順利通過電磁兼容測試

如何順利通過電磁兼容測試

電磁兼容對策

工業(yè)和信息化部電子五所（中國賽寶實驗室）賽寶質(zhì)量安全檢測中心：朱文立TELAX-Mail:zwl@本次課程內(nèi)容介紹及時間安排電磁騷擾發(fā)射測試常見問題對策及整改措施諧波電流測試常見問題對策及整改措施瞬態(tài)脈沖抗擾度測試常見問題對策及整改措施工頻（低頻）場電磁干擾、抗擾及防護概述射頻連續(xù)波抗擾測試常見問題對策及整改措施電磁兼容對策1．概述1.1什么時候需要電磁兼容整改及對策對一個電子、電氣產(chǎn)品來說，在設計階段就應該考慮其電磁兼容性，這樣可以將產(chǎn)品在生產(chǎn)階段出現(xiàn)電磁兼容問題的可能性減少到一個較低的程度。但是否滿足要求，最終要通過電磁兼容測試檢驗其電磁兼容標準的符合性。由于電磁兼容的復雜性，即使對一個電磁兼容設計問題考慮得比較周全得產(chǎn)品，在設計制造過程中，難免出現(xiàn)一些電磁干擾的因素，造成最終電磁兼容測試不合格。在電磁兼容測試中，這種情況還是比較常見的。電磁兼容對策

對產(chǎn)品定型前的電磁兼容測試不合格的問題，我們完全可以遵循正常的電磁兼容設計思路，按照電磁兼容設計規(guī)范法和系統(tǒng)法，針對產(chǎn)品存在的電磁兼容問題重新進行設計。從源頭上解決存在的電磁兼容隱患。屬電磁兼容設計范疇。目前國內(nèi)電子、電氣產(chǎn)品比較普遍存在的情況是：產(chǎn)品在進行電磁兼容型式試驗時，產(chǎn)品設計已經(jīng)定型，產(chǎn)品外殼已經(jīng)開模，PCB板已經(jīng)設計生產(chǎn)，部件板卡已經(jīng)加工，甚至產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)出來等著出貨放行。對此類產(chǎn)品存在的電磁兼容問題，只能采取“出現(xiàn)什么問題，解決什么問題”的問題解決法，以對產(chǎn)品的最小改動使其達到電磁兼容要求。這就屬于電磁兼容整改對策的范疇，這是我們這次課程需要探討的問題。電磁兼容對策1.2常見的電磁兼容整改措施對常見的電磁兼容問題，我們通過綜合采用以下幾個方面的整改措施，一般可以解決大部分的問題：屏蔽問題：可以在屏蔽體的裝配面處涂導電膠，或者在裝配面處加導電襯墊，甚至采用導電金屬膠帶進行補救。導電襯墊可以是編織的金屬絲線、硬度較低易于塑型的軟金屬(銅、鉛等)、包裝金屬層的橡膠、導電橡膠或者是梳狀簧片接觸指狀物等。布局布線問題：在不影響性能的前提下，適當調(diào)整設備電纜走向和排列，做到不同類型的電纜相互隔離。電纜問題：改變普通的小信號或高頻信號電纜為帶屏蔽的電纜，改變普通的大電流信號或數(shù)據(jù)傳輸信號電纜為對稱絞線電纜。電磁兼容對策接地問題：加強接地的機械性能，降低接地電阻。同時對于設備整體要有單獨的低阻抗接地。接口問題：在設備電源輸入線上加裝或串聯(lián)電源濾波器。關鍵部位的處理：在可能的情況下，對重要器件進行屏蔽、隔離處理，如加裝接地良好的金屬隔離板或小的屏蔽罩等。電路和電源問題：在各器件電源輸入端并聯(lián)小電容，以旁路電源帶來的高頻干擾。電磁兼容對策下面，我們分別就電子、電器產(chǎn)品在傳導發(fā)射、輻射發(fā)射、諧波電流、靜電放電、電快速脈沖、浪涌、傳導抗擾度、輻射抗擾度、磁場干擾和抗擾度等電磁兼容測試項目試驗過程中較常出現(xiàn)的問題及解決方案和補救措施與大家共同探討。我們根據(jù)各項目的特點，將這些內(nèi)容分為四大類分別進行討論：討論內(nèi)容電磁騷擾發(fā)射諧波電流瞬態(tài)脈沖抗擾度連續(xù)波抗擾度靜電放電電快速脈沖浪涌沖擊傳導發(fā)射輻射發(fā)射連續(xù)發(fā)射斷續(xù)發(fā)射騷擾場強騷擾功率傳導抗擾度輻射抗擾度電磁兼容對策2．電磁騷擾發(fā)射測試常見問題對策及整改措施發(fā)射測試常見問題對策及整改產(chǎn)品內(nèi)主要電磁騷擾源分析騷擾源定位產(chǎn)品連續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策產(chǎn)品斷續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策產(chǎn)品輻射騷擾超標問題及對策騷擾功率干擾的產(chǎn)生和對策電磁兼容對策2.1電子、電氣產(chǎn)品內(nèi)的主要電磁騷擾源設備開關電源的開關回路：騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。設備直流電源的整流回路：工頻線性電源工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百kHz；開關電源高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)十MHz。電動設備直流電機的電刷噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。電動設備交流電機的運行噪聲：高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射：開關調(diào)速回路騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz。電磁兼容對策設備運行狀態(tài)切換的開關噪聲：由機械或電子開關動作產(chǎn)生的噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。智能控制設備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾：騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz，高次諧波可延伸到數(shù)百MHz。微波設備的微波泄漏：騷擾源主頻數(shù)GHz。電磁感應加熱設備的電磁騷擾發(fā)射：騷擾源主頻幾十kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。電視電聲接收設備的高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波：騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百MHz，高次諧波可延伸到數(shù)GHz。信息技術(shù)設備及各類自動控制設備的數(shù)字處理電路：騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百MHz（經(jīng)過內(nèi)部鎖相倍頻主頻可達數(shù)GHz），高次諧波可延伸到數(shù)GHz或十幾GHz。電磁兼容對策電磁干擾的主要傳播途徑電磁兼容對策2.2騷擾源定位2.2.1根據(jù)測量曲線定位：依據(jù)：超標騷擾頻率范圍、超標騷擾頻域分布、窄帶還是寬帶騷擾等來判斷電磁兼容對策2.2.2根據(jù)被測設備工作方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)定位：機箱屏蔽是否滿足對應產(chǎn)品的需求?內(nèi)部電路接地和搭接方式是否合理?內(nèi)部濾波器（濾波電路）安裝是否合理?內(nèi)部電纜走線是否合理?內(nèi)部結(jié)構(gòu)中電路板布局是否合理?有沒有使用標準不建議使用的半波整流和對稱/非對稱電源調(diào)整電路?根據(jù)被測設備工作方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)定位電磁兼容對策2.2.3根據(jù)被測設備組成和功能定位：根據(jù)被測設備組成和功能定位設備內(nèi)部有否二次電源，其工作方式？設備內(nèi)是否有驅(qū)動電機，電機類型？設備內(nèi)是否有變頻調(diào)速電路？設備內(nèi)是否有數(shù)碼控制或智能控制電路？是否使用晶振？設備內(nèi)是否存在程控的繼電器或開關電路？設備正常工作是否利用電磁波或微波？設備內(nèi)是否存在工作中的無線收發(fā)電路？電磁兼容對策2.2.4根據(jù)功能模塊工作情況進行故障定位：若設備的各個模塊可以暫停和恢復工作，可以通過逐個暫停這些模塊的工作來判斷騷擾來源。若模塊不可以獨立暫停和恢復工作，可以通過與該設備其它功能模塊一起組合進行暫停和恢復工作，從而判斷騷擾的大概來源。若模塊不可以獨立暫停和恢復工作，也可以通過用待判斷模塊與其它合格設備的相關功能模塊組合并測量的方式，從而判斷騷擾的大概來源。對懷疑騷擾超標的模塊，可以用與合格模塊置換的方式來進行騷擾判定。電磁兼容對策2.3電子、電氣產(chǎn)品連續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策電子、電氣產(chǎn)品連續(xù)傳導騷擾一般測量頻率范圍為150kHz-30MHz或9kHz-30MHz。