設(shè)計制造中的電磁兼容測試
作者： 日期：2015-11-10 瀏覽次數(shù)：1212次 來源：
介紹了什么時候需要電磁兼容整改及常見的電磁兼容整改，并從電磁騷擾發(fā)射測試、諧波電流測試及瞬態(tài)脈沖抗擾度測試三個方面介紹了如何順利通過電磁兼容試驗。
1．概述
1.1 什么時候需要電磁兼容整改及對策
對一個電子、電氣產(chǎn)品來說，在設(shè)計階段就應(yīng)該考慮其電磁兼容性，這樣可以將產(chǎn)品在生產(chǎn)階段出現(xiàn)電磁兼容問題的可能性減少到一個較低的程度。但其是否滿足要求，最終要通過電磁兼容測試檢驗其電磁兼容標準的符合性。
由于電磁兼容的復(fù)雜性，即使對一個電磁兼容設(shè)計問題考慮得比較周全得產(chǎn)品，在設(shè)計制造過程中，難免出現(xiàn)一些電磁干擾的因素，造成最終電磁兼容測試不合格。在電磁兼容測試中，這種情況還是比較常見的。
當然，對產(chǎn)品定型前的電磁兼容測試不合格的問題，我們完全可以遵循正常的電磁兼容設(shè)計思路，按照電磁兼容設(shè)計規(guī)范法和系統(tǒng)法，針對產(chǎn)品存在的電磁兼容問題重新進行設(shè)計。從源頭上解決存在的電磁兼容隱患。這屬于電磁兼容設(shè)計范疇。
而目前國內(nèi)電子、電氣產(chǎn)品比較普遍存在的情況是：產(chǎn)品在進行電磁兼容型式試驗時，產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)定型，產(chǎn)品外殼已經(jīng)開模，PCB 板已經(jīng)設(shè)計生產(chǎn)，部件板卡已經(jīng)加工，甚至產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)出來等著出貨放行。
對此類產(chǎn)品存在的電磁兼容問題，只能采取“出現(xiàn)什么問題，解決什么問題”的問題解決法，以對產(chǎn)品的最小改動使其達到電磁兼容要求。這就屬于電磁兼容整改對策的范疇，這是我們這次課程需要探討的問題。
1.2 常見的電磁兼容整改措施
對常見的電磁兼容問題，我們通過綜合采用以下幾個方面的整改措施，一般可以解決大部分的問題：可以在屏蔽體的裝配面處涂導電膠，或者在裝配面處加導電襯墊，甚至采用導電金屬膠帶進行補救。導電襯墊可以是編織的金屬絲線、硬度較低易于塑型的軟金屬(銅、鉛等)、包裝金屬層的橡膠、導電橡膠或者是梳狀簧片接觸指狀物等。
在不影響性能的前提下，適當調(diào)整設(shè)備電纜走向和排列，做到不同類型的電纜相互隔離。改變普通的小信號或高頻信號電纜為帶屏蔽的電纜，改變普通的大電流信號或數(shù)據(jù)傳輸信號電纜為對稱絞線電纜。
加強接地的機械性能，降低接地電阻。同時對于設(shè)備整體要有單獨的低阻抗接地。
在設(shè)備電源輸入線上加裝或串聯(lián)電源濾波器。
在可能的情況下，對重要器件進行屏蔽、隔離處理，如加裝接地良好的金屬隔離板或小的屏蔽罩等。
在各器件電源輸入端并聯(lián)小電容，以旁路電源帶來的高頻干擾。
下面，我們分別就電子、電器產(chǎn)品在傳導發(fā)射、輻射發(fā)射、諧波電流、靜電放電、電快速脈沖、浪涌等電磁兼容測試項目試驗過程中較常出項的問題及解決方案和補救措施與大家共同探討。
我們根據(jù)各項目的特點，將這些內(nèi)容分為三大類分別進行討論：
電磁騷擾發(fā)射類：傳導發(fā)射、輻射發(fā)射
諧波電流類
瞬態(tài)脈沖抗擾度類：靜電放電、電快速脈沖、浪涌沖擊
2．電磁騷擾發(fā)射測試常見問題對策及整改措施
對于電磁發(fā)射測試對策及整改，我們將在下個專題《電子產(chǎn)品 3C 認證檢測中常見電磁兼容問題與對策》中以AV 和IT 類產(chǎn)品為例加以詳細探討，在這兒僅進行一些提綱性介紹，不再深入展開探討。
2.1 電子、電氣產(chǎn)品內(nèi)的主要電磁騷擾源
設(shè)備開關(guān)電源的開關(guān)回路：騷擾源主頻幾十kHz 到百余kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
設(shè)備直流電源的整流回路：工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百kHz；高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)十MHz。
電動設(shè)備直流電機的電刷噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。
電動設(shè)備交流電機的運行噪聲：高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射：騷擾源頻率從幾十kHz 到幾十MHz
設(shè)備運行狀態(tài)切換的開關(guān)噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。
智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾：騷擾源主頻幾十kHz 到幾十MHz，高次諧波可延伸到數(shù)百MHz。
微波設(shè)備的微波泄漏：騷擾源主頻數(shù)GHz。
