EMC是什麼?基本概念、類型和測試標準介紹

EMC是什麼？基本概念、類型和測試標準介紹

工程師3 發表於 2018-05-11 16:06:00

EMC是Electro Magnetic Compatibility的縮寫，即電磁兼容。

順便說一句，我國CCC認證標誌後帶EMC字母的才表示電磁兼容認證

我們看電視的時候，如果旁邊有人使用電吹風或電剃鬚刀之類的家用電器，屏幕上會出現令人煩感的雪花條紋。電飯鍋煮不熟米飯，明明關閉了的空調器，過一會卻又自己啟動……這些都是常見到的電磁幹擾現象。更為嚴重的是，如果電磁幹擾信號妨礙了正在監視病情的醫療電子設備或正在飛行的飛機時，則會造成不堪設想的後果。

電磁兼容性（EMC）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行並不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁幹擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁幹擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁幹擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

所謂電磁幹擾是指任何能使設備或系統性能降級的電磁現象。而所謂電磁幹擾是指因電磁幹擾而引起的設備或系統的性能下降。

EMC包括EMI（電磁幹擾）及EMS（電磁耐受性）兩部份，所謂EMI電磁幹擾，乃為機器本身在執行應有功能的過程中所產生不利於其它系統的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。

1.電磁兼容的基本概念、類型和測試標準

1.1基本概念

電磁兼容性測試EMC，是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行並不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁幹擾的能力。自從麥克斯韋建立電磁理論、赫芝發現電磁波至今百餘年來，電磁能得到了充分的利用。尤其在科學發達的今天，廣播、電視、通信、導航、雷達、遙測遙控及計算機等領域得到了迅速的發展，給人類創造了巨大的物質財富，特別是信息、網絡技術的爆炸性發展，使世界的對話距離一下拉近。EMC測試包括測試方法、測量儀器和試驗場所，測試方法以各類標準為依據，測量儀器以頻域為基礎，試驗場地是進行EMC測試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測受場地的影響很大，尤其以電磁輻射發射、輻射接收與輻射敏感度的測試對場地的要求最為嚴格。

1.2電磁兼容類型

作為EMC測試的實驗室大體有兩種類型：

一種是經過EMC權威機構審定和質量體系認證而且具有法定測試資格的綜合性設計與測試實驗室，或稱檢測中心。

另一種類型就是根據本單位的實際需要和經費情況而建立的具有一定測試功能的EMC實驗室。主要適用於預相容測試和EMC評估，也就是為了使產品在最後進行EMC認證之前，具有自測試和評估的手段。

1.3測試標準

國際標準化組織已經和正在制定EMC的有關標準和規範。我國在這方面的起步雖然較晚，但發展很快。隨著市場經濟的發展，我國要參與世界技術市場的競爭，進出口的電子產品都必須通過EMC檢驗。我國1998年已立法強制對六類進口電子產品及通信終端產品施行EMC檢測。

同時，國內也正在審定和驗收正式的EMC認證機構和實驗室。產品的EMC檢測是實現電磁兼容不可缺少的技術手段，強制貫徹電磁兼容標準，則是保證產品質量和提高市場競爭力的先決條件。

2.電磁兼容測試的方法

2.1靜電抗擾度檢測

靜電分為接觸放電和空氣放電，靜電是積累的高壓，當接觸到設備的金屬外殼時會瞬間放電，會影響到電子設備的正常工作，可能引起設備故障或重啟，在安全性要求較好的場合這是不允許的。靜電會影響顯示效果，可能出現顯示閃爍或黑屏，影響正常顯示和操作。

2.2電快速瞬變脈衝群抗擾度檢測

電快速瞬變脈衝群是一系列的高頻高壓瞬變脈衝施加在設備上，觀察設備是否受到其影響。防護群脈衝主要的方法是「疏導」和「堵」，封閉磁環的效果好於對扣磁環，也可以將磁環加入到板級中，固定在印製板中，這樣使設備更可靠。對電源線、信號線、通訊線兩端增加磁環，可以對群脈衝幹擾進行防護。