測量分別在電源端子及負載端子和附加端子上進行。電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策當我們通過騷擾定位方式找到超標點的騷擾來源后，即可采用相對應的騷擾抑制措施。數(shù)字電路電磁騷擾智能控制設備的晶振電磁感應加熱設備的電磁騷擾直流電機的電刷噪聲交流電機的運行噪聲電源整流回路的整流噪聲開關電源的開關頻率及諧波騷擾連續(xù)傳導騷擾的主要來源電磁兼容對策2.3.1射頻傳導發(fā)射試驗失敗的原因?qū)е律漕l傳導發(fā)射超標的原因如圖所示。電磁兼容對策（1）開關電源或DC/DC變換器工作在脈沖狀態(tài)，它們本身會產(chǎn)生很強的干擾，這種干擾既有共模分量，也有差模分量。對于一般開關電源和變換器，在1MHz以下以差模干擾為主，在1MHz以上以共模干擾為主。（2）數(shù)字電路的工作電流是瞬變的，雖然在每個電路芯片的旁邊和線路板上都安裝了解耦電容，但還是會有一部分瞬變電流反映在電源中，沿著電源線傳導發(fā)射。（3）機箱內(nèi)的線路板、電纜都是輻射源，這些輻射能量會感應進電源線和電源電路本身，形成傳導發(fā)射。需要注意的是，當機箱內(nèi)各種頻率的信號耦合進電源電路時，由于電源內(nèi)有許多二極管、三極管電路，會使這些不同頻率的信號相互發(fā)生混頻、調(diào)制，甚至對干擾進行放大，從而導致嚴重的干擾。電磁兼容對策2.3.2通過射頻傳導發(fā)射試驗的措施在電源線入口處安裝電源線濾波器是保證通過射頻傳導發(fā)射試驗的唯一方法。如果僅做150kHz~30MHz范圍內(nèi)的傳導發(fā)射試驗，一般的電源線濾波器就可以滿足要求，大部分電源線濾波器在100kHz以上都已有較大的插入損耗。由于30MHz以上的高頻性能不良會導致輻射發(fā)射的問題，所以應加以注意。如果需要做30~300MHz頻率范圍內(nèi)的騷擾功率發(fā)射試驗或30~1GHz頻率范圍內(nèi)的輻射騷擾，選擇濾波器時必須注意濾波器的高頻特性。電磁兼容對策對電源線的處理（1）檢查電源線附近有無信號電纜存在，有無可能是因為信號電纜與電源線之間的耦合使電源線的傳導騷擾發(fā)射超標（這種情況多見于超標頻率的頻段較高的情況下）。如有，或拉大兩者間的距離，或采取屏蔽措施。（2）加裝電源線濾波器（如果已經(jīng)有濾波器。則換用高性能的濾波器），要特別注意安裝位置（盡可能放在機箱中電源線入口端）和安裝情況，要保證濾波器外殼與機箱搭接良好、接地良好。（3）雖經(jīng)采取措施，設備傳導騷擾發(fā)射仍未達標。此時可考慮在設備內(nèi)部線路連接接地端子的地方串入一個電感。由于這部分連接屬單點接地，平時無電流流過，因此這個電感可以做得較大，而無需擔心有鐵芯的飽和問題。采取這一措施的理由是設備傳導騷擾發(fā)射測試實際上是對地電壓測試（電源線對大地的騷擾電壓測試），電源線上有工作電流流過，故濾波器的濾波電感值受制于工作電流，不能做得很大，濾波器的插入損耗也就有限，特別是低頻端損耗更加有限。新方案里的附加電感正好可以彌補這一缺憾，從而取得更好的傳導騷擾抑制能力。電磁兼容對策對信號線的處理（1）注意信號線周圍有無其他輻射能量（附近的布線及印刷板的布局）被引到信號線上。如有，或拉大兩者的距離，或采取屏蔽措施，或考慮改變設備內(nèi)部布局和印刷板的布局。（2）在信號線上套鐵氧體磁環(huán)（或鐵氧體磁夾）。（3）對信號線進行共模濾波，必要時采用濾波連接器（或濾波陣列板）。注意濾波器的參數(shù)，傳導騷擾發(fā)射超標的頻率比輻射騷擾發(fā)射超標的頻率應低些，因此取用的元件參數(shù)應當偏大一些。電磁兼容對策對電源端連續(xù)傳導騷擾可以通過以下的電路加以抑制：圖1：交流電源濾波網(wǎng)絡2.3.3典型實例電磁兼容對策對于負載端子和附加端子的傳導騷擾可以通過以下的電路加以抑制：圖2：直流輸出濾波網(wǎng)絡電磁兼容對策無論是對電源端子、負載端子和附加端子采取抑制措施，若使用獨立的濾波器時，需注意其安裝方式。d)正確安裝c)錯誤安裝b)錯誤安裝a)錯誤安裝濾波器的安裝方法電磁兼容對策常見的傳導抑制濾波器電磁兼容對策電磁兼容對策2.4電子、電氣產(chǎn)品斷續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策例如：家電類產(chǎn)品斷續(xù)傳導騷擾標稱測量頻率范圍148.5kHz-30MHz（實際為150kHz-30MHz）。測量在電源端子上進行，喀嚦聲測量的頻率點為：150kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz斷續(xù)傳導騷擾的主要來源：恒溫控制器具，程序自動的機器和其他電氣控制或操作的器具的開關操作會產(chǎn)生斷續(xù)騷擾。此類操作一般通過繼電器和程控電子/機械開關等實現(xiàn)。此類騷擾一般由繼電器、開關的觸點抖動及非純阻負載通斷所產(chǎn)生的電涌沖擊形成。電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策2.4.1斷續(xù)傳導騷擾測試存在問題的相應對策從以上分析，我們知道若設備存在斷續(xù)騷擾測試不合格，一般是由設備的程控開關操作產(chǎn)生的。我們可以從以下幾個方面來考慮處理對策：一是從內(nèi)部電路和結(jié)構(gòu)上考慮，減少其斷續(xù)騷擾，使其滿足測量要求。二是從電源電路和電源結(jié)構(gòu)入手，在電源中采取適當?shù)拇胧瑢?nèi)部電路產(chǎn)生的斷續(xù)騷擾加以抑制，使其滿足測量標準的要求。電磁兼容對策2.4.2對內(nèi)部電路的斷續(xù)騷擾抑制措施：a）在開關觸點或開關模塊兩端并聯(lián)高頻電容或RC、DRC吸波網(wǎng)絡，吸收開關抖動脈沖及非阻性負載的浪涌脈沖。同時應留意這些元器件的耐壓和功率承受能力應滿足設備正常工作的要求。b）對被供電設備內(nèi)通過程控開關控制的非阻性部件的供電回路上增加限流電路或軟啟動裝置，抑制其啟動浪涌沖擊。c）對被供電設備內(nèi)通過開關量控制的感性部件應增加反向浪涌吸收元件，以吸收部件斷電時產(chǎn)生的反向感應高壓浪涌沖擊。d）在被供電設備的電源輸入端增加高頻吸收回路，抑制其高頻騷擾向電源反向注入。電磁兼容對策2.4.3電源本身的斷續(xù)騷擾抑制措施：首先，前面介紹的針對電源連續(xù)騷擾電壓抑制措施若實施得當能很好地解決這個問題，這些措施能在電源的輸入和輸出端形成很好的隔離。若實際測量時還是發(fā)現(xiàn)被供電設備的斷續(xù)騷擾反向流入供電網(wǎng)絡，可能對策有：a）被供電設備的斷續(xù)騷擾巨大，電源濾波網(wǎng)絡無法將其完全抑制，此時應根據(jù)超標的頻率范圍加強相應頻段濾波網(wǎng)絡的濾波能力；b）電源的輸入端和輸出端靠得太近，被供電設備的斷續(xù)騷擾通過空間耦合到供電端，形成騷擾，此時應通過改變布局和布線結(jié)構(gòu)，以減輕這種耦合；電磁兼容對策c）若被測設備是有外接地線的安規(guī)I類設備，可能因為系統(tǒng)接地方式不合理，被供電設備斷續(xù)騷擾通過接地不良的地線耦合到電源輸入端，造成測量超標，此時應通過調(diào)整和改變系統(tǒng)的接地方式來減少這種騷擾的發(fā)生。d）若確定斷續(xù)騷擾超標是通過接地線引起的，在電源地與負載地之間連接時增加高頻扼流圈也是一種對策。e）若確定斷續(xù)騷擾超標是因為電源與被供電設備的地線引起的，在不影響供電設備正常工作時，若可以將電源地與負載地分開，讓負載浮地，也不失為一種簡單有效的方法。電磁兼容對策2.5電子、電氣產(chǎn)品輻射騷擾超標問題及對策電子、電氣產(chǎn)品輻射騷擾場強測量頻率范圍30MHz-1000MHz。測量一般在開闊場或半電波暗室中進行。輻射騷擾的主要騷擾來源：開關電源的開關頻率及諧波騷擾交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲電磁感應設備的電磁騷擾智能控制設備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾等電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策輻射發(fā)射解決框圖電磁兼容對策當我們通過騷擾定位方式找到輻射騷擾超標點的騷擾源后，即可采用相對應的騷擾源抑制措施。一般來說：首先抑制騷擾源，這可以通過優(yōu)化電路設計、電路結(jié)構(gòu)和排版，加強濾波和正確的接地來達到。其次是要切斷耦合途徑，這可以通過正確的機殼屏蔽和傳輸線濾波達到。電磁兼容對策2.5.1導致輻射發(fā)射試驗失敗的原因設備的輻射騷擾發(fā)射超標有兩種可能：一種是設備外殼的屏蔽性能不完善；另一種是射頻騷擾經(jīng)由電源線和其他線纜的逸出。