浅谈电子设备的电磁兼容性设计

发布时间：

2023-02-20

电磁兼容性是指器件、设备或系统在所处电磁环境中良好运行，并且不对其所在环境产生任何难以承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容涵盖了电磁干扰和电磁敏感度。为实现系统内设备互不干扰、兼容运行，即要控制骚扰源的电磁发射，又要提高受骚扰对象的抗扰度。

一、电磁兼容性分析
电磁兼容性是指器件、设备或系统在所处电磁环境中良好运行，并且不对其所在环境产生任何难以承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容涵盖了电磁干扰和电磁敏感度。为实现系统内设备互不干扰、兼容运行，即要控制骚扰源的电磁发射，又要提高受骚扰对象的抗扰度。
二、电磁干扰方式分析
自然因素和人为因素是电磁干扰的两种方式。按来源我们也可以把其分为内部干扰和外部干扰。内部干扰即指电子设备内部的各电子器件间的干扰。例如漏电造成的干扰、导线间互感造成的干扰，元件发热造成对其它元件的干扰，元件产生的磁场造成的干扰等各方面，外部干扰主要除了电子产品本身以外的干扰因素。如外部电磁场干扰、外部电磁波干扰、外部高电压干扰、外部湿度、温度、酸碱度干扰、电压不稳造成的干扰等。
三、电磁兼容性设计
电磁干扰有三大因素，具体是指感受器、干扰源（信号发生器如静电枪、浪涌测试仪等设备）与耦合途径。当此三个因素都满足条件时就不会产生电磁干扰。
基于此，电子产品在设计时就需要考虑到两方面问题，一是电子产品本身不受内、外部因素干扰，另外是电子产品本身不要对其它产品产生干扰。基于这两方面的考虑在设计时主要从三大因素考虑。电磁兼容性设计内容包括：限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传递及增强敏感设备的抗干扰能力。
1、PCB设计
电磁兼容性设计的首要任务就是PCB设计。PCB设计的好坏将直接决定了电子产品电磁兼容性能。合理的PCB设计，可以使电子产品降低电磁干扰并减轻电磁干扰带来的影响。电子设备PCB的电磁兼容设计，关键在于模拟和逻辑有源器件固有的电磁敏感特性，由于方波信号具有高阶谐波成分，因此在数字电路设计时，应在满足产品设计要求的情况下，尽量选择低的边沿变化速度。除元器件选择外，还要综合运用去耦电容、铁氧体端接、线路排布、地和电源设计等有效有段，增强去耦效果，优化抗扰性能。
2、屏蔽设计
屏蔽设计就是利用介质将电磁减小或阻止的设计，介质通常是带有吸收功能的金属，能够实现阻挡功能。按介质分类，可将屏蔽介质分为电屏蔽与磁屏蔽。设计当中还需要考虑缝隙问题。研究发现，当缝隙的最大线形尺寸等于干扰源半波长的整数倍时，缝隙的电磁泄露最大。
3、接地技术
接地设计是通过接地的方式来减少电磁干扰的重要手段，也是常规手段。在设计当中要考虑接地点、接地方式等。在电磁兼容性设计中可以考虑以下方法：减少接地点之间电位差、管形接地线、保证接地线的电气连接可靠性、接地方式的选择。
4、滤波技术
滤波技术主要是通过电磁干扰滤波器来抑制干扰，它是提高电磁兼容性的主要手段，滤波器的应用可以使电磁干扰信号强度减弱、电平降低。但是在设计当中对于滤波器的安装位置、安装方法要有很好的把握。
5、合理布局