电子设备结构设计中的电磁兼容

电子设备结构设计中的电磁兼容
引言：但凡电子设备，在运行过程中都在无时无刻在向外界辐射着或强或弱的电磁能量，这些能量对于附近的其他电子设备而言就可能是一种环境干扰，影响其正常的运行状态或者降
低其工作性能，为解决这些问题，电磁兼容的概念和实现方式作为一门专门的课题得到了学
界广泛关注。

一、电磁兼容基本含义当前，电子产品系统间电磁干扰的日趋严重化，电磁兼容这一研究课题逐渐进入人们的视野。

电磁兼容（ElectromagneticCompatibility，EMC）通常
定义为一个电子设备的各个功能部分在同一工作环境下，可以做到不受其他部分的电磁波动
影响，而正常运行的一种安全模式[1] 。

电磁兼容对于如今的电子技术学科发展而言有着诸
多的现实意义。

电子设备的制造中，产品的集成化、超高频率化导致了电子设备中电磁扰动
影响逐渐加剧，对于一些高精度的电子产品而言，过量的电磁干扰会使得整个系统失灵。

比
如在宇宙空间站中，无数高精度、高科技化的电子设备集中在一个大的舱体内，并且空间站
运行在几万里的高空之上，暴露在复杂的宇宙电磁环境中，空间站内不同系统间的电子设备
之间会产生电磁辐射的干扰，同时整个空间站还收到外界宇宙中电磁波的干扰，这种状况下，要使空间站安全地运行、完成航天任务，不采取相应的电磁兼容技术几乎是不可能的。

二、
电磁兼容发展历程电磁波自十九世纪被先后预言并通过实验证明其存在后，电磁波技术得到
了飞跃式的发展和应用，而伴随着电磁波技术的进步发展，电磁干扰的问题也逐渐暴露在人
们面前，为解决电子设备间的电磁干扰问题，电磁兼容的概念于二十世纪四十年代形成。

在
电磁兼容概念的牵引下，科学家开始对电磁干扰形成的缘由、影响电磁干扰程度的因素、降
低干扰的方法以及有效实现电磁兼容的方式方法进行探索，进而逐步形成了电磁兼容这门学科。

在大量的研究下，制定出了电磁兼容的标准和规定，完善了电磁兼容的检测评估技术，
将电磁兼容的相关理论形成一个完整的体系，这为后来的电磁兼容在电子设备中的有效实现
奠定了理论基础。

当前，电磁兼容已经成为一门较为成熟的理论学科，为应对日趋恶化的电
磁环境，越来越多的学者投身到了电磁兼容的研究当中，丰富和补充了电磁兼容理论。

尤其
借助计算机技术的出现，电磁兼容可以实现在计算机中的仿真模拟，将电子设备中可能出现
的电磁干扰通过计算机软件进行预测，并且精准地找出其出现的缘由，借此在电子设备结构
设计环节实现对电磁干扰的有效抑制。

我国虽然电磁兼容技术起步较晚，但是在国防科技、
航空航天等领域发展的催动下，已经形成较完善的电磁兼容学科系统，并且具备了一定的检
测和实现能力。

三、电子设备结构设计中电磁兼容实现分析（一）电磁干扰产生因素分析对于电磁干扰形成过程分析主要可以从三个角度进行分析，即：电磁干扰源、电磁波传递路径、电磁干扰抗性低的元件。

1. 电磁干扰源电磁干扰来源可以是多方面的，但主要可以分为内部干扰以及外部干扰。

内部干扰指电子设备内部各个电子元件运行过程中，产生的电磁波会对
附近的其他电子元器件产生干扰，这种通常类型较为单一，且波动幅度较小。

外部干扰指来
自电子设备外部环境的一切电磁干扰，由于电子设备所处电磁环境的不同，电磁干扰的类型
通常也不是固定的[2] 。

2. 电磁波传播路径干扰电磁波在空间中的不同传播路径会对电子设
备产生不同的干扰，主要可以分为空间电磁波直接辐射干扰、缆线受到干扰并传递干扰、电
磁波对电源辐射而产生干扰。

不同类型的辐射还有可能叠加到一起，形成更加复杂的电磁波
动类型。

3. 对电磁干扰敏感的元器件电子设备中，部分元器件对电磁干扰极其敏感，不论是设备内部还是外部环境中的电磁波动都会对其运行性能产生影响。

（二）通过结构设计实现
电磁兼容上文中对电磁干扰产生的原因进行了一系列分析，进而可以有针对性的在电子设备
的结构设计环节进行优化，通过结构上的调整，降低电子设备产生电磁干扰的可能性或者使
电子设备具有一定的防干扰能力。

1. 电子设备中的接地结构电子设备设计中的接地结构具有极其重要的意义，通过接地，使得电子设备中各个部分或者不同的电子设备之间具有了共同
的零电势点，这一特征极大提升了电子设备运行的稳定性以及面对电磁干扰时的抗性[3] 。

此外，接地结构可以将电子设备外壳表面累积的多余电荷及时导入地下，这避免了雷暴环境中
电子设备被雷电击中的情况，同时也避免了工作人员被电子设备电击可能性。

2. 对于电子元
件的电磁屏蔽及保护电子设备中屏蔽结构的设计，可以同时实现对传播路径电磁干扰和电子
元件对外部环境电磁辐射的控制，通常的实现方式是在电子设备外部设置屏蔽电磁辐射的金
属外壳，通过金属对电子元器件、导线等的包裹，使外部的电磁辐射无法干扰电子设备的运行，电子设备的电磁辐射也无法影响到外部环境。

四、结束语未来，电磁干扰问题还会进一
步严重化，电磁兼容技术也必须得到更进一步的进步和突破来做以应对。

电子产品结构上的防干扰设计，实现了从干扰源头、干扰传递等多个角度的电磁兼容，是一种十分有效的电磁兼容实现方式，因此值得学界投入更多的精力去探究。

参考文献： [1] 呼波 . 电子设备电磁兼容与热设计的协同设计 [D]. 西安电子科技大学 .2009. [2] 吕景峰 , 陈玲香 . 电子设备结构设计中的电磁兼容 [J].电子世界 .2013(12).。