电磁兼容设计周云正浙江佩洁尔医疗科技有限公司浙江•上虞312351电子镇流器，高转换速率的开关电源（SMPS）和电器产品，不可避免地出现电磁辐射及干扰问题，严重时会导致其它电子仪器的失灵；其它电器也会干扰它的正常工作。

为此，电磁兼容性（EMC）的设计要符合我国现行标准（CCC）的电磁兼容性要素的控制，也符合美国的联邦通信委员会（FCC）、欧洲联盟（EU）所制定的有关标准和规范。

ＥＭＣ知识：自从一八二二年安培率先提出一切磁现象的根源是电流的假说，继而由法拉第发现感应电动势的规律，最终由麦克斯韦根据电与磁的相互作用，预言电磁波的存在，奠定当今所研究的电磁兼容理论基础。

电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。

所谓电磁兼容设计就是要使电子设备既不受周围电磁干扰（EMS）而能正常工作；又能使电子设备本身不对周围其它电子设备产生电磁干扰（EMI），影响其正常运行。

电子设备的电磁兼容已成为现代工程设计中的重要组成部分。

工业发达国家如美国、英国、德国、日本等已经将电磁兼容要求纳入技术规范，欧共体规定自一九九六年一月一日起强制执行89/336/EEC指令，并加贴CE标志后才准许销售。

为了与国际接轨，我国的国家技术监督局规定自二OO二年十月起对电子产品，低压电器实施电磁兼容强制性认证。

电磁兼容性设计是我们电气工作师不得不研究的一门紧要课题。

举例：医院内对电磁干扰敏感的设备医院里的病人监测系统（血压计、心电图仪）对于电磁干扰是极其敏感的，因为被测的人体电信号非常微弱，通常以微伏、纳安级为单位，由高灵敏度探头提取，易受外界电磁干扰而产生误差，或导致失灵；再则人体作为天线，更容易感应各种频率的电磁干扰信号，降低检测设备的抗扰阈值。

核磁共振成像系统的信号取样电路灵敏度很高，是极易受干扰影响其成像质量的。

植入人体内的心脏起搏器，心电去颤器，受到外界强电磁干扰脉冲后会导致失效，心脏停止跳动，或出现房颤，危及病人生命。

便携式诊断仪器，如脉搏分析仪、血氧计……都含有微信号放大的高增益IC电路，干扰电磁脉冲从电源线、输入探头及引线中窜入而受到干扰。

已公开报道的医疗设备受电磁干扰所发生的案例已屡见不鲜：一九九八年三月,美国得克萨斯州的奥斯汀市一家医院的医疗检测系统失灵，究其原因是附近的一家电视台发射了数字电视信号。

一辆救护车上的监护设施停止工作，查实是救护车上的通信设备所产生的场强达20V/m，超过了医疗设备的干扰容限。

一家医院的核磁共振仪每天定时失效一次，原来是每天此时有一辆垃圾车从附近通过，车上的金属体使其磁场发生扭曲。

据报导，某些数字式手机通话时，常常引起心脏起搏机失效。

电磁兼容的重要性开关电源大都选用脉宽调制式稳定电压，工作频率为20-70KH z。

由于半导体功率器件发生电流瞬变和电压瞬变（di/dt, dv/dt）,不可避免地出现电磁噪声。

电子镇流器也工作在开关状态，它们属于一种强电磁干扰源。

电磁兼容性设计不当，其所产生的电磁干扰通过传导和辐射会对其它电子仪器．设备产生影响，可能使整个系统无法正常作。

电磁骚扰及相关要求国家标准GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容定义为“设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

”又陆续制定了《无线电干扰和抗扰度测量设备规范》（GB/T 6113-1995），《电动工具、家用电器和类似器具无线电干扰特性的测量方法和允许值》（GB/T 4343-84）等。

我国在该领域起步较晚，而国外已达上百个标准之多。

起草的标准主要参照国际电工委员会（IEC）的有关规定，与国际接轨。

电源骚扰电压的限值如下表。

上述限值电平单位用dBμV表示，根据dBμV＝2OLogV(uV) 可得：１uV=OdB uV而60 dBuV=1mVEMC测试设备：ＥＭＩ３００１／ＥＭＩ３００２／ＥＭＩ３００３，其频率范围：９－３００００ＫＨＺ，精度达２．０dＢuＶ．可以满足要求．EMC 是电磁兼容性。

