集成电路电磁兼容性问题研究

电磁兼容（EMC）综述报告

20134528005 杨洋 电子与通信工程

一．引言

电子电路在通信、计算机、自动化和其他领域被广泛使用，各种各样的电路必须在互相靠近的情况下工作，很多时候这些电路彼此间会产生不利的影响。对电路设计人员来说，电磁干扰（EMI）已成为一个主要问题，未来，这个问题肯能会变得更为重要。大量的普遍使用电子设备是导致这一趋势的一个原因。此外，集成电路的使用和大规模的集成减小了电子设备的尺寸。电子电路越来越小，越来越复杂，使越来越多的电路挤进较小的空间，增加了干扰的概率。此外，多年来时钟频率急剧增加，许多情况下超过了1000MHz。现在家里使用的个人电脑，时钟速度超过1GHz已经很普遍。

当前，设备设计者需要做的不仅仅是让他们的系统在实验室的理想条件下能运行。除了这些明显的任务，设计的产品必须工作在其他设备附近的“现实世界”中，并要遵守政府的电磁兼容性（EMC）法规。这就意味着设备不应受外部电磁源的影响，而且自身也不是一个污染环境的电磁噪声源。电磁兼容性应该是一个主要的设计目标。

二．正文

1) 基本概念

电子设备受电磁骚扰的影响而出现故障或性能降级，就称为设备对电磁骚扰敏感。如何在设备与电磁环境之间寻求一种协调的关系和共存的条件就是电磁兼容技术，简称EMC（Electromagnetic Compatibility）。

2) 三要素

 电磁骚扰源。任何形式的自然现象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收到伤害，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，这种自然现象或电能装置即称为电磁骚扰源。

 耦合途径。指传输电磁骚扰的通路或媒介。

 敏感设备。当受到电磁骚扰源所发射的电磁能量的作用时，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，以及会受到伤害的人或其他生物。许多器件、设备、分系统或系统可以既是电磁骚扰源又是敏感设备。

电力系统中继电保护的电磁兼容问题分析

摘要 随着社会信息的进步,人们对电网容量的需求增大、输电电压日益增高等问题,电力系统中电磁兼容问题也变得十分突出,并已成为电力系统自动化控制类产品的发展方向。本文通过对电磁兼容主要的干扰方式进行分析,并从设计和抑制干扰等方面提出一些方法和改进措施,以便能对电力系统的整体发展和其安全可靠运行起到一些积极推动作用。

关键词 电力设备;电磁兼容;设计;措施

中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号1674—6708(2010)28—0148—02

1 电力设备中电磁兼窖主要电磁干扰方式

电力设备的电磁兼容的形成,主要是由于各行各业电力设备的增加,周围环境中无线通信设备、电动设备、高频设备的大量使用,设备相互之间形成的电磁干扰不断加剧导致的。

1.1 雷击干扰

当雷电击中电网中的变电站后,大电流将经接地点泄入地网,使接地点电位大大升高,若二次回路接地点靠近雷击大电流的入地点,则二次回路接地点电位将随之升高,会在二次同路中形成共模干扰,引起过电压,严重时会造成二次设备绝缘击穿。

1.2 二次回路自身的干扰

二次回路自身的干扰主要是通过电磁感应而产生的。变电站或发电厂的综合电力设备的数字集成电路装置,很多是采用单片机系统来实现的。由于该系统中的印刷电路板(pcb)上的器件均是由直流电源供电,而直流回路中有许多大电感线圈,在进行开关操作时,线圈两端将出现过电压,它会感应出不利于二次设备正常工作的感应电压和感应电流,对pcb上的器件造成于扰,从而干扰单片机系统的正常工作。

由于电力系统是由大量的一次设备和二次设备组成的,应用于这样一个复杂系统的微机型产品,其电磁干扰来源也是非常复杂的,其主要来源有:高压开关操作;雷电;短路故障;电晕放电;高电压、大电流的电缆和设备向周围辐射电磁波;高频载波、对讲机等辐射干扰源;附近的电台、通信等产生的电磁干扰;静电放电等。

因此,提高产品的电磁兼容性,应在产品的设计阶段就要认真考虑电磁兼容问题。

中国汽车工程学会越野车技术分会２００８年学术年会论文集

军用越野车电磁兼容性应用研究

陈健，杨诚，祝挺

（东风汽车集团股份有限公司技术中心湖北武汉４３００弱）

攮要；作为军用越野车，军队提出明确的电磁兼容要求，本文介绍了军用越野车电磁兼容性适应标准的

演变，目前ＧＪＢ１５ｌ“军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求＇’的技术要求。为满足ＧＪＢ１５１的要求在设

