电磁兼容技术的发展及典型应用技术

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1、电磁兼容技术的发展及典型应用技术高鹏张英会摘要:本文简单的介绍了电磁兼容技术的发展现状和几种典型的技术应用,并对控制和试验技术中的电磁屏蔽技术、干扰抑制滤波技术及EMI诊断进行了简单的介绍和分析。最后,对几种比较新型的试验室技术做了简单的介绍。关键词:电磁兼容;控制技术;试验技术;干扰抑制滤波电磁兼容是指电气设备在同一电磁环境中共存的一种特性,即要求在同一环境中使用的电气设备正常工作而不能相互干扰,达到兼容的目的,更通俗的说,要求工作中的电气设备对环境的电磁干扰值和抗干扰能力必须满足法律法规的要求,否则该电气设备则会对其他正常工作的电气设备造成干扰

2、或者不能再正常允许的电磁环境中正常工作。它是与电磁环境密切相关的一门综合性极强的边缘科学。主要以电气、电子科学理论为基础,研究并解决各类电磁污染问题,可以说电磁兼容技术是一个正在不断发展的新型综合性学科,也是一门工程性极强的应用技术。1.发展现状60年代以来,现代电子科学技术向高频、高速、高灵敏度、高安装密度、高集成度、高可靠性方面发展,其应用范围越来越广,渗透到了社会的每个角落,因而发达国家在EMC研究方面投入了大量的人力和物力。电磁兼容的研究在我国起步较晚,发达的西方国家早在20世纪80年代就已经发布了对电气设备的电磁兼容指标进行强制性认证的法

3、令,任何电气设备必须满足相关的法律法规的要求方可投放市场,须取得认证合格证后才允许在市场上销售。早几年前,我国的电气产品没有对电磁兼容指标作出具体的要求,相关的法律法规尚在制定中,国内的产品开发人员还没有把电磁兼容这一理念认识理解,许多产品在设计、开发阶段根本没有考虑到电磁兼容这一问题,加之不了解国外的电磁兼容相关标准,使得研发的产品不能通过国外强制性的电磁兼容测试,致使产品不能投放国外市场。设计开发的产品需要送到境外去做电磁兼容测试,不断地修改不断地测试,走了很多弯路,浪费了大量的人力物力,更浪费了宝贵的时间,甚至错失了许多商机。随着我国加入WT

4、O,电磁兼容在我国得到了越来越高度的重视,我国政府制定了较为完善的标准和相应的实施细则,从多种渠道推动国内电磁兼容检测和研究工作,开展了各种各样的围绕着电磁兼容设计、开发、测试等方面的培训活动,使产品的开发人员认识和领会了电磁兼容这一理论,在一定程度上推动了这一技术的实施。2.技术应用2.1电磁兼容控制技术电磁兼容性控制是一项系统工程,应该在设备和系统设计、研制、生产、使用与维护的各阶段都充分的予以考虑和实施才可能有效。科学而先进的电磁兼容工程管理是有效控制技术的重要组成部分。屏蔽、滤波、合理接地、合理布局等抑制干扰的措施都是很有效的,在工程实践中

5、被广泛采用。但是随着电子系统的集成化、综合化,以上措施的应用往往会与成本、质量、功能要求产生矛盾,必须权衡利弊研究出最合理的措施来满足电磁兼容性要求。又如新的导电和屏蔽材料以及工艺方法的出现,使电磁兼容性控制技术又有了新的措施,可见电磁兼容控制技术始终是电磁兼容科学中最活跃的研究课题。电磁兼容控制策略与控制技术方案可分为如下几类:(1)传输通道抑制:具体方法有滤波、屏蔽、搭接、接地、布线。(2)空间分离:地点位置控制、自然地形隔离、方位角控制、电场矢量方向控制。(3)时间分隔:时间共用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔。(4)频率管理:

6、频率管制、滤波、频率调制、数字传输、光电转换。(5)电气隔离:变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换。2.1.1电磁屏蔽技术屏蔽一般分为两种类型:一类是静电屏蔽,主要用于防治静电场和恒定磁场的影响,另一类是电磁屏蔽,主要用于防止交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。静电屏蔽应具有两个基本要点,即完善的屏蔽体和良好的接地。电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法。电磁屏蔽不但要求有良好的接地,而且要求屏蔽体具有良好的导电连续性,对屏蔽体的导电性要求要比静电屏蔽高得多。因而为了满足电磁兼容性要求,常

7、常用高导电性的材料作为屏蔽材料,如铜板、铜箔、铝板、铝箔、钢板或金属镀层、导电涂层。在实际的屏蔽中,电磁屏蔽效能更大程度上依赖于机箱的结构,即导电的连续性。机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。2.1.2干扰抑制滤波技术滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰,为实现这两大功能而设计的网络都称为滤波器。通常按功用可把滤波器分为信号选择滤波器和电磁干扰(EMI)滤波器两大类。信号选择滤波器是以有效去除不需要的信号分量,同时是对被选择信号的幅度相位影响最小的滤波器。电磁干扰滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目

8、标的滤波器。电磁干扰滤波器常常又分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离E