如何实现EMC电磁兼容的全面分析

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EMC(Electro MagneTIc CompaTIbility)——电磁兼容，是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作的能力，也是电子、电气设各或系统的一项重要的技术性能。就世界范围来说，电磁兼容性问题已经形成一门新的学科，也是一门以电磁场理论为基础，包括信息、电工、电子、通信、材料、结构等学科的边缘科学，同时也是一门实践性比较强的学科，需要产品工程师具有丰富的实践知识。电磁兼容的中心课题是研究如何控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其他设备联系在一起工作时，不导致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发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。当然，在电子设备或系统出厂前，衡量其EMC J眭能好坏的主要依据就是FMC测试结果。这些测试，就是模拟产品在实际工作环境中发生的一些骚扰和干扰，如图所示。目前，衡量一个产品的EMC跬能主要从以下两个方面来考虑。

产品在实际工作环境中发生的一些骚扰和干扰

(1)EMI(Electro MagneTIc Interference)——电磁干扰性能。即处在一定环境中的设备或系统正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量于扰。这样的电磁干扰有：

● 从电源线传导出来的电磁骚扰；

● 从信号线、控制线传导出来的骚扰；

● 从产品壳体(包括产品中的所有电缆)辐射出来的骚扰；

● 从电源端口传导出来的谐波电流(Harmonic)；

● 电源端口产生的电压波动和闪烁(FluctuaTIon and Flicker)。

(2)EMS(Electro MagneTIc Susceptibility)——电磁抗扰度性能。即处在一定环境中的设各或系统正常运行时，设各或系统能承受各种类型的电磁能量干扰。这种电磁能量干扰主要有：

● 静电放电；

● 电源端口的电快速瞬变脉冲群；

● 信号线、控制线端口的电快速瞬变脉冲群；

● 电源端口的浪涌和雷击；

● 信号线、控制线端口的浪涌和雷击；

● 从空间传递给产品壳体的电磁辐射；

● 电源端口传入的传导干扰；

● 电源端口的电压跌落与中断。

EMC设计则是在产品设计过程中，利用一定的设计技巧和额外的技术手段提高产品的EMC性能(包括产品的抗干扰能力和产品的抗骚扰水平)，并能在一定环境中按照产品的设计期望正常运行。为了衡量到达实际应用环境前产品的EMC性能，则需要进行EMC测试。对应于以上产品各项FMC指标，EMC测试通常也有如下两个方面。

(1)EMI电磁干扰测试

● 电源线传导骚扰(CE)测试；

● 信号、控制线传导骚扰(CE)测试；

● 辐射骚扰(RE)则试；

● 谐波电流(Harmonic)呗刂试；

● 电压波动和闪烁(Fluctuation and Flicker)测试。

(2)EMS电磁抗扰度测试

● 静电放电(ESD)抗扰度测试；

● 电源端口的电快速瞬变脉冲群(EFT/B)抗扰度测试；

● 信号线、控制线的电快速瞬变脉冲群(EFT/B)抗扰度测试；

● 电源端口的浪涌(SURGE)和雷击测试；

● 信号线、控制线的浪涌(SURGE)和雷击测试；

● 壳体辐射抗扰度(RS)坝刂逑；

● 电源端口的传导抗扰度(CS)测试；

● 信号线、控制线的传导抗扰度(CS)测试；

● 电源端口的电压跌落与中断测试(DIP)。

对于汽车及车载电子设备，由于其电磁环境与供电环境相对特殊，其EMC测试也相对特殊，但也可分为EMI测试和EMS测试两大类。它更加突出ISO、CISPR和SAEJ标准的重要性，具体的FMC测试项目有两个。

(1)EMI测试

● 符合CISPR25(对应国标为GB18655)、CISPR12(对应国标为GB14023)、SAEJ551/5(对应国标为GB18387)标准的辐射骚扰测试；

● 符合CISPR25(对应国标为GB18655)标准的传导耦合/瞬态发射骚扰测试。

(2)EMS测试

● 符合1507637-1/2标准规定的电源线传导耦合/瞬态抗扰度测试；

● 符合1507637-3标准规定的传感器电缆与控制电缆传导耦合/瞬态抗扰度测试；

● 符合150114527(对应国标为GB17619)标准规定的射频传导抗扰度测试；

● 符合15011452-2(对应国标为GB17619)标准规定的辐射场抗扰度测试；

● 符合15011452-3(对应国标为GB17619)标准规定的横电磁波(TEM)小室的辐射场抗扰度测试；

● 符合15011452-4(对应国标为GB17619)标准规定的大电流注入(BCI)抗扰度测试；

● 符合15011452-5(对应国标为GB17619)标准规定的带状线抗扰度测试；

● 符合15011452-6(对应囟标为GB17619)标准规定的三平板抗扰度测试；

● 符合15010605标准的静电放电抗扰度测试。

EMC设计不能像硬件电路设计、结构设计、软件设计等设计活动可以单独存在，它依附于产品的其他设计活动中。如果一定要对EMC设计活动进行分类，那么主要包括：

(1)产品的EMC标准和需求分析；

(2)产品机械结构构架的FMC设计，包括产品中的电缆部分的设计；

(3)电路原理图的FMC设计；

(4)PCB的EMC设计；

(5)EMC测试过程中出现问题的改进。

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