2.3雷擊浪湧檢測

雷擊浪湧主要包含兩個方面，一個是電源防雷，一個是信號防雷。電源防雷主要是針對系統級而言的，系統級設計要按照三級防雷設計，總電源進入端設置電源防雷，可以對系統的電源進行一級防護，電源經過電源防雷後，進入隔離變壓器，隔離變壓器可以對電磁幹擾信號進行較好的防護，抑制其對系統的影響。信號防雷是對系統的信號通路進行防護，主要涉及的是板級設計，在板級設計中增加防雷器件，如氣體放電管，增加TVS洩放迴路，當有大電流時通過配套電阻和TVS、氣體放電管洩放，對後級電路起到保護作用。而後信號進行光電隔離，再進入系統，系統可以採集到一個穩定的信號，使系統正常分析判斷，正常發出指令，正常工作。另一方面就是設計較寬的信號範圍，信號正常波動時，系統正常工作。

2.4射頻場感應傳導的抗擾度檢測

射感試驗可能會對顯示信號、採集驅動等造成影響，可能使顯示閃爍或黑屏，影響設備操作，可能使採集驅動工作異常，採集不到需要的信號，無法驅動現場設備。射頻試驗是0.15k～80M頻率範圍內對信號線、電源進行幹擾，3級強度是10V/m。射感防護的原則是將電源、信號線的屏蔽做好，屏蔽層良好接地，選擇合適頻率進行濾波，將幹擾濾除。

2.5輻射發射檢測、射頻場輻射抗擾度檢測

該測試主要是測試系統的抗射頻信號及整體屏蔽性能，只要系統做好良好的屏蔽，系統地線接地良好，系統就可以通過檢測。通過相關電磁兼容測試，產品就可以推向市場，進行試運行了，對試運行中出現的問題，進行匯總，以備產品的改進。

3.電磁兼容性的控制方法

EMC技術在控制幹擾的策略上採取了主動預防、整體規劃和「對抗」與「疏導」相結合的方針。人類在徵服大自然各種災難性危害中，總結出的預防和救治、對抗和疏導等一系列策略，在控制電磁危害中同樣是極其有效的思維方法。

採用眾所周知的抑制幹擾傳播的技術，也可以採取迴避和疏導的技術處理，有時這些迴避和疏導技術簡單而巧妙，可以代替成本費用昂貴而質量體積較大的硬體措施，收到事半功倍的效果。在解決電磁幹擾問題的時機上，應該由設備研製後期暴露出不兼容問題而採取挽救修補措施的被動控制方法，

轉變成在設備設計初始階段就開展預測分析和設計，預先檢驗計算，並全面規劃實施細則和步驟，做到防患於未然。把EMC設計和可靠性設計，維護性、維修性設計與產品的基本功能結構設計同時進行，並行開展。EMC控制技術是現代並行工程的組成內容之一。EMC控制策略與控制技術方案可分為如下幾類：

（1）傳輸通道抑制：具體方法有濾波、屏蔽、搭接、接地、布線。

（2）空間分離：地點位置控制、自然地形隔離、方位角控制、電場矢量方向控制。

（3）時間分隔：時間共用準則、雷達脈衝同步、主動時間分隔、被動時

間分隔。

（4）頻率管理：頻率管制、濾波、頻率調製、數字傳輸、光電轉換。

（5）電氣隔離：變壓器隔離、光電隔離、繼電器隔離、DC/DC變換

4.電磁兼容性的設計方法

EMC設計的基本原則和方法，首先是根據產品設計對EMC提出的要求和相應指標，然後，依據EMC的有關標準和規範，將設計產品的EMC指標要求分解成元器件級、電路級、模塊級和產品級的指標要求，再按照各級要實現的功能要求，逐級分層次的進行設計。EMC設計應考慮的問題很多，但從根本上講，就是如何提高設備的抗擾度和防止電磁洩漏。通常採取的措施，一方面設備或系統本身應選用互相干擾最小的設備、電路和部件，並進行合理的布局。再就是通過接地、屏蔽及濾波技術，抑制與隔離電磁騷擾。對不同的設備或系統有不同的設計方法和措施。

（1）元器件的選擇和電路的分析是EMC設計基礎。

（2）電源系統的EMC設計。

（3）接地系統的抗幹擾設計。

（4）印製電路板的EMC設計。另外，值得注意的是在進行EMC設計時，一定不能忽略對靜電放電的防護。ESD防護的關鍵，一是防止靜電核的產生和積累，再就是阻隔ESD效應的發生。

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