判斷方法是，拔掉不必要的電線和電源插頭，繼續(xù)做試驗，如果沒有任何改善跡象，則應當懷疑是設備外殼屏蔽性能不完善；如果有所改善，則有可能是線纜的問題。如果針對以上兩種可能，采取了必要措施，仍然沒有任何改進，則有可能是設備上余下線纜的問題。工作時產(chǎn)生脈沖電壓或電流的設備在進行輻射發(fā)射試驗時容易失敗。電磁兼容對策設備產(chǎn)生輻射發(fā)射的原因按照影響大小排序如下：（1）設備外拖的、沒有經(jīng)過濾波的非屏蔽電纜。設備外拖的任何電纜都是高效的輻射天線，無論這根電纜上是否傳輸高頻信號，它都是最主要的輻射源。一個錯誤的概念是：只有傳輸高頻信號或數(shù)字信號的電纜才會產(chǎn)生輻射。電纜產(chǎn)生的輻射以共模輻射為主，對于傳輸高頻信號或數(shù)字脈沖信號的電纜，所傳輸?shù)男盘柋旧砭褪禽椛湓?。對于傳輸?shù)皖l或直流信號的電纜，共模電壓主要由機箱內(nèi)的電磁波感應上電纜，或者由線路板的地線和電源線噪聲引起。電磁兼容對策（2）高頻濾波不良的電源電纜。另一個重要的輻射源就是濾波不良的電源線電纜，這是一個極容易被忽視的問題。在電源線上安裝濾波器已經(jīng)成為一個規(guī)范性的設計。但是許多人僅認識到電源線濾波器對傳導發(fā)射的作用，而沒有認識到它對輻射發(fā)射的影響。實際上很多輻射發(fā)射超標都是電源線濾波不良引起的。（3）非屏蔽機箱（機箱內(nèi)的線路板和電纜）。許多商業(yè)設備采用了沒有經(jīng)過導電涂覆處理的塑料機箱，這類機箱對電磁波沒有屏蔽作用，因此線路板及內(nèi)部互連電纜產(chǎn)生的輻射都是不容忽視的。一般含有微處理器電路的設備使用非屏蔽機箱很難滿足商業(yè)電磁兼容標準中對輻射發(fā)射限制的要求。電磁兼容對策（4）屏蔽層端接不良的屏蔽電纜。有些設備雖然采用屏蔽電纜作為互連電纜，但是電纜屏蔽層并沒有接到正確的位置，或者沒有按照360°端接的原則端接，從而產(chǎn)生輻射。（5）屏蔽機箱上的縫隙和孔洞屏蔽機箱的泄漏主要來自機箱上的孔洞和縫隙。特別是當孔洞和縫隙附近有電纜、線路板等輻射源時，孔洞和縫隙的泄漏十分明顯。電磁兼容對策2.5.2通過輻射發(fā)射試驗的措施機箱問題一、金屬機箱屏蔽性能不完善對于金屬機箱屏蔽性能不完善引起的輻射騷擾發(fā)射超標，應采取以下措施：1）機箱的縫隙過大，或機箱配合上存在問題處理意見：（1）清除結(jié)合面上的油漆、氧化層及表面玷污；（2）增加結(jié)合面上的緊固件數(shù)目及接觸表面的平整度；（3）采取永久性的接縫（要連續(xù)焊接）；（4）采用導電襯墊來改善接觸表面的接觸性能。電磁兼容對策2）其他功能性開孔過大處理意見：（1）通風口采用防塵板，必要時采用波導通風板，但后者成本昂貴；（2）顯示窗口采用帶有屏蔽作用的透明材料；或采用隔艙，并對信號線采取濾波措施；（3）對鍵盤等采用隔艙，并對信號線采取濾波措施。3）機箱內(nèi)部布線不當，電磁騷擾透過縫隙逸出處理意見：將印刷板及設備內(nèi)部布線等可能產(chǎn)生輻射騷擾的布局，遠離縫隙或功能性開孔的部位，或采取增加屏蔽的補救措施或重新布局。電磁兼容對策二、非金屬機箱非金屬機箱輻射騷擾發(fā)射超標時，應采取以下措施：（1）對機箱進行導電性噴涂，特別要注意在結(jié)合部分的縫隙也要進行噴涂，保證機箱有導電性的連接；（2）對產(chǎn)生輻射騷擾和可能產(chǎn)生輻射騷擾的部分采取局部屏蔽，并將所有進入或離開屏蔽體的導線需進行濾波或套上吸收磁環(huán)；（3）對內(nèi)部布線和印刷線路板的布局重新考慮，盡可能使信號及其回線的環(huán)路為最小。電磁兼容對策線纜問題由線纜問題引起輻射騷擾發(fā)射超標時，應采取以下措施：1）對電源線的處理（1）加裝電源線濾波器（如果己經(jīng)有濾波器，則換用高性能的濾波器），要特別注意安裝位置（盡可能放在機箱中電源線入口端）和安裝情況，要保證濾波器外殼與機箱搭接良好、接地良好；（2）如果不合格的頻率比較高，可考慮在電源線入口的部分套裝鐵氧體磁環(huán)。2）對信號線的處理（1）在信號線上套鐵氧體磁環(huán)（或鐵氧體磁夾）；（2）對信號線濾波（共模濾波），必要時將連接器改用濾波陣列板或濾波連接器；（3）換用屏蔽電纜，屏蔽電纜的屏蔽層與機箱盡量采用360°搭接方式，必要時在屏蔽線上再套鐵氧體磁環(huán)。電磁兼容對策其他處理方法如果機箱是金屬機箱（包括做過導電涂覆處理的塑料機箱），可采取以下設計：（1）所有外拖電纜采用屏蔽電纜，屏蔽層與金屬機箱360°端接；（2）傳輸?shù)皖l信號（直流或低頻模擬信號）的電纜在端口采取良好的共模濾波措施；（3）電源線上安裝高頻性能良好的濾波器，并且將濾波器安裝在金屬機箱的電源插座面板上；（4）按照電磁屏蔽的原理設計機箱。電磁兼容對策如果機箱是非屏蔽機箱，可采取以下技術(shù)措施：（1）精心設計線路板，減小線路板的差模輻射和I/O端口的共模電壓，最好采用多層線路板；（2）精心設計內(nèi)部電纜，減小內(nèi)部電纜的差模輻射和共模輻射；（3）在線路板下放置一塊金屬板，金屬板與線路板之間的距離盡量小。如果線路板是雙層板，甚至是單層板，需將金屬板與線路板的信號地多點連接起來，以改善信號地的質(zhì)量。如果線路板是四層以上的線路板，由于本身的信號地已經(jīng)很好，僅需要將金屬板與線路板的地線在I／O接口處相連；（4）內(nèi)部互連電纜避免從線路板上方跨過，盡量靠近線路板下方的金屬板，必要時采用屏蔽電纜，屏蔽層與金屬板以低阻抗搭接起來，如下頁圖所示。電磁兼容對策內(nèi)部互連電纜的處理電磁兼容對策（5）外拖電纜使用屏蔽電纜，屏蔽電纜的屏蔽層與線路板下方的金屬板以最低的阻抗搭接起來；（6）在線路板的I/O電纜接口處安裝濾波器，濾波器的地與線路板下方的金屬板以最低的阻抗連接；（7）采用高頻性能良好的電源線濾波器，濾波器的外殼直接安裝在金屬板上。如果設備使用了開關電源，開關電源必須屏蔽起來。并且將電源線濾波器的外殼與開關電源的金屬外殼以最低的阻抗搭接起來（通過線路板下方的金屬板連接），如上圖所示。電磁兼容對策2.6騷擾功率干擾的產(chǎn)生和對策2.6.1騷擾功率(30MHz~300MHz)的測量一般認為，聲頻功率放大器、音/視盤機、錄音機等設備，它們30MHz以上的輻射發(fā)射主要是通過與其相連的電源線和其他連接線向外輻射的。因此可以用電源線和其他連接線上的騷擾功率來定義其輻射騷擾性能。考慮到連接線的天線輻射效應一般在半波長處輻射最大，30MHz對應的半波長5m，所以測試前要將被測設備的電源線以及長度可選的其他連接線用同質(zhì)線纜延長至5m以上，再考慮到功率吸收鉗（及起濾波作用的輔助吸收鉗）的長度大約1m，則線纜總長度延長至大約為6m。電磁兼容對策測試時，將被測設備置于0.8m高的非金屬臺子上，被測線纜在臺上平直展開，功率吸收鉗的測量端（即電流互感器一端對著被測設備，然后沿著遠離它的方向移動，最多移動至5m處。記錄測量頻率點處的最大干擾值。對每個感興趣的頻率，都必須反復這樣移動吸收鉗，以獲得測量結(jié)果。電磁兼容對策2.6.2形成騷擾功率泄漏的騷擾源分析騷擾功率泄漏的騷擾源與輻射發(fā)射騷擾源基本相同，此處不再加以分析。電磁兼容對策2.6.3導致功率發(fā)射試驗失敗的原因由于功率發(fā)射試驗的頻率較高（30～300MHz），因此導致這項試驗失敗的主要原因是電源線濾波裝置的高頻插入損耗不足。對可能存在的問題總結(jié)如下：（1）濾波器電路沒有屏蔽，這種情況經(jīng)常發(fā)生在將濾波電路安裝在線路板上的場合，高頻干擾直接耦合進濾波電路，造成濾波器失效；（2）濾波器本身高頻性能不良，在100MHz以上插入損耗很小；（3）使用非屏蔽機箱，導致濾波器的金屬外殼無處端接；電磁兼容對策（4）使用非屏蔽機箱，干擾直接耦合到電源線和信號線上，濾波器實際上沒有起作用；（5）在屏蔽機箱中，濾波器離電源進口過遠、造成干擾直接耦合到電源線和信號線上；（6）在屏蔽機箱中，濾波器外殼與金屬機箱之間連接阻抗過大（沒有直接搭接，而是通過長導線連接）；（7）濾波器的輸入線與輸出線靠得很近，發(fā)生耦合，導致濾波器的高頻插人損耗不足。電磁兼容對策2.6.4通過騷擾功率發(fā)射試驗應采取的措施針對以上可能發(fā)生的問題，在設計時要特別注意電源線的高頻濾波，主要的措施如下：（1）選用高頻性能良好（在100kHz~300MHz的頻率范圍內(nèi)具有40dB以上的插入損耗）的電源線和信號線濾波器；（2）如果是屏蔽機箱，將濾波器安裝在金屬機箱面板上；（3）如果是非金屬機箱，在機箱底部設置一塊大金屬板，將開關電源和濾波器安裝在這塊金屬板上。電磁兼容對策3．諧波電流測試常見問題對策及整改措施本節(jié)介紹內(nèi)容什么是諧波電流諧波電流標準介紹諧波電流發(fā)射對策諧波問題的其它對策

主動PFC解決方案

