电子产品电磁兼容与防护技术应用研究

林雪

摘要：在电子产品问世初期的时候，人们就发现各种电子电器设备之间存在电磁干扰现象，并引起了业内人士广泛的关注。外国有学者成立了专门的研究小组对其进行探究，并最早于十九世纪八十年代发表了“电磁干扰”的相关文献，对电磁干扰性进行研究，讨论电磁兼容性的发展方式。随着现代科技的快速发展，城市化率越来越高，各种辐射源的快速增长，预计在未来20-50年内，各种电磁环境所产生的电磁干扰能量密度将由30倍增加到700倍，甚至有可能的达到1000倍。因此，怎样在如此复杂的电磁环境里面，正确处理各种电子电器设备之间正常运行与复杂电磁环境关系，确保各个电子电器设备之间独立运行成为现如今迫切需要解决的技术性问题。本文对电子产品电磁兼容与防护技术应用进行研究。

关键词：电磁兼容;电磁干扰;防护技术

引言：随着我国现代化的迅速发展，电子电器等产品已经大范围普及，并广泛应用于各个领域。但电子电器设备普及之后，存在于日常环境中的电磁量就会加大，其可能发生一定程度的相互干扰，影响电子产品的正常使用，如何减轻电磁环境的影响就成了我们发展中必须解决的问题。本文通过总结近年来本人实际工作中涉及的电子产品电磁兼容性研究分析实际案例进行分析，并提出一些防护技术加以讨论。

1电磁兼容的概念和发展

1.1电磁兼容的定义

“电磁兼容”指的是电子电器产品或系统在各自的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰的一种和谐共存状态，这对电子产品的使用和发展来说极其关键。由于电子产品的电磁干扰现象普遍存在，为了使多种电子电器设备能够在同一个工作环境下运行，那么就要探究一种能够让电子设备互相之间运行不受干扰的工作状态，这就是电磁兼容的来由。随着电子设备的种类越来越丰富，其内部结构也变得愈发复杂，所以处理各类新型设备的干扰时就变得越来越困难，很难找到那种平衡兼容的状态。因此，可以从降低各电子产品的电磁干扰入手，进行电磁兼容控制。这个工作是将产品中的每个单位分系统中发射的电磁脉冲量控制在一个区间内，并且具有一定的抗干扰性，这样一来结合传统的兼容控制手段，实现了里外结合。所以新型电子产品的制作规范很明确，那就是必须把极强的抗干扰能力作为制作基础，这样才能保证电磁兼容性;除此之外，还要对设备的发射参数进行合理配置，不能产生较大的干扰。

1.2电磁兼容的发展

近年来，我国的电磁兼容研究发展十分稳定迅速，也制定了国家级及行业级的电磁兼容性标准和规范。同时随着我国在各高新技术领域的发展，为了保障航天和军事等方面电磁技术的平稳使用，电磁兼容技术开始被高度重视，积极学习国外的先进技术并大力引进先进设备，旨在保障电磁兼容研究的快速有效。

2常见电磁干扰源和特性

明确电磁干扰的原理和其常见的类型，这些是进行电磁兼容性研究工作的前提，这样才能深入探索出对策，让电磁兼容工作得到强有力的技术支持和保障。

2.1干扰源的常见种类

干扰源的常见种类分为自然和人为的两种。在长期进行和定期讨论的研究工作中，我们总结出电磁干扰的两大类型：自然干扰源。比如雨天的闪电就是强大的电磁干扰源，电荷经常能够高达十万伏特，形成了强大的电磁场。而一般闪电形成时，往往不能预估其威力，其对于电子设备的干扰程度也就无法预料，比如有时会影响手机的正常通话功能，有时却会直接让手机硬件直接报废，后果十分严重。人为干扰源。人为干扰的方式往往比自然方式影响更加严重，其强度经常会超标。因为人们上班上学都是在集体环境中，只要有人使用手机电脑，就会产生电磁场，而人数多起来之后其各自的电子设备电路中交变电流流动，以辐射的方式向四周扩散辐射影响附近的其他店设备，并且会陷入恶性循环。除此之外，设备运行要不断消耗电量，而在这一过程中会让电路中的电流出现瞬态过程产生的干扰极易影响周围电子设备的功能。

2.2干扰源的特性

我们在这里还是以分析人为干扰源为主，其一般分为以下几种情况。第一种，连续干扰源。我们常用的家庭电器就大部分属于电磁干扰源，比如加热食物用的微波炉，蒸煮加热食物的过程中会产生规律性的高频振荡，近似于谐波干扰，其频谱为窄带并且分布在基本振荡频率附近。第二种是脉冲干扰源。脉冲干扰源产生单脉冲或脉冲串形式的电磁干扰，脉冲的波形、宽度和重复频率都是随机的，其干扰特性由脉冲的波形和重复频率决定。另外电子设备中的各元器件互相之间进行接触也会产生一定的电磁干扰，这需要在生产时就注意，使电子设备的组合结构尽量避免干扰，保证成品的完工质量。

