＇ｆ￣．计频谱分析接地 中图分类号：ＴＭ９３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２０１４）０４—００７１．０３ １前言 电磁兼容性（ＥＭＣ，￣ｐＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）是指设 备或系统在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骚扰的能力。电磁兼容性实际上要求设备或系 统满足三个方面的要求： （１）不对其他系统产生干扰。 （２）对其他系统的发射不敏感。 （３）不对自身产生干扰。 电梯控制柜和门系统中存在大量电气电子设备，特别是其中的 变频器、开关电源等产生大量的谐波和电磁辐射，极易干扰电梯主 控板、光幕等敏感电气部件。电磁干扰一方面污染电网和空间环境， 另一方面也经常导致电梯误动作，运行故障，甚至造成安全事故。因 此，电梯电磁兼容性已经日益受到业内人士及政府部门的重视，相 关标准也陆续发布。本文将从电磁兼容测试出发，结合理论分析，探 讨电梯电磁兼容设计的基本方法和原则，为电梯的电磁兼容测试和 设计提供一些参考。 ２电梯电磁兼容相关标准、规范 随着电力电子技术在电梯动力装置的广泛应用，例如可控硅直 流拖动系统、交流调压拖动系统、交流变频拖动系统等，其在完成电 能形式变换和功率传送的同时，不可避免的会产生非正弦波，通过 电源线或以电磁辐射进行传导，造成电网电压波形畸变，还会对附 近的电气设备产生干扰。另一方面，现代电梯普遍应用了计算机控 制和微电子技术，相对于传统的继电器控制系统更容易受到干扰。 因此，限制电气设备通过电源或电磁辐射的干扰（ＥＭＩ）以及提高自 身抵御外界电磁干扰（ＥＭＳ）的能力成为电梯产品的一项新要求。 电梯安装国家标准ＧＢ７５８８－２００３在１３．１．１．３中首次提出“电磁 兼容性宜符合ＥＮ１２０１５和ＥＮｌ２０１６的要求。”虽然只是推荐性要求， 但这一方面说明电梯相关部门已经开始重视电梯的电磁兼容性，另 一方面也能看出国标的一个发展趋势。 ＥＮ１２０１５和ＥＮｌ２０１６是欧洲的两个关于电梯电磁兼容性标准， 全称是：（（ＥＮＩ２０１５电磁兼容性用于电梯、自动扶梯和自动人行道 的产品系列标准辐射》， ＥＮ１２０１６电磁兼容性用于电梯、自动扶 梯和自动人行道的产品系列标准抗干扰性》。其中详细规定了电梯 ＥＭＣ的测试项目、测试方法和测试结果的评价等。ＣＥ认证的ＬＩＦＴ 指令也要求电梯除满足ＥＭＣ指令外还需满足ＥＮ１２０１５和ＥＮ１２０１６ 的相关要求。 此外，（（ＴＳＧ Ｔ７００Ｘ－２０１２附件３５电磁兼容性型式试验细则 中详细规定了电梯、自动扶梯和自动人行道电磁兼容性（ＥＭｃ）型式 试验的测试场地与环境，样品要求，型号覆盖说明，测试项目，测试 方法，评价标准等。而《ＧＢ—Ｔ ２４８０８—２００９电磁兼容电梯、自动扶梯 和自动人行道的产品系列标准抗扰度》和 ＧＢ—Ｔ ２４８０７－２００９电磁兼 容电梯、自动扶梯和人行道的产品系列标准发射》中，也都推荐性的 规定了电梯电磁兼容测试的基本内容，再此不在赘述。 ３电梯电磁兼容性的测试 ３．１电磁兼容测试简介 电磁兼容涉及电磁能量的产生、传输和接收。这三个方面构成 了ＥＭＣ的基本框架。源产生发射，传输或耦合路径将发射的能量传 递到接收器，发射的能量在接收器中被处理，产生所期望的或意外 的动作，当在接收器中产生的是意外的动作时，我们就说发生了干 扰。 电磁兼容的理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、电路基 础、信号分析等学科与技术，其应用范围又几乎涉及到所有用电领 域。由于其理论基础宽、工程实践综合性强、物理现象复杂，所以在 观察与判断物理现象或解决实际问题时，实验与测量具有重要的意 义。对于最后的成功验证，也许没有任何其他领域像电磁兼容那样 强烈的依赖于测量。因此，只有了解电梯电磁兼容测试方法，才能更 好的进行电梯电磁兼容设计。 ＥＭＣ设计与ＥＭＣ测试是相辅相成的。ＥＭＣ设计的好坏是要通 过ＥＭＣ￣Ｕ试来衡量。只有在产品的ＥＭＣ设计和研制的全过程中，进 行ＥＭＣ的相容性预测和评估，才能及早发现可能存在的电磁干扰， 进而采取必要的抑制和防护措施，从而确保系统的电磁兼容性。否 则，产品定型或系统建成后再发现不兼容的问题，则需在人力、物力 上花更大的代价去修改设计或采用补救的措施。然而，就算如此也 往往难以彻底的解决问题，而给系统的使用带来许多麻烦。 ＥＭＣ￣］试对测试仪器和实验场地的要求极高，测量仪器以频 域为基础，试验场地是进行ＥＭＣ测试的先决条件，也是衡量ＥＭＣ工 作水平的重要因素。ＥＭＣ检测受场地的影响很大，尤其以电磁辐射 发射、辐射接收与辐射敏感度的测试对场地的要求最为严格，通常 要求在暗室、屏蔽室等中进行。 ３．２电梯电磁兼容测试的特点 （１）电梯负载大。电梯作为垂直交通工具，其工作负载极大，可 达数十千瓦，考虑到型号覆盖时必须选型号系列中最大功率的型号 进行测试。因此，对实验设备的要求极高。一般高层电梯功率可达３０ 千瓦以上，高速，超高速电梯的功率更大。很难在测试中模拟如此大 的负载，因此实际测试中一般都是空载运行。 （２）电梯体积大，相关零部件多。电梯整梯包括曳引系统，门系 统，控制系统等８大系统，体积大，零部件多，很难将整梯整体安装在 暗室中进行测试。 （３）电气部件分布较分散。电梯电气部件分散在机房、井道、轿 厢等个系统中。这也给测试中的部件布置，布线造成困难。幸运的 黪 术一甩 敦广
技术・创新／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
基于ＬａｂＶＩＥＷ软件测试平台的平板电视电磁兼容（ＥＭＣ）自动
测试系统设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ（ＥＭＣ）ｆｏｒ
Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ ＴＶ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｐｌａｔｆｏｒｍ
奚玉成 王婷婷 王忠阁
（上海市质量监督检验技术研究院电子电器家用电器质量检验所 上海 ２０１１１４）