低頻諧波電流抑制濾波解決方案標準適用范圍設備的分類諧波電流限值諧波電流測量儀器諧波電流試驗條件電磁兼容對策對于由交流市電供電的電子、電氣產(chǎn)品，諧波電流是一個很重要的電磁兼容測量項目。在低壓市電網(wǎng)絡使用的電子電氣設備，其供電電壓是正弦波，但其電流波形未必是正弦波，可能有或多或少的畸變。大量的此類設備應用，會造成電網(wǎng)電壓波形畸變，使電網(wǎng)電能質(zhì)量下降。電磁兼容對策圖4：高壓整流電路及對應的畸變電流波形電磁兼容對策一個周期函數(shù)可以分解為傅立葉級數(shù)，表示為多級正弦函數(shù)的和式。即可把周期信號當作是正弦函數(shù)的基波與高次諧波的合成。所以，我們可以將設備的畸變電流波形分解為基波和高次諧波，通過特定的儀器測量高次諧波含量，就可以分析出設備電流波形畸變的程度。這些高次諧波電流分量我們簡稱為諧波電流。電磁兼容對策當電網(wǎng)中存在過量的諧波電流：不僅會使發(fā)電機的效率降低，嚴重時還會造成發(fā)電機和電網(wǎng)設備的損壞，同時還會影響電網(wǎng)用戶設備的正常工作，比如計算機運算出錯，電視機畫面翻滾。正是出于保護共用電網(wǎng)電能質(zhì)量，保障電網(wǎng)和用戶設備的正常進行，IEC提出了諧波電流限值標準。諧波電流測試不適用于由非市電的低壓交、直流和電池供電的電子、電氣產(chǎn)品。電磁兼容對策3.1測量標準介紹下面以GB17625.1標準為例，對諧波電流的測量作一個簡要介紹。標準名稱：GB17625.1-2003idtIEC61000-3-2:2001《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值（設備每相輸入電流≤16A）》GB17625.1-2003是眾多電子電器產(chǎn)品認證檢驗的一個重要依據(jù)標準。該標準測量和限制的就是由低壓市電供電的電子、電氣產(chǎn)品（設備每相輸入電流≤16A）在使用時其供電電流波形畸變的程度。GB17625.1-2003標準是通過限制設備電流的高次諧波分量的大小來限制設備電流波形的畸變的。GB17625.1考慮到第40次諧波電流含量。電磁兼容對策3.1.1標準的適用范圍該標準只對：接入頻率為50Hz/60Hz、相電壓為220V/230V/240V低壓供電系統(tǒng)且每相輸入電流不大于16A提出諧波電流限值要求。該標準是一個通用電磁兼容標準。適合于本標準的產(chǎn)品類別較多，如：家用電器、電動工具、電氣照明設備、信息技術(shù)設備、影音設備等等。電磁兼容對策3.1.2設備的分類分類是按照諧波電流限值不同而進行的。A類：平衡的三相設備;家用電器，不包括列入D類的設備；工具，不包括便攜式工具；白熾燈調(diào)光器；音頻設備；以及除以下幾類設備外的所有其他設備。B類：便攜式工具；不屬于專用設備的電弧焊設備C類：照明設備D類：有功功率不大于600W下列設備：個人計算機和個人計算機顯示器；電視接收機。B類、C類和D類設備定義比較簡單，A類的區(qū)分比較復雜。電磁兼容對策3.1.3諧波電流限值下列類型設備的限值在該標準中未作規(guī)定：額定功率75W及以下的設備，照明設備除外（將來該值可能從75W減小到50W）；總額定功率大于1kW的專用設備；額定功率不大于200W的對稱控制加熱元件；額定功率不大于1kW的白熾燈獨立調(diào)光器。（通常有生產(chǎn)廠家利用此條的限制項來達到免于進行諧波電流限制的目的）電磁兼容對策A類設備的諧波電流限值A類設備的諧波電流限值見標準相應表格。限值是有效值，單位為安培。該限值是固定值，與產(chǎn)品的功率和基波電流大小不相關。B類設備的諧波電流限值B類設備的諧波電流限值是A類設備的限值的1.5倍。電磁兼容對策C類設備的諧波電流限值a）有功輸入功率大于25W對于有功輸入功率大于25W的照明電器，諧波電流不應超過C類設備的相關限值。該限值與產(chǎn)品基波電流大小不相關。b）有功輸入功率不大于25W對于有功功率不大于25W的放電燈，標準規(guī)定了其特定的合格判定條件。電磁兼容對策D類設備的諧波電流限值a）只限制奇次諧波電流。b）奇次諧波電流不僅要符合最大允許諧波電流，還要符合“每瓦功率允許的最大諧波電流”?？梢哉f對D類設備的要求是比較嚴格的，而實際情況卻是D類設備的諧波電流往往比較大。該規(guī)定是考慮到D類設備應用非常廣泛，又經(jīng)常是連續(xù)運轉(zhuǎn)，客觀上又經(jīng)常同時使用。如此多的D類設備同時工作，它們產(chǎn)生的諧波電流在合成（矢量合成）后對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響將是不能不考慮的。電磁兼容對策3.1.4諧波電流測量儀器諧波測量設備一般由兩部分組成：精密電源單元測量儀表單元。要求電源部分能向被測設備提供良好波形的電壓源、負載能力和平坦的阻抗特性。標準規(guī)定測量儀表單元必須是離散付氏變換（FFT）的時域測量儀器，能夠連續(xù)、準確地同時測量全部各次諧波所涉及的幅值、相位角等需要量。目前實驗室多采用以FFT為頻譜分析原理的諧波測量儀。測量儀的前級為采樣電路、模-數(shù)變化器，后級是FFT分析儀（可以利用PC機實現(xiàn)）。電磁兼容對策電磁兼容對策3.1.5試驗條件標準中規(guī)定了部分類型設備諧波電流的試驗條件。對于沒有提到的設備，發(fā)射測量應：在用戶操作控制下或自動程序設定在正常工作狀態(tài)下，預計產(chǎn)生最大總諧波電流（THC）的模式進行。這是規(guī)定了發(fā)射試驗時設備的配置，而不是要求測量THC值或?qū)ふ易類毫訝顟B(tài)下的發(fā)射。電磁兼容對策3.2諧波電流發(fā)射的基本對策解決諧波發(fā)射超標問題的基本辦法：在原來的電源電路中增加功率因數(shù)校正（PFC）電路?；蚋淖円延械腜FC電路，使其滿足測試標準要求。功率因數(shù)校正一般分為兩種類型：即主動式和被動式。當然對于中小功率的電子、電器設備：盡可能將其消耗的有功功率降低到75W以下，也不失為一種有效的方法。因為標準沒有對75W及以下的設備給出限值（照明設備除外）。對于一些專用的或特殊用途的設備：使其滿足標準限值中免于限制條款，也是可行的。電磁兼容對策3.2.1主動式功率因數(shù)校正主動式功率因數(shù)校正電路可以最大限度的提高功率因數(shù)，使其接近于1，這是目前較為理想的諧波電流解決方案。這樣的開關電源電路必須使用二級開關電路控制：其中一級開關電路用來控制電流諧波；另外一級開關電路用作電壓調(diào)整。該方案特點：電路比較復雜；對電路元件要求高；增加的改進成本較高；而且對原來電源電路的設計概念必須作徹底的更新。電磁兼容對策使用中還應該注意到：設備注入電源的射頻傳導騷擾可能因此而增加，這時必須再根據(jù)需要增加抑制電源傳導騷擾的元件。顯然，因為技術(shù)的原因，該方案一般不能應用在采用線形電源變壓器供電的設備上。由于該方案對電路改動太大，一般少在諧波電流測試不通過時作為整改對策使用。電磁兼容對策3.2.2被動式功率因數(shù)校正目前消費類電子、電氣產(chǎn)品所采用的開關電源電路多是開關頻率比較低、電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的那種形式，其諧波電流發(fā)射超過限值的問題也較普遍。在這種情況下，成本控制可能是主要的考慮。采用低頻濾波電路可以降低諧波成份到標準限值以下，這種措施屬于被動式功率因數(shù)校正。這種方案適合于中小功率設備。因為需要濾除的是工頻諧波，對功率較大的設備，濾波器的重量和成本可能會比較高。此為其不足。電磁兼容對策3.2.3其它解決措施對那些設備整體呈感性或容性的電子、電氣設備（如電動設備等），在正常工作時，其電流波形的峰值出現(xiàn)時間可能會滯后或超前電壓波形的峰值，造成產(chǎn)品的功率因素的下降。對此類設備較常采用的方式是對應的容性或感性補償，使補償后的電流波形的峰值出現(xiàn)時間與電壓波形的峰值出現(xiàn)時間保持同步。此類補償需注意，不要出現(xiàn)過補償，否則，效果適得其反。此類補償方式多用于電力系統(tǒng)的功率因素補償，一般的電子、電氣設備上較少采用。因為，一般的電子、電氣設備的諧波問題主要表現(xiàn)為波形畸變，而不僅是電流波形相位滯后、超前的問題，這種補償方式效果不明顯。電磁兼容對策下面首先介紹被動式功率因數(shù)校正電路，然后再介紹主動式功率因數(shù)校正電路。對一般用電設備來說，這兩種被動式功率因數(shù)校正電路所增加的元件成本均比較低，體積也不大，一般是可以接受的。采用主動式功率因數(shù)校正電路的比被動式成本略高,但校正效果會比被動式好的多。對有些采用其它方案不能湊效的產(chǎn)品，主動式功率因數(shù)校正電路可能是最后唯一的選擇。當然，有些產(chǎn)品為提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次，也會主動采用主動式功率因數(shù)校正電路。電磁兼容對策3.3低頻諧波電流抑制濾波解決方案如圖所示：方案適用于直接利用高壓整流方式來供電的產(chǎn)品。僅僅由一個低頻扼流圈組成，插入整流橋和濾波電容之間。其工作原理非常簡單：低頻扼流圈的電感L和整流電容C以及低頻扼流圈的分布電容共同組成一個低頻諧波電流濾波器。