计开始就要从整车线路中的地线设计、整车线路的屏蔽设计、电子产品内部接地设计对军车的电磁兼容进

行设计。通过不同设计方法的综合运用来解决军车的电磁兼容问题。通过在线柬、暖风机、闪光器等部件

的具体设计应用，通过不同设计方法的运用实施共同解决电磁兼容性问题。最后通过试验，对比设计改进

前后的结果，验证了应用效果。总结一些设计经验为后期的军用越野车电磁兼容性设计提供参考。

关键词ｔ军用越野车：电磁兼容；隔离技术：干扰：接地技术：滤波；屏蔽

信息技术在军事领域的广泛应用，使现代战

争的触角伸向电磁战场。未来信息化战争，将是

“陆、海、空、天、电”五维一体的联合作战。

现代高技术局部战争昭示：电子战将贯穿战争全

程。随着武器装备电子信息化程度的提高和现代

一体化联合作战的发展，使战场电磁环境变得更

加复杂。军事领域的电磁干扰问题，会严重影响

武器装备效能和战斗力的发挥。射频能量对人

体、军械、燃油有潜在的危害性，它可使人员、

电子设备、军械系统使用性和安全性降低，以致

不能完成预期的战斗任务。

武器装备的电磁兼容工作，就是要运用合理

的措施使武器装备上的设备、电引爆武器、燃油、

人员等在所处的电磁环境中互不引起电磁危害，

避免系统、设备出现性能降低。

ＥＭｃ可译为“电磁兼容”，而作为一个设备

或系统的电磁兼容能力，可称为“电磁兼容性”。

由定义可以看出，ＥＭＣ包括两个方面的含义，即

设备或系统产生的电磁发射，不致影响其它设备

或系统的功能：而本设备或系统的抗干扰能力，

又足以使本设备或系统的功能不受其它干扰的

影响。这就又引出了另外两个概念电磁干扰

浅显易懂，整体地讲清楚，什么是电磁兼容（EMC）

EMC概述（1）

什么是电磁兼容性（EMC）？

“电磁兼容性（EMC）”主要分为两种，一种是设备本身的电磁噪声对其他设备或人体带来的影响（电磁干扰，EMI：Electromagnetic

Interference, Emission），另一种是设备是否会因来自外部的电磁干扰而发生误动作（电磁敏感性EMS：Electromagnetic

Susceptibility, Immunity），之所称为“电磁兼容性”，是由于为了避免发生故障，这两方面都要兼顾。

以文字的形式写成“定义”是这样的，理解起来有点难是吧。下面我将浅显易懂地、直观地解释一下。我将以大家熟悉的半导体集成电路（LSI、IC）为主角进行解说。

首先是电磁干扰（EMI或电磁发射）。如今，已经开发出并且在售的LSI和IC种类繁多。为了便于说明，大致分类如下：

①老式三端电源（7805和7905等）和低饱和电源（LDO）等直流电源相关产品。这些产品要处理的信号是直流（DC）的。

②差分运算放大器（运算放大器）、电压比较器（比较器）、语音信号处理等相关的产品。要处理的信号是基于正弦波的模拟信号和线性信号。

③微控制器、存储器、逻辑等相关的产品。要处理的信号是数字信号。

④最近常用的开关电源和电荷泵电源等电源相关的产品；LED驱动器、LCD驱动器等显示相关的产品；PWM电机驱动器等驱动相关的产品。这些LSI和IC是涉及到开关技术的产品。

其中①和②不产生电磁干扰（EMI），③和④产生电磁干扰（EMI）。可以简单的理解为模拟LSI和线性LSI不会产生电磁噪声，而数字LSI和开关LSI会产生电磁噪声，这样说可能更直观更易懂。

由于直流电压本身没有基波和谐波分量，正弦波中的高次谐波分量（基波的N倍频分量）很少，因此不易产生电磁噪声。而数字LSI和开关LSI是处理矩形波（脉冲波）的产品，因此会产生比如在1GHz（千兆赫兹）左右的高次谐波分量（主要是奇次谐波）。这就是“电磁干扰 (EMI)”的本来面目。换句话说，数字LSI和开关LSI所进行的电路工作会产生电磁干扰（EMI）。当然，其优点是通过数字工作可实现高速、大规模的运算处理，通过低功耗工作可延长电池驱动时间。这些产品之所以能够在世界范围内被广泛使用，因为它们的优点大于缺点。