基于电磁兼容风险评估方法的EMC整改研究

基于电磁兼容风险评估方法的EMC整改

研究

摘要：随着综合国力的不断提高，各种民用产品、商用产品以及工业产品的需求呈现爆发式的增长。与此同时，由于产品的质量参差不齐，在使用的过程中存在着巨大的安全隐患。因此，国家相关部门制定了３Ｃ产品认证标准，用以规范产品进入市场的最基本的要求。国内产品逐渐走向国外市场，面对的首要问题就是产品执行的标准种类繁多，而且各个国家都制定了自己的产品标准，不具有互认性。在这种情况下，签署了国际互认协议的ＣＮＡＳ认可为解决这个问题提供了一种行之有效的途径，实现了产品的一次认证，多国使用的功能，减少了企业的检测成本，同时也促进了产品在国际市场的流通性。

关键词：电磁兼容；风险评估方法；EMC整改

引言

目前我国很多企业缺乏针对产品EMC设计的流程和方法，很多工程师也没有接受过系统的EMC培训，因此相比其他功能性能测试，电磁兼容测试是电子工程师最头痛的一项。很多电子设备在设计之初是不知能否通过电磁兼容性考核的，一般是通过EMC测试，发现不符合项，进行整改，再次进行相关测试，直到通过考核为止。如果工程师缺乏相应的整改经验，则会出现遇到问题不知如何下手，或是进行初步整改无法通过试验后，不知该如何进一步实施整改。利用电磁兼容风险评估方法，可以根据各风险要素的影响程度快速找到整改方向，实施整改措施，达到产品快速改进迭代的目的。

1电磁兼容ＥＭＣ典型试验检测方法介绍

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验，是通过导线传输的方式给被试样品施加特定的干扰，验证被试样品能否正常工作。试验所需的主要设施设备有屏蔽室、信号源、功率放大器、耦合去耦网络等。在试验中将被测设备（ＥＵＴ）放置在

参考平面上方0.1m±0.02m高的绝缘支架上，另外，所有与ＥＵＴ连接的电缆应放置于参考平面上方至少30ｍｍ处。如果ＥＵＴ被设计为安装在一个面板、支架或机柜上，那么它应该在这种配置下进行试验。当需要用一种方式支撑试验样品时，这种支撑应由非金属、非导电材料构成。ＥＵＴ的接地应与制造商的安装说明一致。所需的耦合去耦装置与ＥＵＴ之间的水平距离应在0.1～0.3ｍ。对电源端口试验时，按照相关产品标准的试验等级要求，设定试验电压和频率范围。对信号端口和控制端口试验时，用耦合夹进行试验，按照相关产品标准的试验等级要求，设定试验电压、重复频率以及施加干扰的时间。

静电放电抗扰度试验，从放电的位置上分为直接放电和间接放电，其中直接放电对被试样品直接施加电压，观察样品的状态，间接放电是对水平和垂直耦合板施加电压，观察样品的状态。另外，直接放电又分为空气放电和接触放电，其中空气放电选择标准要求的试验电压，枪头尽可能快地由远及近并触及预选点并在样品外壳缝隙处寻找敏感点，并在敏感点处进行连续空气放电试验。寻找敏感点的过程中，放电电极的圆形枪头应尽可能快地接近并触及受试品。每次放电结束后，应将枪头从受试品表面移开，然后重新触发发生器，进行新的单次放电，重复至放电完成为止。接触放电是按照相关产品标准要求，对金属部件施加要求的试验电压，以单次放电的方式进行。在预选点上，施加标准要求的单次放电次数，连续单次放电之间的时间间隔至少为1ｓ。在试验过程中，应使枪头垂直于预选点的表面。间接放电是选择标准要求的试验电压，对水平和垂直耦合板进行放电。水平耦合板放电试验是在距受试设备的每个单元中心点对面的0.1ｍ处水平耦合板边缘，至少施加10次单次放电。放电时，放电电极的长轴和水平耦合板应处于同平面，并与水平耦合板的边缘垂直，在放电开关闭合前，放电电极应接触水平耦合板的边缘。垂直耦合板放电试验是对耦合板的一个垂直边的中心至少施加10次的单次放电，应将尺寸为0.5ｍ×0.5ｍ的耦合板平行于受试样品且与其保持0.1ｍ的距离。放电应施加在耦合板上，通过调整耦合板位置，使受试设备四面不同的位置都受到放电试验。

2电磁兼容优化与整改

2.1综合选择元件

在产品中，元器件和部件级的EMI由不同元件间的电磁耦合引起。在实际应用中，电路中有2种结构：有引脚的元件、没有引脚的元件。一般情况下，带有引脚的元件会有寄生效应，在高频时表现得更好；没有引脚的元件（尤其是表面贴片的元件）则寄生效应不大。在电磁兼容的选择上，表面贴片结构是最好的，其次是辐射型的引脚结构，最后是研究平行于轴向的引脚。在高频情况下，与引线电容结构相比，滤波器电容宜选用穿芯或支架结构，引线的电感值较低。若采用引线电容，则应充分考虑导线电感量对滤波效果的影响。在选用主芯片和元件时，选用自身发光较小的晶片为佳。由于高损耗、高功率的器件，辐射源比较明显，应尽量避开。选择合适的电子元件是解决电磁辐射、电磁场敏感性等问题的关键，同时也是改善产品EMC的先决条件。

2.2选择合理的整改方法

在电磁兼容整改前，需要先对设备内部结构进行全面检查，以便了解产品的基本模块、零部件等，保证各项结构符合设备运行标准和相关规范的要求。再考虑其他设备引起的电磁干扰，包括：设备运行环境、电机设备、整流器、电气设备、转换器等造成的电磁干扰。而对于需要连接到天线上的设备，在电磁兼容性诊断过程是否在电磁兼容校正期间。尤其是灵敏度高的信号线、电源线等，需要看作是重要的干扰源，需要加强控制，否则会影响宽带、非线性工件的工作质量和使用性能。可通过断电方式进行现场测试，各项设备切断电源之后逐个判断，当确定好功率干扰问题之后，要及时采取相应的措施来控制和解决干扰问题，但需要注意对干扰电线电缆进行合理分类，并保证接地系统能够稳定运行。

2.3核心部件重点关注

核心器件和芯片是影响EMI的重要因素，必须重视。如芯片、变流器、整流器、时钟等关键元件，在大部分场合都需屏蔽和隔离。在实际生产中，如果一个产品是多个组件，每个组件都可以在工作中暂停或还原。通过断电的方式，可以确定干扰源，交替切断电源逐步缩小电磁兼容探测的范围，并将可疑的模块和部件替换；如果产品单独模块不能单独中止或还原，可以协同其他模块来查找干扰源。若电器产品电磁兼容参数超标，应采取以下措施：马达碳刷、马达电感、马