摘要：本文简要介绍了虚拟仪器软件ＬａｂＶｌＥＷ以及它在仪器设备自动控制上的方便性和快捷性。详细讨论Ｊ， 如何建立一种基于ＬａｂＶＩＥＷ平台和ＧＰＩＢ总线技术的实用自动测试系统，该系统可以完成平板电视电磁兼容 方 项目的自动测试，并且提高了测试的效率和准确性，能够满足当前测试任务的需要。 关键词：ＬａｂＶＩＥＷ；自动测试系统；ＧＰＩＢ总线；ＥＭＣ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ＬａｂＶＩＥＷ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｑｕｉｃｋｎｅｓｓ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ ａｎｄ ＧＰＩＢ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｅｓｔ ｉｔｅｍｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ（ＥＭＣ）ｆｏｒ ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ＴＶ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｅｓｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ，ａｎｄ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｓｔ ｔａｓｋｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶＩＥＷ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ；ＧＰＩＢ；ＥＭＣ
结构件电磁兼容设计规范
目 次
117.3.2 示例.............................................................117.3.1 编码描述规定.....................................................107.3 屏蔽材料的编码描述................................................107.2.3 示例.............................................................107.2.2 标注说明.........................................................107.2.1 绘图和标注规定...................................................107.2 屏蔽材料的绘图和标注...............................................97.1 屏蔽材料命名规则....................................................97. 屏蔽材料.............................................................86.5.2 滤波器的安装......................................................86.5.1 线缆的屏蔽措施....................................................86.5 线缆的屏蔽..........................................................76.4.3 其他孔洞的屏蔽....................................................66.4.2 通风孔的屏蔽......................................................66.4.1 孔洞屏蔽效能影响因素..............................................66.4 孔洞的屏蔽..........................................................56.3 缝隙的屏蔽..........................................................46.2 屏蔽方案的选择......................................................46.1 屏蔽设计的基本原则..................................................46. 结构件屏蔽设计指引...................................................35.4 成本控制............................................................35.3 屏蔽效能等级的确定..................................................25.2 屏蔽效能测试标准....................................................25.1 屏蔽效能等级的划分..................................................25. 结构件屏蔽效能等级...................................................24. 结构件电磁兼容设计程序要求...........................................13. 术语.................................................................12. 引用标准.............................................................11. 范围.................................................................
