电磁兼容课件第5讲

1
第四章 电磁兼容性控制
4.1 分析和解决电磁兼容性 问题的一般方法 4.2 电磁骚扰的抑制策略 4.3 空间分离 4.4 时间分隔 4.5 频率划分和管制 4.6 电气隔离
2
4.1 分析和解决电磁兼容性问题的一般方法
4.1.1 问题解决法
问题解决法(The Problem-solving Approach)是在建立 电路、设备和系统之前不专门考虑电磁兼容性问题，先进 行研制，然后根据研制成的电路、设备和系统在装配、调 试中出现的电磁干扰问题，应用各种抑制干扰的技术去解 决。这是一种落后而冒险的方法。因为设备或系统已经装 配好，再去“解决”电磁干扰问题是很困难的。为了解决 问题，可能要进行大量的拆卸和修改，也许还要重新进行 设计。这不但造成人力和物力的浪费，延误电路、设备和 系统的研制周期，而且会使电路、设备和系统的性能下降。
9
系统法集中了电磁兼容性控制方法的研究成就，采用系统 法是现代电力、电子设备或系统设计、试验、制造、装配 的总趋势。系统法本身还在不断发展和进步。基于系统法， 美国开发并研制成功了飞行器机载电子系统的电磁兼容、 电磁辐射和电磁泄漏的一些计算机软件。例如， SEMCAP(System and Electromagnetic Compatibility Analysis Program)是一种大规模综合性的系统电磁兼容、电磁辐射 和电磁泄漏分析程序，它是美国为航天事业于20世纪60年 代开发的，以后作了大量补充；
12
4.2 电磁骚扰的抑制策略
电磁兼容学科是在早期单纯的抗干扰方法基础上发展 形成的，两者的目标都是为了使设备、系统在共存的电磁 环境中互不产生干扰，最大限度地发挥其工作效能。但是， 早期单纯的抗干扰方法与现代的电磁兼容技术相比，两者 在控制电磁骚扰的策略、技术和实施方法上有着显著的差 别。
6
规范法(The Specification Approach)是按照已经颁布的电磁 兼容标准和规范进行设备和系统的设计、制造和装配。这 种方法可以在一定程度上预防电磁干扰问题的出现，比问 题解决法更为合理。但由于标准和规范不可能是针对某个 设备和系统制定的，因此，企图解决的问题不一定是要解 决的问题，只是为了适应规范而已。另外，规范是建立在 电磁兼容经验基础上的，没有进行电磁干扰的分析和预测， 因而往往导致过量的预防贮备，可能使设备和系统的成本 增加。由于电磁兼容性标准和规范在一定程度上反映了设 备或系统中存在的共性问题以及解决问题的规则，因此规 范法对系统电磁兼容性的分析、设计提供了预见性和综合 性，故与问题解决法相比，规范法较为合理和进步。
5
4.1.2 规范法
为了满足电磁兼容性要求，各国政府和工业部门尤其 是军事部门都制订了许多强制执行的标准和规范。例如， 美国军用标准MIL-STD-461/2(Apply to equipment and subsystems only)，MIL-STD-464(is a document applicable to all agencies of the Department of Defense in the United States that contains system level EMC requirements)，中国国 家标准GB4824—1996(《工业、科学、医疗射频设备电磁 骚扰特性的测量方法和限值》)。随着电磁兼容性标准和规 范的完善和发展，电磁兼容性的分析、设计方法发展成比 较合理的“规范法”方法。
பைடு நூலகம்
4
在调试、装配现场清楚地确定下列问题将有利于解决 电磁骚扰问题。
①干扰多久发生一次？是连续的还是周期性的？是否 有规律？
②干扰的频率是多少？是否是周围电路、设备工作频 率的谐波造成的？
③干扰的幅度是多大？ ④干扰是宽带的还是窄带的？ 确定了骚扰源后，再确定干扰的耦合途径是辐射耦合 还是传导耦合，最终决定抑制、消除干扰的方法。
10
IAP(Intra-system Analysis Program)是美国空军研制的一种 大规模系统内电磁兼容、电磁辐射和电磁泄漏分析程序； IPP-1(Interference Prediction Process-1)是一种大规模的电 磁干扰预测程序。SEMCAP程序在一台CDC-6600或一台 IBM-360/70计算机上用于B-1轰炸机的电磁兼容、电磁辐 射和电磁泄漏特性分析时，运行时间分别为 50 min和 20 min。
3
因此，问题解决法是一种比较落后的方法，它是在电磁 兼容性理论不够完善、抑制电磁骚扰的方法不够系统、 电磁兼容性分析预测尚未形成的历史条件下产生的，曾 普遍被采用，目前仍然被部分工程技术人员所采用。
用问题解决法分析和解决电路、设备和系统的电磁 兼容性问题，首先必须正确地确定骚扰源。为了做到这 一点，要求从事电磁兼容工作的工程师和技术人员比较 全面地熟悉各种骚扰源的特性。
11
一般在设备、系统设计早期考虑电磁兼容性设计，比 较容易采取有效的技术措施，所需经费较少。根据美国贝 尔实验室分析论证，在新产品设计阶段能把电磁干扰抑制 在电路组件级、设备级或分系统级,就可以消除电磁干扰的 80%～90%；反之，如果在产品试制成功后，发现电磁干 扰再来解决它，问题就显得困难多了，无论在抑制电磁干 扰的技术上，还是在投资的费用以及体积、质量上都会成 倍增长，使费效比上升，造成很大的浪费。
7
必须注意，使用满足电磁兼容性标准和规范的部件装 配成的设备，不一定满足设备的电磁兼容性要求；使用满 足电磁兼容性标准和规范的设备组成的系统，不一定满足 系统的电磁兼容性要求。
8
4.1.3 系统法
系统法(The System Approach)是用计算机技术按预测 程序针对某个特定设备或系统的设计方案进行电磁兼容性 分析和预测。系统法从设计阶段开始就用分析程序预测在 设备、系统中将要遇到的那些电磁干扰问题，以保障设备 和系统的电磁兼容性，并在设备或系统的设计、试验、制 造、装配过程中不断对其电磁兼容性进行分析和预测。若 预测结果表明存在不兼容问题或存在太大的过量设计，则 可以修改设计后再进行预测，直至预测结果表明完全合理， 才进行硬件生产。采用这种方法基本上可以避免一般出现 的电磁干扰问题或过量的电磁兼容性设计。