是指电气设备和电子系统在设定的电磁环境和规定的安全界限范围内以设计的等级和性能运行，而不会受电磁干扰引起的损坏或不可接受的性能恶化。

电磁干扰它包括机器内部干扰和系统之间的干扰。

提高EMC的方法：电路设计时最好用贴片器件、晶体等振荡器件外壳接地、会产生火花的器件要用RC电路吸收放电电流、采用金属体屏蔽电路。

EMC产品标准GB13837、GB9254、GB4343、GB9383、GB17625.1、GB13836、GB/T17618、GB/17626；CISPR13、CISPR20、CISPR22、FCC 。

测试设备有频谱分析仪、电磁干扰接收分析仪。

厂长见的几种屏蔽材料陆续更新中~~~导电布织物类型金属镀层电阻率应用优点聚酯纤维镍/铜/镍Ω < 0.05ohms/square导电泡棉特殊形状,适应特定环境的安装泡棉泡棉类型压缩变形(ASTMD 3574)颜色应用优点聚氨酯 5 to 10% 黑或灰导电泡棉可阻燃压缩衬垫形状复杂热塑性橡胶(TPE) < 20% 黄或白导电泡棉形状复杂可阻燃金属化泡棉< 5% 灰色I/O衬垫形状复杂Ω ≤0.08 ohms/square压敏胶带压敏胶带不锈钢上180°剥离强度（ASTM3330）耐热性（3M TM InternalTest)应用优点3M TM9485 或相同产品75 oz/in(82N/100mm)短期：450°F（232°C）长期：300°F（149°C）高粘性抗剪切高剥离强度及高耐热性Nitto D5052 或相同产品87 oz/in(95N/100mm)短期：311°F（155°C）长期：240°F（160°C）高粘性抗剪切高内粘强度、高剥离强度及高耐热性3M TM950 或相同产品75 oz/in(82N/100mm)短期：250°F（121°C）长期：180°F（82°C）高粘性高剥离强度铜箔布织物类型电阻率应用优点纯软质铜+聚脂纤维Ω ≤0.02ohms/square导电泡棉任意成型,可阻燃导电性好,并导热电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其它设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。

”对于无线收发设备来说，采用非连续频谱可部份实现EMC性能，但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。

例如在笔记本计算机和测试设备之间、打印机和台式计算机之间以及行动电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰，我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。

EMC问题来源所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。

EMI有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。

信号辐射是藉由外壳的缝、槽、开孔或其它缺口泄漏出去；而信号传导则藉由耦合到电源、信号和控制在线离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。

很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现，大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽：从源头处降低干扰；藉由屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。

EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标，这些性能在设计阶段的早期就应完成。

对设计工程师而言，采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。

如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用，从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。

无论是金属还是涂有导电层的塑料，一旦设计人员确定作为外壳材料之后，就可着手开始选择衬垫。

金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估，其单位是分贝，计算公式为SEdB=A+R+B其中A：吸收损耗(dB) R：反射损耗(dB) B：校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一，即SE要等于100dB。

吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中f：频率(MHz) μ：铜的导磁率σ：铜的导电率t：屏蔽罩厚度反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。

对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，然后随着与波源距离的增加而下降，但平面波阻则无变化(恒为377)。

相反，如果波源是一个小型线圈，则此时将以磁场为主，离波源越近波阻越低。

波阻随着与波源距离的增加而增加，但当距离超过波长的六分之一时，波阻不再变化，恒定在377处。

反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化，因此它不仅取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。

这种情况适用于小型带屏蔽的设备。

近场反射损耗可按下式计算R(电)dB=321.8-(20×lg r)-(30×lg f)-[10×lg(μ/σ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]其中r：波源与屏蔽之间的距离。

SE算式最后一项是校正因子B，其计算公式为B=20lg[-exp(-2t/σ)]此式仅适用于近磁场环境并且吸收损耗小于10dB的情况。

由于屏蔽物吸收效率不高，其内部的再反射会使穿过屏蔽层另一面的能量增加，所以校正因子是个负数，表示屏蔽效率的下降情况。

EMI抑制策略只有如金属和铁之类导磁率高的材料才能在极低频率下达到较高屏蔽效率。

这些材料的导磁率会随着频率增加而降低，另外如果初始磁场较强也会使导磁率降低，还有就是采用机械方法将屏蔽罩作成规定形状同样会降低导磁率。

综上所述，选择用于屏蔽的高导磁性材料非常复杂，通常要向EMI屏蔽材料供货商以及有关咨询机构寻求解决方案。

在高频电场下，采用薄层金属作为外壳或内衬材料可达到良好的屏蔽效果，但条件是屏蔽必须连续，并将敏感部份完全遮盖住，没有缺口或缝隙(形成一个法拉第笼)。

然而在实际中要制造一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不可能的，由于屏蔽罩要分成多个部份进行制作，因此就会有缝隙需要接合，另外通常还得在屏蔽罩上打孔以便黏着与附加卡或装配组件的联机。

设计屏蔽罩的困难在于制造过程中不可避免会产生孔隙，而且设备运行过程中还会需要用到这些孔隙。

制造、面板联机、通风口、外部监测窗口以及面板黏着组件等都需要在屏蔽罩上打孔，从而大大降低了屏蔽性能。