電路參數(shù)要設計成對50Hz的基波成份衰減很小，對三次以上諧波成份衰減很大，尤其是第三次諧波（150Hz）的衰減最大。低頻諧波電流抑制濾波器在電源整流之后或者之前的某些點插入電流回路，就可以起到抑制諧波電流的目的。可以解決300W以下產(chǎn)品的諧波電流問題，并且不需要電路其它參數(shù)作任何改變，也不會降低原電源電路的其它性能。其缺點是體積較大，重量約100-200克。LC電磁兼容對策3.4主動PFC解決方案該方案是在主電源上串聯(lián)另一個電源變換器，它強迫電源緊密跟隨正弦型線電壓獲取電流。如圖所示。該方案適用于直接利用高壓整流方式來供電的產(chǎn)品。工頻交流經(jīng)過整流器整流后變成波動的直流，該波動直流提供給PFC轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換。對一般普通的開關電源來說，由于PFC控制電路相當于在原開關電源的整流和濾波回路之間增加了一級開關回路。一方面增加了電路的復雜程度，可能需要對原系統(tǒng)的電源部分重新設計和排版；另一方面，由于相當于增加了一級開關轉(zhuǎn)換電路，電源產(chǎn)生的射頻騷擾必然有所增加甚至超標，這時可能需要采取一些措施使其重新符合相關標準的要求。電磁兼容對策3.5諧波問題的其它對策以上諧波電流問題解決方案主要適用于直接利用高壓整流方式來供電的產(chǎn)品。因為此類產(chǎn)品諧波電流非常大，若不采取相應對策，則難以滿足諧波標準要求。對通過工頻變壓器供電的產(chǎn)品和直接使用交流電源而不通過電源變換電路二次供電的家電產(chǎn)品，一般情況下諧波電流不大，且其波電流限值比較寬松，即使不采取諧波電流抑制措施，其諧波電流測試合格率還是非常高的。但我們依然需要注意以下幾個方面的內(nèi)容：對那些非高壓整流方式來供電的家電產(chǎn)品，低次諧波電流限值比較寬松，合格是比較容易的，此時，應注意的是20次以上的高次諧波電流容易出現(xiàn)問題。對此類的高次諧波超標問題，一般在電源回路中增加適當?shù)母叽沃C波濾波電感（高頻扼流圈）即可解決問題。電磁兼容對策由于半波整流方式和利用相位截波方式調(diào)節(jié)（如可控硅非過零控制）對電源進行對稱和非對稱控制都很容易產(chǎn)生非常大的諧波電流。諧波電流標準一般不允許采用半波整流方式和對電源進行對稱和非對稱控制。若測試時諧波電流超標，建議將電源半波整流方式和對稱/非對稱控制方式改為其他的控制方式：將半波整流改為全波整流或橋式整流方式。將利用相位截波方式調(diào)節(jié)的對稱/非對稱控制方式改成對稱的過零觸發(fā)控制方式?？梢杂行У亟鉀Q此類諧波問題。電磁兼容對策4．瞬態(tài)脈沖抗擾度測試常見問題對策及整改措施瞬態(tài)脈沖抗擾度測試問題及對策瞬態(tài)脈沖抗擾度綜述靜電放電抗擾度測試問題及對策電快速瞬變脈沖群抗擾度測試問題及對策浪涌沖擊抗擾度測試問題及對策電磁兼容對策4.1瞬態(tài)脈沖抗擾度綜述電磁兼容所說的瞬態(tài)脈沖是指干擾脈沖是斷續(xù)性的，一般具有較：高的干擾電壓；較快速的脈沖上升時間；較寬的頻譜范圍。一般包括：靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊等。由于它們具有以上共同特點，因此在試驗結(jié)果的判斷及抑制電路上有較大的共同點。在此處先進行介紹。電磁兼容對策4.1.1瞬態(tài)脈沖抗擾度測試常見的試驗結(jié)果說明對不同試驗結(jié)果，可以根據(jù)該產(chǎn)品的工作條件和功能規(guī)范按以下內(nèi)容分類（抗擾度通用結(jié)果）：A：技術(shù)要求范圍內(nèi)的性能正常；B：功能暫時降低或喪失，但可自行恢復性能；C：功能暫時降低或喪失，要求操作人員干預或系統(tǒng)復位；D：由于設備（元件）或軟件的損壞或數(shù)據(jù)的喪失，而造成不可恢復的功能降低或喪失。電磁兼容對策符合A的產(chǎn)品，試驗結(jié)果判合格。這意味著產(chǎn)品在整個試驗過程中功能正常，性能指標符合技術(shù)要求。符合B的產(chǎn)品，試驗結(jié)果應視其產(chǎn)品標準、產(chǎn)品使用說明書或者試驗大綱的規(guī)定，當認為某些影響不重要時，可以判為合格。符合C的產(chǎn)品，試驗結(jié)果除了特殊情況并且不會造成危害以外，多數(shù)判為不合格。符合D的產(chǎn)品判別為不合格。符合B和C的產(chǎn)品試驗報告中應寫明B類或C類評判依據(jù)。符合B類應記錄其喪失功能的時間。電磁兼容對策4.1.2常用的瞬態(tài)脈沖抑制電路：箝位二極管保護電路：使用2只二極管的目的是為了同時抑制正、負極性的瞬態(tài)電壓。瞬態(tài)電壓被箝位在V++VPN~V--VPN范圍內(nèi)，串聯(lián)電阻擔負功率耗散的作用。利用現(xiàn)有電源的電壓范圍作為瞬態(tài)電壓的抑制范圍，二極管的正向?qū)娏骱痛?lián)電阻的阻值決定了該電路的保護能力。本電路具有極好的保護效果，同時其代價低廉，適合成本控制比較嚴、瞬態(tài)脈沖強度和頻率不十分嚴重的場合。電磁兼容對策壓敏電阻保護電路：壓敏電阻的阻值隨兩端電壓變化而呈非線性變化：當施加在其兩端的電壓小于閥值電壓時，器件呈現(xiàn)無窮大的電阻；當施加在其兩端的電壓大于閥值電壓時，器件呈現(xiàn)很小電阻值。此物理現(xiàn)象類似穩(wěn)壓管的齊納擊穿現(xiàn)象，不同的是壓敏電阻無電壓極性要求。使用壓敏電阻保護電路的特點是：簡單、經(jīng)濟、瞬態(tài)抑制效果好；且可以獲得較大的保護功率。電磁兼容對策穩(wěn)壓管保護電路：背對背串接的穩(wěn)壓管對瞬態(tài)抑制電路的工作原理是顯而易見的：當瞬態(tài)電壓超過V1的穩(wěn)壓值時，V1反向擊穿，V2正向?qū)?；當瞬態(tài)電壓是負極性時，V2反向擊穿，V1正向?qū)ā⑦@2只穩(wěn)壓管制作在同一硅片上就制成了穩(wěn)壓管對，使用更加方便。該方案只適用于脈沖能力較低的場合。電磁兼容對策TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）二極管：這是最近發(fā)展起來的一種固態(tài)二極管，適用于瞬態(tài)保護。一般選擇工作電壓大于或等于電路正常工作電壓的器件。TVS二極管是和被保護電路并聯(lián)的，當瞬態(tài)電壓超過電路的正常工作電壓時，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀。由于TVS二極管的結(jié)面積較大，使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點，具有理想的保護作用。但同時必須注意，結(jié)面積大造成結(jié)電容增大，因而不適合高頻信號電路的保護。改進后的TVS二極管還具有適應低壓電路(＜5V)的特點，且封裝集成度高，適用于在印制電路板面積緊張的情況下使用。這些特點決定了它有廣泛的適用范圍，尤其在高檔便攜設備的接口電路中有很好的使用價值。電磁兼容對策常見TVS外觀電磁兼容對策電磁兼容對策下面將對靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的測試及常見問題對策及整改措施分別展開進行探討。由于，這三個有較大的共同點，因此在測試及對策上都有較大共同點。下面將對靜電放電問題展開詳細深入的討論；而在電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的討論中出現(xiàn)的相同之處將不再重復探討。電磁兼容對策4.2靜電放電抗擾度測試常見問題對策及整改措施靜電放電形成機理及其危害電子產(chǎn)品靜電放電測試及相關要求電子產(chǎn)品靜電放電對策及改進要點一般靜電放電對策準則靜電放電抗擾度測試問題及對策電磁兼容對策4.2.1靜電放電形成的機理及其對電子產(chǎn)品的危害靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦時，正負極性的電荷分別積累在兩個物體上而形成。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。靜電源跟其它物體接觸時，存在著電荷流動以抵消電壓，這個高速電量的傳送，將產(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場，這就是靜電放電。在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過程中，操作者是最活躍的靜電源，可能積累一定數(shù)量的電荷，當人體接觸與地相連的元件、裝置的時候就會產(chǎn)生靜電放電。靜電放電一般用ESD表示。電磁兼容對策ESD會導致電子設備嚴重地損壞或操作失常。