3防护方法与技术

处理电磁干扰问题可以从其诱因环节出发，以期消除不必要的干扰。这里找到电磁干扰的源头，即从电子设备的生产环节开始处理，国内外的各大生产企业也都察觉到了这一点。一开始在组装设备时就将电磁干扰现象多加测试，保证成品的电磁兼容设计达到合理的程度，这样就减少了后期成品出现异常返厂维修的现象，间接节省了资源和精力，属于电子行业长期发展的必要手段。而我们的研究工作也要抓住这一优势，从电磁干扰源处控制其电磁发射，除此之外，还可以在不影响电子产品正常功能發挥的前提下，适当地将设备各工作结构进行隔离，直接有效地降低干扰，提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度，切断电磁骚扰源和受扰设备之间的耦合通道。

3.1屏蔽技术原理

屏蔽技术主要设计借助各类导电材料做成平面设备接地，以切断通过空间的静电耦合，感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声途径;隔离技术主要运用继电器，隔离变压器或光电隔离器件来切断电磁噪声以传导的形式的传播途径，其特点是将两部分电路的地线系统分隔开来，让这两部分电路不能通过产生阻抗从而进行耦合。在测试小米手持式吸尘器检测时，研究发现产品空间辐射发射测试过程中，手持式吸尘器运行产品电机散发能量过大，导致吸尘器放电过程空间辐射RadiationEmission测试不通过，这里主要涉及了屏蔽技术和抑制吸收电机能量部分的问题，所以建议客户使用定子和转子空间紧凑型电机，以减少电机摩擦产生的火花，造成溢出空间辐射能量，减少测试天线接收到的能量干扰，与此同时，在电机壳上面包裹导电泡棉和电机壳紧密接触，测试电机两端增加一对104电容，吸收屏蔽能量，能够使得测试通过，达到进出口规范的要求。

3.2设备接地

在电路系统中，将设备接地是最常见的办法，让设备的安全性直接得到保障，避免设备产生电磁干扰同样也可以采取这一措施。除了正常的作为电路运行的通路之外，在电路的个别区域进行接地还能帮助各级电路之间进行信号传输，对局部电路进行电量供应。而且电子设备需要的功能越多，其结构设计越复杂，连带的接地系统架构也就更加关键，需要精密专业的设计。目前常见的电子电器设备系统、分系统及设备间的信号传输均采用双线或双绞线。在某系统数据传输过程中，客户使用双绞线传输数据，在静电空气放电时，由于电荷的累积以及没有放电回路，使得数据容易产生丢失现象，在此时使用加屏蔽层的双绞线，就近接地使得有放电回路且不产生静电电荷累积，就可以减少乃至消除数据丢包现象，达到高效传输数据的能力。

3.3滤波技术

滤波（Wavefiltering）是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施，是抑制传导干扰的有效方法。其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择来实现信号滤波。以苏泊尔某制汤机为例，在传导测试过程中，制汤机在电机启动加热时带来传导干扰无法消除的难点，循环周期不固定，测试取样时间点差异，导致检测数据受干扰多，这个时候需要增加滤波器用以减弱启动瞬间的电机能量。

3.4磁环

磁环是电子电路中常用的抗干扰元件，其阻抗特性随不同的频率而变化，一般在低频时阻抗很小，而当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。在进行美的某型号榨汁机的骚扰功率测试的时候，由于电机自身以及PCB线路板的影响，造成了产品在线辐射骚扰的骚扰功率测试数值不通过，通过查看电路，在产品内部PCB输如端前面增加了一个0.5*100mm1/2TS的740420卡扣磁环，用以达到抑制吸收线上辐射量的目的，从而使得慢速榨汁机能够通过EMI电磁干扰测试。

3.5压敏电阻

压敏电阻是一种限压型保护器件，英文名称叫“VoltageDe-pendentResistor”简写为“VDR”，或者叫做“Varistor”。根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同，可将压敏电阻区分为浪涌抑制型、高功率型和高能型这三种类型。我们日常使用的绝大多数压敏电阻器都属于浪涌抑制型，所以我们在这里就以雷击浪涌的整改方法加以说明。我们在进行浙江月立II类直发器（卷发棒）产品的雷击浪涌测试的时候，由于产品没有地线，所以测试时候容易造成电荷冲击过速电压过大，所以需要在线路板上面增加一個浪涌抑制型压敏电阻，利用压敏电阻的非线性特性，抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压电路中出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。

结束语

结合我国社会的实际发展状况来看，电子电器设备的应用已经渗透到人们生活中的方方面面，电磁兼容措施也越来越被行业内外的群体关注。做到谋发展，就要尽量消除电磁干扰，从技术层面大力开展革新，从业人员要不断学习，丰富知识技能，为电磁行业的发展进步做出应有的贡献。不断开拓创新，研制出新型的检测方法，对电磁干扰的参数进行限制和规范，保证电子设备生产环节万无一失，让成品电子设备的兼容性达到最佳，符合企业和个人发展的需要。

参考文献

[1]王延华.浅谈电磁兼容性设计与测量[C].中国电子学会可靠性分会第十二届学术年会，2004.

[2]王欣.超宽带无线通信发射系统的电磁兼容研究[D].河北工业大学，2011.

[3]陈淑凤，马蔚宇，马晓庆.电磁兼容试验技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2012.

[4]武全力.试论电磁兼容[J].智能建筑与城市信息，2008（2）：103-105.

[5]王天立.航天电磁兼容技术支持专家系统网络化设计与应用[D].哈尔滨工业大学，2005.