電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾發(fā)射：騷擾源主頻幾十kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
電視電聲接收設(shè)備的高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波：騷擾源主頻數(shù)十MHz 到數(shù)百MHz，高次諧波可延伸到數(shù)GHz。
信息技術(shù)設(shè)備的及各類自動控制設(shè)備數(shù)字處理電路：騷擾源主頻數(shù)十MHz 到數(shù)百MHz，高次諧波可延伸到數(shù)GHz。
2.2 騷擾源定位
2.2.1 根據(jù)測量曲線定位：
依據(jù)：超標騷擾頻率范圍、超標騷擾頻域分布、窄帶騷擾還是寬帶騷擾等
根據(jù)被測設(shè)備工作方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)定位：
有沒有使用標準不建議使用的半波整流和對稱/非對稱電源調(diào)整電路？
內(nèi)部結(jié)構(gòu)中電路板布局是否合理？
內(nèi)部電纜走線是否合理？
內(nèi)部濾波器（濾波電路）安裝是否合理？
內(nèi)部電路接地和搭接方式是否合理？
機箱屏蔽是否滿足對應(yīng)產(chǎn)品的需求？
2.2.2 根據(jù)被測設(shè)備組成和功能定位：
設(shè)備內(nèi)部有否二次電源，其工作方式？
設(shè)備內(nèi)是否有驅(qū)動電機，電機類型？
設(shè)備內(nèi)是否有變頻調(diào)速電路？
設(shè)備內(nèi)是否有數(shù)碼控制或智能控制電路？是否使用晶振？
設(shè)備內(nèi)是否存在程控的繼電器或開關(guān)電路？
設(shè)備正常工作是否利用電磁波或微波？
設(shè)備內(nèi)是否存在工作中的無線收發(fā)電路？
2.2.3 根據(jù)功能模塊工作情況進行故障定位：
若設(shè)備的各個模塊可以暫停和恢復(fù)工作，可以通過逐個暫停這些模塊的工作來判斷騷擾來源。
若模塊不可以獨立暫停和恢復(fù)工作，可以通過與設(shè)備其它功能模塊一起組合進行暫停和恢復(fù)工作，從而判斷騷擾的大概來源。
若模塊不可以獨立暫停和恢復(fù)工作，可以通過與其它設(shè)備的合格功能模塊一起組合進行暫停和恢復(fù)工作，從而判斷騷擾的大概來源。
對懷疑騷擾超標的模塊，可以用置換的方式來進行騷擾判定。
2.3 電子、電氣產(chǎn)品連續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策
家電類產(chǎn)品連續(xù)傳導騷擾標稱測量頻率范圍148.5kHz-30MHz（實際為150kHz-30MHz）。
測量分別在電源端子及負載端子和附加端子上進行。
連續(xù)傳導騷擾的主要來源：
開關(guān)電源的開關(guān)頻率及諧波騷擾、電源整流回路的整流噪聲、
交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲、
電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾、
智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾等
當我們通過騷擾定位方式找到超標點的騷擾來源后，
即可采用相對應(yīng)的騷擾抑制措施。
2.4 電子、電氣產(chǎn)品斷續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策
家電類產(chǎn)品斷續(xù)傳導騷擾標稱測量頻率范圍148.5kHz-30MHz（實際為150kHz-30MHz）。
測量在電源端子上進行，喀嚦聲測量的頻率點為：150kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz
斷續(xù)傳導騷擾的主要來源：
恒溫控制器具，程序自動的機器和其他電氣控制或操作的器具的開關(guān)操作會產(chǎn)生斷續(xù)騷擾。
此類操作一般通過繼電器和程控電子/機械開關(guān)等實現(xiàn)。
此類騷擾一般由繼電器、開關(guān)的觸點抖動及非純阻負載通斷所產(chǎn)生的電涌沖擊形成。
可采用相對應(yīng)的騷擾抑制措施主要針對以上兩個方面進行。
2.5 電子、電氣產(chǎn)品輻射騷擾超標問題及對策
電子、電氣產(chǎn)品輻射騷擾場強測量頻率范圍30MHz-1000MHz。
測量一般在開闊場或半電波暗室中進行。
輻射騷擾的主要騷擾來源：
開關(guān)電源的開關(guān)頻率及諧波騷擾
交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲
電磁感應(yīng)設(shè)備的電磁騷擾
智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾等
當我們通過騷擾定位方式找到輻射騷擾超標點的騷擾源后，即可采用相對應(yīng)的騷擾源抑制措施。（針對故障定位及騷擾來源分別展開說明）
一般來說，首先抑制騷擾源，這可以通過優(yōu)化電路設(shè)計、電路結(jié)構(gòu)和排版，加強濾波和正確的接地來達到。其次是要切斷耦合途徑，這可以通過正確的機殼屏蔽和傳輸線濾波達到。