大多數(shù)半導體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規(guī)模集成電路器件更為脆弱。靜電對器件造成的損壞有顯性的和隱性的兩種。隱性損壞在當時看不出來，但器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。ESD兩種主要的破壞機制是：由于ESD電流產(chǎn)生熱量導致設備的熱失效；由于ESD感應出高的電壓導致絕緣擊穿。除容易造成電路損害外，ESD也會對電子電路造成干擾。一般來說，造成損壞，ESD電火花必須直接接觸電路線，而輻射耦合通常只導致失常。在ESD作用下，電路中的器件在通電條件下比不通電條件下更易損壞。電磁兼容對策ESD電路的干擾有二種方式。一種是傳導方式，若電路的某部分構(gòu)成了放電路徑，即ESD接侵入設備內(nèi)的電路，ESD電流流過IC的輸入端，造成干擾。ESD干擾的另一種方式是輻射干擾。即靜電放電時產(chǎn)生了尖峰電流，這種電流中包含有豐富的高頻成分。從而產(chǎn)生輻射磁場和電場。當距離較近時，無論是電場還是磁場都是很強的。ESD發(fā)生時，在附近位置的電路一般會受到影響。ESD在近場，輻射耦合的基本方式可以是電容或電感方式，取決于ESD源和接受器的阻抗。在遠場，則存在電磁場耦合。與ESD相關的電磁干擾（EMI）能量上限頻率可以超過1GHz。在這個頻率上，典型的設備電纜甚至印制板上的走線會變成非常有效的接收天線。因而，對于典型的模擬或數(shù)字電子設備，ESD會感應出高電平的噪聲。電磁兼容對策4.2.2電子產(chǎn)品的靜電放電測試及相關要求對不同使用環(huán)境、不同用途、不同ESD敏感度的電子產(chǎn)品標準對靜電放電抗擾度試驗的要求是不同的但這些標準關于ESD抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T17626.2（idtIEC61000-4-2）：《電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎標準，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹一下該標準的內(nèi)容、試驗方法及相關要求。電磁兼容對策試驗對象：該標準所涉及的是處于靜電放電環(huán)境中和安裝條件下的裝置、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和外部設備。試驗內(nèi)容：靜電放電的起因有多種，但該標準主要描述在低濕度情況下，通過摩擦等因素，使操作者積累了靜電。電子和電氣設備遭受直接來自操作者的靜電放電和對臨近物體的靜電放電時的抗擾度要求和試驗方法。試驗目的：試驗單個設備或系統(tǒng)的抗靜電干擾的能力。它模擬：（1）操作人員或物體在接觸設備時的放電。（2）人或物體對鄰近物體的放電。電磁兼容對策ESD的模擬：放電線路中的儲能電容CS代表人體電容，現(xiàn)公認150pF比較合適。放電電阻Rd為330Ω，代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻。現(xiàn)已證明，用這種放電狀態(tài)來體現(xiàn)人體放電的模型是足夠嚴酷的。電磁兼容對策電磁兼容對策電磁兼容對策試驗方法該標準規(guī)定的試驗方法有兩種：接觸放電法和空氣放電法。接觸放電法：試驗發(fā)生器的電極保持與受試設備的接觸并由發(fā)生器內(nèi)的放電開關激勵放電的一種試驗方法?？諝夥烹姺ǎ簩⒃囼灠l(fā)生器的充電電極靠近受試設備并由火花對受試設備激勵放電的一種試驗方法。接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗方法；空氣放電則用在不能使用接觸放電的場合中。電磁兼容對策試驗等級及其選擇：試驗電平以最切合實際的安裝環(huán)境和條件來選擇，表1提供了一個指導原則。表1同時也給出了靜電放電試驗等級的優(yōu)先選擇范圍，試驗應同時滿足該表所列的較低等級。電磁兼容對策試驗環(huán)境對空氣放電該標準規(guī)定了環(huán)境條件：環(huán)境溫度：15℃~35℃、相對濕度：30%~60%RH、大氣壓力：86kPa~106kPa對接觸放電該標準未規(guī)定特定的環(huán)境條件。試驗布置標準對試驗布置也做出了詳細的規(guī)定。圖13所示為臺式設備的試驗布置示意圖。電磁兼容對策臺式和落地式設備ESD試驗配置圖電磁兼容對策試驗實施實施部位：直接放電施加于操作人員正常使用受試設備時可能接觸到的點或面上；間接放電施加于水平耦合板和垂直耦合板。直接放電模擬了操作人員對受試設備直接接觸時發(fā)生的靜電放電情況。間接放電則是對水平耦合板和垂直耦合板進行放電，模擬了操作人員對放置于或安裝在受試設備附近的物體放電時的情況。直接放電時，接觸放電為首選形式；只有在不能用接觸放電的地方（如表面涂有絕緣層，計算機鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙（空氣）放電。間接放電：選用接觸放電方式。試驗電壓要由低到高逐漸增加到規(guī)定值。不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標準對試驗的實施可能根據(jù)產(chǎn)品的特點有特定的規(guī)定。電磁兼容對策0試驗結(jié)果若靜電放電測試通不過，可能產(chǎn)生如下后果：（1）直接通過能量交換引起半導體器件的損壞。（2）放電所引起的電場與磁場變化，造成設備的誤動作。電磁兼容對策4.2.3電子產(chǎn)品的靜電放電對策及改進要點ESD通常發(fā)生在產(chǎn)品自身暴露在外的導電物體，或者發(fā)生在鄰近的導電物體上。對設備而言，容易產(chǎn)生靜電放電的部位是：電纜、鍵盤及暴露在外的金屬框架以及設備外殼上的孔、洞、縫隙等。常用的改進方法是在產(chǎn)品ESD發(fā)生或侵入危險點，例如輸入點和地之間設置瞬態(tài)保護電路，這些電路僅僅在ESD感應電壓超過極限時發(fā)揮作用。保護電路可以包括多個電流分流單元。減小ESD產(chǎn)生的電磁干擾（EMI）影響電子產(chǎn)品或設備的方法：完全阻止ESD產(chǎn)生；阻止因ESD產(chǎn)生的EMI耦合到電路或設備以及通過設計工藝增加設備固有的ESD抗擾性。電磁兼容對策有很多種電路可以達到ESD保護的目的，但選用時必須考慮以下原則，并在性能和成本之間加以權(quán)衡：速度要快，這是ESD干擾的特點決定的；能應付大的電流通過；考慮瞬態(tài)電壓會在正、負極性兩個方向發(fā)生；對信號增加的電容效應和電阻效應控制在允許范圍內(nèi)；考慮體積因素；考慮產(chǎn)品成本因素。我們可以從以下幾種抑制ESD干擾的方法中選擇適用的對策：電磁兼容對策外殼設計：外殼在人手和內(nèi)部電路間建立隔離層，阻止ESD的發(fā)生。金屬外殼同時也是阻止ESD間接放電形成的輻射及傳導耦合的關鍵。一個完整的封閉金屬殼能在輻射噪聲中屏蔽電路。但由于從電路到屏蔽殼體的ESD副級電弧可能產(chǎn)生傳導耦合，因而一些外殼設計使用絕緣體，在絕緣殼中，再放置一個金屬的屏蔽體。這種設計的好處是既可以防止因操作者對金屬外殼的直接接觸放電造成干擾，又可以防止操作者對周圍物體放電時形成的EMI耦合到內(nèi)部形成干擾。同時在操作者對外殼的孔、洞、縫隙放電時給放電電流一個泄放通道，防止對內(nèi)部電路直接放電。這種做法的簡化是在設備金屬外殼上涂絕緣漆或貼一層絕緣物質(zhì)，使絕緣能力大于20kV。電磁兼容對策因為靜電會穿過孔洞、縫隙放電，所以絕緣外殼的孔洞、縫隙與內(nèi)部電路間應留有足夠的空間。2cm左右的空氣隙可以阻止靜電放電的發(fā)生。對外殼上的孔、洞、排氣口等，用幾個小孔代替一個大孔，從EMI抑制的角度來說更好。為減小EMI噪聲，縫隙邊沿每隔一定距離處使用電連接。對金屬外殼而言，外殼各部分之間的搭接非常重要：若機箱兩部分之間的搭接阻抗較高，當靜電放電電流流過搭接點時，會產(chǎn)生電壓降，這可能會影響電路的正常工作。電磁兼容對策解決這個問題的方法有兩個：1）盡量使外殼保持導電連續(xù)，減少搭接阻抗。2）在電路與機箱之間增加一層屏蔽，減小電路與機箱之間的電容耦合。內(nèi)層屏蔽要與外殼連接起來。如果是塑料外殼，則要求對電路的接地進行仔細布置，以防止放電電流感應到電路上去。塑料外殼的優(yōu)點是不會產(chǎn)生直接放電現(xiàn)象。如果塑料外殼上沒有大的開孔，則塑料外殼能對電路起到保護作用。但塑料外殼對防止操作者對周圍物體放電時耦合到內(nèi)部形成干擾無抑制能力。電磁兼容對策接地設計：一旦發(fā)生了靜電放電，應該讓其盡快旁路人地，不要直接侵入內(nèi)部電路。例如內(nèi)部電路如用金屬機箱屏蔽，則機箱應良好接地，接地電阻要盡量小。這樣放電電流可以由機箱外層流入大地；同時也可以將對周圍物體放電時形成的騷擾導入大地，不會影響內(nèi)部電路。