第2351期
前言
电磁兼容EMC(Electro Magnetic Compatibility)兴起于20世纪80年代,是一门以电磁场理论为核心,与多学科互相渗透、结合的新兴学科。近年来,随着科技的发展,人们在生产、生活中使用的电气、电子设备越来越广泛,电磁兼容也成为企业设计研发和消费者越来越重视的问题。
国家标准GB/T 4365-2003《电磁兼容术语》将电磁兼容定义为“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”,简单点说,就是各种设备都能正常工作又互不干扰,达到“兼容”状态。
电磁兼容示意图
EMC(电磁兼容)
=EMI(电磁干扰)+EMS(电磁抗扰度)
如果这么说还是觉得抽象的话,下面我们举几个例子感受一下日常生活中的电磁兼容问题:
当打开电视时,室内的日光灯会出现瞬间变暗的现象,这是因为电视打开的瞬间大量电流流向电视机,电压骤然下降导致使用同一电源的日光灯受到影响。
在手机来电时,话筒会出现失真伴有刺耳的“吱吱”声或者电视/电脑屏幕出现闪烁,这些是因为你手机通讯的电波从空间耦合到话筒、电视/电脑接收天线上使其受到干扰。
电磁兼容三要素
电磁干扰源通常分为自然干扰源和人为干扰源。自然干扰源包括:大气噪声干扰,如雷电产生的火花放电;太阳噪声干扰,如太阳黑子;静电放电,如人体、设备上所积累的静电。
夏日城市天空闪电
常见的人为干扰源有:无线电发射设备,包括移动通信系统、广播、电视、雷达;工业、科学、医疗(ISM)设备,如高频手术刀、X光机、核磁CT等;电力设备,包括电机、继电器、电梯等设备;高速数字电子设备,包括计算机和相关设备。
广播通信设备
举个例子,近两年新冠疫情打乱了人们的日常生活。传染病流行需要具备传染源、传播途径、易感人群三个要素,而干扰源、耦合途径、敏感设备三者一起有可能会导致EMC问题的发生。
电磁兼容三要素示意图
通过以上介绍,我们知道EMC是一项非常重要的质量指标。欧盟规定,所有电气电子产品必须通过EMC认证,加贴CE标志后才能在市场上销售。我国CCC强制性产品认证管理均规定,凡有电磁兼容要求的电子电器产品,在进入中国市场前,均应满足于相应EMC国家标准。这意味着产品在进入市场前均应通过严格的EMC测试。不同产品特性不同,标准规定的测试项目也会有所差异。电磁兼容测试的典型项目有:
电磁兼容典型试验项目
开阔试验场是电磁兼容辐射发射测试的重要场地,它是众多测试标准中都建议使用的标准测试场地。但是开阔试验场造价较高并远离城区,使用不方便,即使是建在城区,也经常会因为背景噪声大而影响到电磁兼容测试。于是代替开阔试验场的电波暗室成了应用最为普遍的电磁兼容测试场地。除此以外,电磁屏蔽室也是电磁兼容(EMC)重要的试验场地之一。
此外强电场还会对生物体造成影响,一般可以分为热效应与非热效应。对于热效应,随着射频入射功率密度的逐渐增加,可以出现血流加快、血液分布较少部位的局部体温升高、酶活性降低、蛋百质变性、心率改变甚至体温调节能力受抑制、局部组织受损直至死亡等。而对于非热效应,其影响就广泛的多。包括对中枢神经系统、血液免疫系统、心血管系统、生殖系统与胚胎发育的影响等。这些影响不仅反应在个体级、器官级而且影响到细胞级。
在进行电磁兼容设计时要求: