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关于EMC电磁兼容的概念及EMC测试系统简介

来源:泰然健康网 时间:2024年12月07日 14:33

简介:

EMC电磁兼容的概念:

Electromagnetic compatibility电磁兼容性(EMC) 是电气工程的分支机构, 涉及电磁能量的无意产生、传播和接收, 这些电磁能量可能会对其他正在工作的电子产品造成不必要的影响, 如电磁干扰(EMI), 甚至导致其他设备的物理损坏。研究EMC电磁兼容的目的是在通用的电磁环境中保证所有设备工作正常。IEC CLC/TC210 部门是IEC国际电工委员会专管EMC测试标准发布的组织。

CLC/TC210是IEC专管EMC标准发布的组织

CLC/TC210是IEC专管EMC标准发布的组织

电磁兼容的三个重要因素:

下图展示了EMC电磁兼容测试过程中最重要的三个因素,这三要素中的每一个都必须存在, 尽管在一般情况下都可能不容易确定具体原因。电磁兼容问题通常通过识别其中的至少两个元素并消除 (或衰减) 其中的一个来解决,可以实现干扰缓解, 从而达到电磁兼容。通过深入了解并掌握电磁兼容干扰的三个核心要素——干扰源、耦合路径和接受体-敏感设备,我们可以更有针对性地采取措施来预防和解决电磁干扰问题从而提升电子设备的性能与稳定性确保它们能在复杂多变的电磁环境中可靠运行。

EMC 研究三大类问题

EMC 研究三大类问题

第一要素:电磁能量发射源 EMI -干扰源:

无论该能量是蓄意的还是偶然的, 它都有一个来源并释放到工作环境中的。EMC的测试标准研究并规定了电磁能量的排放量和可以采取的措施以减少不必要的排放。另外法规中定义了被测电子电气产品一般称为EUT被测物或DUT待测物,,所以EMC测试可以理解为Eut Test for EMC。

1.1、干扰源类型: 1.1.1、自然干扰源:

自然干扰源是指自然界存在的各种电磁现象,如雷电、太阳黑子活动以及静电放电等。例如,当雷电发生时,它会产生强大的电磁脉冲,可能对周围的电子设备造成干扰甚至损坏。太阳黑子的活动也会引起电磁辐射的变化,影响地球表面的电磁环境。

人体和设备上的静电积累也是一种常见的自然干扰源。当静电积累到一定程度时,会通过放电的形式释放能量,产生瞬时的电磁干扰。例如,当我们触摸电子设备时,有时会感受到静电放电带来的轻微电击感,这就是典型的静电放电现象。

1.1.2、人为干扰源:

人为干扰源则主要是由人类活动产生的电磁干扰。这些干扰源广泛存在于我们的生活和工作环境中,包括但不限于无线电发射设备(如移动通信基站、广播和电视发射塔)、工业设备(如电机、变频器)、科学和医疗设备(如高频手术刀、X光机)以及高速数字电子设备(如计算机及相关外部设备)。

以移动通信基站为例,其发射的无线电波信号可能会对附近的敏感电子设备产生干扰。同样,工业设备中的电机和变频器在运行时也会产生强烈的电磁噪声,如果不及时加以控制,可能会影响周围设备的正常工作。

1.1.3、抑制EMI干扰源的方法: 要降低或消除干扰源的影响,可以采取以下措施:
屏蔽:使用金属屏蔽材料将干扰源包裹起来,阻止电磁波的传播。
接地:确保所有设备良好接地,以便将静电和其他形式的电磁干扰导入大地。
滤波:在电源线和信号线上安装滤波器,过滤掉不必要的电磁信号。
隔离:对于特别敏感的设备,可以采用电磁隔离技术,将其与外界电磁环境完全隔开。

第二要素:耦合路径:

四种不同的传导和辐射电磁场耦合方式:

EMC耦合路径:即发射干扰EMI到达受害者EUT的路径和机制。

电磁能量从源到受体的耦合方法分为以下四类之一。耦合路径经常利用这些方法的复杂组合, 使得即使在已知源和受体的情况下, 路径很难识别。可能有多个耦合路径, 并且为衰减一条路径而采取的行为可能会增强另一个路径的干扰。

传导 (电流) 电感耦合 (磁场) 电容耦合 (电场) 辐射 (电磁场) 如何切断EMC耦合路径:

可以采取以下措施:

物理隔离:通过增加设备之间的距离来减少辐射耦合的可能性。 屏蔽层:为电缆添加屏蔽层,以减少外部电磁场对电缆内部信号的影响。 光纤传输:采用光纤代替传统的铜线作为传输介质,因为光纤不会受到电磁干扰的影响。 合理布局:在设计电路板时,注意元件布局和走线方式,尽量减少不同电路之间的串扰。

第三要素:接受体(其他电气敏感设备)EMS:

由于接受了第一要素发射源发射的电磁能量导致EUT工作故障或崩溃, 这就是众所周知的射频干扰 (RFI)。EMS说的是接受体EUT设备在射频干扰状态下正常运转的能力,也被称为抗扰度或抗干扰。

敏感设备是指那些容易受到电磁干扰影响的设备。这类设备通常具有高精度、低噪声等特点,对电磁环境的要求较高。例如,医疗监测设备、精密测量仪器和航空航天控制系统都属于敏感设备的范畴。

保护敏感设备的方法:

要保护敏感设备免受电磁干扰的影响,可以采取以下措施:

屏蔽:为敏感设备提供良好的电磁屏蔽环境。 滤波:在电源线和信号线上安装高性能滤波器。 限幅:对于模拟信号,可以使用限幅器限制信号的幅度,防止过强的干扰信号损坏设备。 冗余设计:采用双路供电或备份系统设计,确保即使一路信号受到干扰也能保证设备正常运行。 提高设备抗干扰能力的方法:

除了直接的保护措施外还可以通过以下方法提高设备的抗干扰能力:

优化电路设计:采用低噪声元件和合理的电路布局来减少电磁辐射。 软件算法:利用数字信号处理技术对采集的数据进行滤波处理去除噪声成分。 测试验证:在产品研发阶段进行充分的EMC测试并根据结果不断优化设计。

展望电磁兼容的发展方向:

今天、过去20年的趋势仍在继续。电子电气设备布线越来越密集、运行速度更快、功能更复杂、产品更普及, 为 EMC 及电子工程师带来了新的挑战。与此同时, 3D电磁仿真分析软件对信号完整性和元件辐射提供了改进的电磁/电路联合仿真程序,工程师可以利用软件提供的完备的时域和频域全波电磁算法和高频算法进行电路设计研发和仿真。

另外,与EMC有关的政府和行业针对不同的电子电气产品制定了不同的标准和测试程序,标准内容的更新和要求也是日新月异。然而单靠法规永远也不能保证电子系统的安全和兼容性。这使得在设计早期解决电磁兼容问题比以往任何时候都更重要, 而不是在它未能满足给定的测试标准要求后 “修复” 产品。

欲了解更多关于EMC测试标准和法规等信息,请联系euttest或在本站查找相关文章。

EMC测试系统简介:

电磁兼容标准是什么?

EMC测试系统简介

EMC测试系统简介

电磁兼容测试依赖测试各国出版的测试标准,EMC测试标准是各国政府部门依赖于以上EMC三要素提出的产品测试标准,一般由IEC制定基本标准,然后各国家和产品生产厂家依据IEC标准制定属于自己的EMC标准,然后在该国家上市销售或流通的电子产品都需要通过进行认证级的EMC实验室测试并提供测试报告、认证证书以证明该产品能达到法规要求,最终得与上市销售和流通。您可以查看:EMC测试标准和仪器设备 ,获得更多不同的标准信息。

关于EMC测试设备和系统:

EMC测试设备是用于进行上述认证级EMC测试标准要求的仪器仪表,一般由国家最终认证部门进行测试认证并提供符合法规要求的证书,例如CCC证书或CE证书。所以深圳市易优特测试技术有限公司主要的服务对象就是这样的国家检测认证单位,例如计量院、质量技术监督局、出入境检验检疫局等国家重点单位,还有一些自营的第三方检测实验室。需要注意的是EMC测试实验室建设和设备购买需要高昂的成本费用,大部分认证级设备来自欧美国家并收到管制。

当有大量的测试标准需要满足时,您就需要配置一个EMC测试系统。所以在进行实验室建设项目规划前应向深圳市易优特测试技术有限公司进行专业咨询,防止出现不能实现的测试计划被提案的问题发生。我公司可以为各种电子产品提供符合EMC标准的测试项目汇总和规划,从测试需求、自有项目资金、EMC仪器仪表品牌选购、等诸多方面为客户考虑,为客户提供交钥匙的EMC实验室工程建设服务。我们提供的天线、EMI接收机、LISN人工电源网络、CDN耦合去耦网络、电流探头、低损耗射频线缆、电波暗室、屏蔽室等仪器设备都能满足您的EMC测试要求。

当然,地方性的电子产品生产厂家也可以联系EUTTEST 购买部分投入少的EMC测试设备开展部分测试,在自有资金允许的情况下也可以开展全套EMC测试系统建设,然后申请自我认证。

电子产品生产流程和EMC测试的关系:

电子产品生产流程和EMC测试的关系

电子产品生产流程和EMC测试的关系

如果C阶段EMC测试出现问题,可以通过增加滤波期器件等操作改善产品。否则返回A/B阶段。 如果D阶段EMC测试出现问题,需要付出更多整改时间和经费,需要时可能要返回B阶段,并延长产品上市时间。 所以,从研发周期和研发经费考虑,在B/C阶段通过EMC仿真或样板验证是解决上述问题的根本原则 如果产品上的一个IC或高频器件有干扰,有可能耦合干扰产品自身其他零部件的正常工作,这样的问题是最难查找的。

总之从客户反馈来看,在研发阶段进行测试整改和PCB设计仿真将降低整个产品生产环节的成本费用。

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