對塑料機箱，則不存在機箱接地的問題。電磁兼容對策對金屬機箱，通常箱內(nèi)的電路會通過I/O電纜、電源線等接地。若機箱接地不良或不接地，當機箱上發(fā)生靜電放電時，機箱的電位上升，而內(nèi)部電路由于接地，電位保持在地電位附近。這時，機箱與電路之間存在著很大的電位差。這會在機箱與電路之間引起二次電弧，使電路造成損壞。通過增加電路與外殼之間的距離可以避免二次電弧的發(fā)生。當電路與外殼之間的距離不能增加時，可以在外殼與電路之間加一層接地的金屬擋板，擋住電弧。如果電路與機箱連在一起，則只應通過一點連接。防止電流流過電路。也可以很好地防止二次電弧的發(fā)生。線路板與機箱連接的點應在電纜入口處。電磁兼容對策電纜設計：一個正確設計的電纜保護系統(tǒng)可能是提高系統(tǒng)ESD非易感性的關鍵。作為大多數(shù)系統(tǒng)中的最大的“天線”—I/O電纜特別易于被ESD干擾感應出大的電壓或電流。從另一方面，如果電纜屏蔽同機殼地連接的話，電纜也對ESD干擾提供低阻抗通道。通過該通道ESD干擾能量可從系統(tǒng)接地回路中釋放，因而可間接地避免傳導耦合。為減少ESD干擾輻射耦合到電纜：線長和回路面積要減?。粦种乒材ｑ詈喜⑶沂褂媒饘倨帘?。電磁兼容對策對于輸入/輸出電纜可采用使用屏蔽電纜、共模扼流圈、過壓箝位電路及電纜旁路濾波器措施。在電纜的兩端，電纜屏蔽必須與殼體屏蔽連接。在互聯(lián)電纜上安裝一個共模扼流圈可以使靜電放電造成的共模電壓降在扼流圈上，而不是另一端的電路上。兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，通過電纜的屏蔽層將兩個機箱連接在一起，這樣可以使兩個機箱之間的電位差盡量小。這里，機箱與電纜屏蔽層之間的搭接方式很重要。強烈建議在電纜兩端機箱與電纜屏蔽層之間360°搭接。電磁兼容對策鍵盤和面板：鍵盤和控制面板的設計必須保證放電電流能夠直接流到地，而不會經(jīng)過敏感電路。對于絕緣鍵盤，在鍵與電路之間要安裝一個放電防護器（如金屬支架），為放電電流提供一條放電路徑。放電防護器要直接連到機箱或機架上，而不能連到電路地上。當然，用較大的旋鈕（增加操作者到內(nèi)部線路的距離）能夠直接防止靜電放電。鍵盤和控制面板設計應使放電電流不過敏感電路而直接到地。采用絕緣軸和大旋鈕可以防止向控制鍵或電位器放電?，F(xiàn)在，較多的電子產(chǎn)品面板采用薄膜按鍵和薄膜顯示窗，由于該另外，現(xiàn)在大多數(shù)鍵盤的按鍵內(nèi)部均有由耐高壓的絕緣薄膜構(gòu)成的襯墊，可有效防止ESD的干擾。電磁兼容對策電路設計：設備中不用的輸入端不允許處于不連接或懸浮狀態(tài)，而應當直接或通過適當電阻與地線或電源端相連通。一般來說，與外部設備連接的接口電路都需要加保護電路：其中也包括電源線，這一點往往被硬件設計所忽視。以微機為例來講，應該考慮安排保護電路的環(huán)節(jié)有：串行通信接口、并行通信接口、鍵盤接口、顯示接口等。濾波器必須用在電路中以阻止ESD形成的EMI耦合到設備。如果輸入為高阻抗，一個分流電容濾波器最有效，因為它的低阻抗將有效地旁路高輸入阻抗，分流電容越接近輸入端越好。如果輸入阻抗低，使用一系列鐵氧體可以提供最好的濾波器，這些鐵氧體也應盡可能接近輸入端。電磁兼容對策在內(nèi)部電路上加強防護措施：對于可能遭受直接傳導的靜電放電干擾的端口，可以在I/O接口處串接電阻或并聯(lián)二極管至正負電源端。MOS管的輸入端串接100kΩ電阻，輸出端串接1kΩ電阻，以限制放電電流量。TTL管輸人端串接22～100Ω電阻，輸出端串接22～47Ω電阻。模擬管輸入端串接100Ω～100kΩ，并且加并聯(lián)二極管，分流放電電流至電源正或負極，模擬管輸出端串接100Ω的電阻。在I/O信號線上安裝一個對地的電容能夠?qū)⒔涌陔娎|上感應的靜電放電電流分流到機箱，避免流到電路上。但這個電容也會將機殼上的電流分流到信號線上。為了避免這種情況的發(fā)生，可以在旁路電容與線路板之間安裝一只鐵氧體磁珠，增加流向線路板的路徑的阻抗。需要注意的是，電容的耐壓一定要滿足要求。靜電放電的電壓可以高達數(shù)千伏。電磁兼容對策一個瞬態(tài)防護二極管也能夠?qū)o電放電起到有效的保護。但需要注意：用二極管雖然將瞬態(tài)干擾的電壓限制住了，但高頻干擾成分并沒有減少；該電路中一般應有與瞬態(tài)防護二極管并聯(lián)的高頻旁路電容抑制高頻干擾。在電路設計及電路板布線方面：應采用門電路和選通脈沖。這種輸入方式只有在靜電放電和選通同時發(fā)生時才能造成損壞。而脈沖邊沿觸發(fā)輸入方式對靜電放電引起的瞬變很敏感，不宜采用。電磁兼容對策PCB設計：良好的PCB設計可以有效地減少ESD干擾對產(chǎn)品造成的影響。這也是電磁兼容設計中ESD設計部分的一個重要的內(nèi)容。大家可以從那部分課程中得到詳細的指引。對一個成品進行電磁兼容對策時，很難再對PCB進行重新設計（改進成本太高），此處不再加以介紹。電磁兼容對策軟件：除了硬件措施外，軟件抑制方案也是減少系統(tǒng)鎖定等嚴重失常的有力方法。軟件ESD抑制措施分為兩種常用的類別：刷新、檢查并且恢復。刷新：涉及到周期性地復位到休止狀態(tài)的系統(tǒng)，定期刷新顯示器和指示器狀態(tài)。只需進行反復刷新然后假設狀態(tài)是正確的，其它的事就不用做了。檢查/恢復：過程用于決定程序是否正確執(zhí)行。它們在一定間隔時間被激活，以確認程序是否在完成某個功能。如果這些功能沒有實現(xiàn)，一個恢復程序被激活并執(zhí)行。電磁兼容對策4.2.4一般ESD對策準則：（1）在易感CMOS、MOS器件中加入保護二極管；（2）在易感傳輸線上（地線在內(nèi)）串幾十歐姆的電阻或鐵氧體磁珠；（3）使用靜電保護表面涂敷技術(shù)，使ESD難以機芯放電，經(jīng)證明十分有效；（4）盡量使用屏蔽電纜；（5）在易感接口處安裝濾波器；并將無法安裝濾波器的敏感接口加以隔離；（6）選擇低脈沖頻率的邏輯電路；（7）外殼屏蔽加良好的接地。電磁兼容對策4.3電快速瞬變脈沖群抗擾度測試常見問題對策及整改措施電快速瞬變脈沖群形成機理及其影響電快速瞬變脈沖群測試及相關要求導致電快速脈沖試驗失敗的原因通過電快速脈沖試驗的整改措施電快速瞬變脈沖群抗擾度測試問題及對策電磁兼容對策4.3.1電快速瞬變脈沖群形成機理及其影響電快速瞬變脈沖群是：由電感性負載（如繼電器、接觸器等）在斷開時，由于開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等原因，在斷開處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。當電感性負載多次重復開關，則脈沖群又會以相應的時間間隙多次重復出現(xiàn)。這種暫態(tài)騷擾能量較小，一般不會引起設備的損壞，由于其頻譜分布較寬，會對電子、電氣設備的可靠工作產(chǎn)生影響。一般認為電快速瞬變脈沖群會造成設備的誤動作的原因：脈沖群對線路中半導體結(jié)電容充電，當結(jié)電容上的能量累積到一定程度，便會引起線路乃至設備的誤動作。電磁兼容對策4.3.2電快速瞬變脈沖群測試及相關要求不同的電子、電氣產(chǎn)品標準對電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的要求是不同的。這些標準關于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T17626.4（idtIEC61000-4-4）：《電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎標準，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹一下該標準的內(nèi)容、試驗方法及相關要求。電磁兼容對策試驗對象：適用于在住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)/工業(yè)區(qū)使用的在運行條件下的電子、電氣設備的電快速瞬變脈沖群的抗擾性能測試。試驗內(nèi)容：對電氣和電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到重復性快速瞬變脈沖群干擾時的性能進行評定。試驗目的：重復快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設備的電源端口、信號和控制端口的試驗。試驗脈沖的特點是：瞬變的短上升時間、重復出現(xiàn)和低能量。電快速速變脈沖群試驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類暫態(tài)騷擾影響時的性能。電磁兼容對策試驗發(fā)生器試驗發(fā)生器性能的主要指標有三個：單個脈沖波形、脈沖的重復頻率和輸出電壓峰值。GB/T17626.4要求試驗發(fā)生器輸出波形應如下圖所示。電磁兼容對策接50Ω負載時單個脈沖的波形電磁兼容對策電磁兼容對策試驗方法對交/直流電源端子的選擇耦合/去耦網(wǎng)絡來施加快速瞬變脈沖群干擾信號。對I/O信號、數(shù)據(jù)和控制端口選擇快速瞬變脈沖群測試專用的容性耦合夾來施加快速瞬變脈沖群干擾信號。電磁兼容對策試驗等級及其選擇：試驗等級見下頁表格。其選擇應根據(jù)下列情況來進行：----電磁環(huán)境；----騷擾源與關心的設備的鄰近情況；----兼容性裕度。對具體的產(chǎn)品來說，試驗等級選擇往往已在相應的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標準中加以規(guī)定。試驗環(huán)境該標準規(guī)定的環(huán)境條件：環(huán)境溫度：15℃~35℃相對濕度：25%~75%RH大氣壓力：86kPa~106kPa電磁兼容對策電磁兼容對策試驗布置用于實驗室型式試驗的一般試驗配置電磁兼容對策試驗實施電源、信號和其他功能電量應在其額定的范圍內(nèi)使用，并處于正常的工作狀態(tài)。根據(jù)要進行試驗的EUT的端口類型選擇相應的試驗等級和耦合方式。使受試設備處于典型工作條件下，根據(jù)受試設備端口及其組合，依次對各端口施加試驗電壓。每種組合應針對不同脈沖極性進行測試，每種狀態(tài)的試驗持續(xù)時間不少于1min。不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標準對試驗的實施可能根據(jù)產(chǎn)品的特點有特定的規(guī)定。0試驗結(jié)果若電快速速變脈沖群測試通不過，可能產(chǎn)生如下后果：造成設備的誤動作。電磁兼容對策4.3.3導致電快速脈沖試驗失敗的原因脈沖群試驗主要是進行電源線和信號/控制線的傳導差/共模干擾試驗。只是電快速干擾脈沖的波形前沿非常陡峭，持續(xù)時間非常短暫，因此含有極其豐富的高頻成分，這就導致在干擾波形的傳輸過程中，會有一部分干擾從傳輸?shù)木€纜中逸出，這樣設備最終受到的是傳導和輻射的復合干擾。另外，由于試驗脈沖是持續(xù)一段時間的脈沖串，因此它對電路的干擾有一個累積效應。大多數(shù)電路為了抗瞬態(tài)干擾，在輸入端安裝了積分電路，這種電路對單個脈沖具有很好的抑制作用，但是對于一串脈沖則不能有效地抑制。電磁兼容對策電快速脈沖對設備影響的原因有三種，包括：1）通過電源線直接傳導進設備的電源，導致電路的電源線上有過大的噪聲電壓。當單獨對火線或零線注入時，盡管是采取的對地的共模方式注入，但在火線和零線之間存在著差模干擾，這種差模電壓會出現(xiàn)在電源的直流輸出端。當同時對火線和零線注入時，存在著共模干擾，但對電源的輸出影響并不大。2）干擾能量在電源線上傳導的過程中，向空間輻射，這些輻射能量感應到鄰近的信號電纜上，對信號電纜連接的電路形成干擾。3）干擾脈沖信號直接通過信號電纜進入設備電路或在電纜（包括信號電纜和電源電纜）上傳輸時產(chǎn)生的二次輻射能量感應進電路，對電路形成干擾。電磁兼容對策快速脈沖對設備影響示意圖PCB電源濾波器被測樣品耦合/去耦網(wǎng)絡容性耦合夾電源線信號線脈沖發(fā)生器原因二原因一原因一原因三EFT測試失敗原因分析示意圖電磁兼容對策4.3.4通過電快速脈沖試驗的整改措施針對脈沖群干擾，主要采用濾波（電源線和信號線的濾波）及吸收（用鐵氧體磁芯來吸收）。采用鐵氧體磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效。但要注意做試驗時鐵氧體磁芯的擺放位置，就是今后要使用鐵氧體磁芯的位置，千萬不要隨意更改。因為脈沖群干擾不僅僅是一個傳導干擾，更麻煩的是它還含有輻射的成分，不同的安裝位置，輻射干擾的逸出情況各不相同，難以捉摸。一般將鐵氧體磁芯用在干擾的源頭和設備的入口處最為有效。下面根據(jù)端口的不同分別進行探討。電磁兼容對策針對電源線試驗的措施解決電源線干擾問題的主要方法是在電源線入口處安裝電源線濾波器，阻止干擾進入設備?？焖倜}沖通過電源線注入是共模方式注入。注入到電源線上的電壓是共模電壓，濾波器必須能對這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設備順利通過試驗。下面是用濾波器抑制電源線上的電快速脈沖的方法。電磁兼容對策a）設備的機箱是金屬的：這種情況是最容易的。因為機箱是金屬的，它與地線面之間有較大的雜散電容，能夠為共模電流提供比較固定的通路。這時，只要在電源線的入口處安裝一只含有共模電容的電源線濾波器，共模電容就能將干擾旁路掉，使其回到干擾源。由于電源線濾波器中的共模電容受到漏電流的限制容量較小，因此對于干擾中較低的頻率成分主要依靠共模電感抑制。另外，由于設備與地面之間的接地線具有較大電感，對于高頻干擾成分阻抗較大，因此設備接地與否對試驗的結(jié)果一般沒什么影響。除了選擇高頻性能良好的濾波器以外，在安裝濾波器時注意濾波器應靠近金屬機箱上的電源入口處，防止電源線二次輻射造成的干擾。電磁兼容對策b）設備機箱是非金屬的如果設備的機箱是非金屬的：必須在機箱底部加一塊金屬板，供濾波器中的共模濾波電容接地。這時的共模干擾電流通路通過金屬板與地線面之間的雜散電容形成通路。如設備尺寸較小意味著金屬板尺寸也較小，這時金屬板與地線面之間的電容量較小，不能起到較好的旁路作用。在這種情況下，主要靠電感發(fā)揮作用。此時，需要采用各種措施提高電感高頻特性，必要時可用多個電感串聯(lián)。電磁兼容對策針對信號線試驗應采取的措施快速脈沖通過信號/控制線注入時，由于是采用容性耦合夾注入，屬共模注入方式。a）信號電纜屏蔽：從試驗方法可知，干擾脈沖耦合進信號電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來，并且接地。因此，用電纜屏蔽的方法解決電快速脈沖干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗中的參考地線面可靠連接。如果設備的外殼是金屬的并是接地的設備，這個條件容易滿足。當設備的外殼是金屬的，但是不接地時，屏蔽電纜只能對電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用，這是通過金屬機殼與地之間的雜散電容來接地的。如果機箱是非金屬機箱，則電纜屏蔽的方法就沒有什么效果。電磁兼容對策b）信號電纜上安裝共模扼流圈：共模扼流圈實際是一種低通濾波器，只有當電感量足夠大時，才能對電快速脈沖群有效果。但是當扼流圈的電感量較大時（往往匝數(shù)較多），雜散電容也較大，扼流圈的高頻抑制效果降低。而電快速脈沖波形中包含了大量的高頻成分。因此，在實際使用時，需要注意調(diào)整扼流圈的匝數(shù)。必要時用兩個不同匝數(shù)扼流圈串聯(lián)起來，兼顧高頻和低頻的要求。電磁兼容對策c）信號電纜上安裝共模濾波電容：這種濾波方法比扼流圈具有更好的效果，但是需要金屬機箱作為濾波電容的地。另外，這種方法會對差模信號有一定的衰減，在使用時需要注意。d）對敏感電路局部屏蔽：當設備的機箱為非金屬機箱，或者電纜的屏蔽和濾波措施不易實施時，干擾會直接耦合進電路。這時只能對敏感電路進行局部屏蔽。屏蔽體應該是一個完整的六面體。電磁兼容對策4.4浪涌沖擊抗擾度測試常見問題對策及整改措施浪涌沖擊形成的機理浪涌沖擊測試及相關要求導致浪涌沖擊抗擾度試驗失敗的原因通過浪涌抗擾度試驗應采取的措施浪涌沖擊抗擾度測試問題及對策電磁兼容對策4.4.1浪涌沖擊形成的機理電磁兼容領域所指的浪涌沖擊一般來源于開關瞬態(tài)和雷擊瞬態(tài)。開關瞬態(tài)系統(tǒng)開關瞬態(tài)與以下內(nèi)容有關：a）主電源系統(tǒng)切換騷擾，例如電容器組的切換；b）配電系統(tǒng)內(nèi)在儀器附近的輕微開關動作或者負荷變化；c）與開關裝置有關的諧振電路，如晶閘管；d）各種系統(tǒng)故障，例對設備組接地系統(tǒng)的短路和電弧故障。電磁兼容對策雷擊瞬態(tài)雷電產(chǎn)生浪涌（沖擊）電壓的主要原理如下：a）直接雷擊于外部電路（戶外），注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生電壓；b）在建筑物內(nèi)、外導體上產(chǎn)生感應電壓和電流的間接雷擊（即云層之間或云層中的雷擊或擊于附近物體的雷擊，這種雷擊產(chǎn)生的磁場）；c）附近直接對地放電地雷電入地電流耦合到設備組接地系統(tǒng)的公共接地路徑。當保護裝置動作時，電壓和電流可能發(fā)生迅速變化，并可能耦合到內(nèi)部電路。電磁兼容對策4.4.2浪涌沖擊測試及相關要求不同的電子、電氣產(chǎn)品標準對浪涌（沖擊）抗擾度試驗的要求是不同的。但這些標準關于浪涌（沖擊）抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T17626.5（idtIEC61000-4-5）：《電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎標準，并按