EMC入门

EMC入门----介绍一些简单的电磁兼容知识1.什么是电磁辐射、电磁兼容的概念1.1.什么是电磁辐射1.1.1.电磁辐射概念电场和磁场的交互变化产生电磁波。

电磁波向空中发射或泄漏的现象叫电磁辐射。

电磁辐射的种类大致可以分为：(1)天然辐射。

天然的电磁辐射来自于地球的热辐射、太阳热辐射、宇宙射线、雷电等。

(2)人工辐射。

人工电磁辐射来自于广播、电视、雷达、通信基站及电磁能在工业、科学、医疗和生活中的应用设备。

1.1.2.电磁辐射场区的划分电磁辐射场区一般分为远区场和近区场。

(1) 近区场及特点以场源为中心，在一个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场。

近区场通常具有如下特点：近区场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。

即：E#1377H。

一般情况下，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多。

近区场的电磁场强度比远区场大得多。

从这个角度上说，电磁防护的重点应该在近区场。

近区场的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。

(2) 远区场及特点在以场源为中心，半径为一个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场。

远区场的主要特点如下：在远区场中，所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播，这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。

在远区场，电场强度与磁场强度有如下关系：在国际单位制中，E=377H，电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。

远区场为弱场，其电磁场强度均较小。

(3) 近区场与远区场划分的意义通常，对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说，近区场辐射的电磁场强度较大，所以，我们应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。

对电磁辐射近区场的防护，首先是对作业人员及处在近区场环境内的人员的防护，其次是对位于近区场内的各种电子、电气设备的防护。

而对于远区场，由于电磁场强较小，通常对人的危害较小，这时我们应该考虑的主要因素就是对信号的保护。

1.1.3.电磁污染过量的电磁辐射就造成了电磁污染。

它是以电磁场的场力为特性，并和电噪音的性质、功率密度及频率等因素密切相关。

1.2.EMC电磁兼容性概述EMC（Electro Magnetic Compatibility）直译是“电磁兼容性”。

意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。

EMC又可分为EMI和EMS，针对我们公司的产品，现着重于EMS领域。

1.2.1.EMI（Electromagnetic Interference）电磁骚扰测试一个设备或装置在操作过程中有不利功能的讯号出现，此讯号是不想要且没意义的，它可能来自外界亦可能来自自己。

此测试之目的为:检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共电网以及其他正常工作之电器产品的影响.电磁骚扰又可分为二个方向考虑：·CE(Conducted Emission)：传导放射性·RE(Radiated Em ission)：辐射放射性1.2.2.EMS(Electromagnetic Susceptibility) 电磁抗扰度测试一个设备或装置在操作过程中不受周遭电磁环境影响的能力此测试之目的为:检测电器产品能否在电磁环境中稳定工作,不受影响.1.2.3.EMS试验主要几个项目1.2.3.1.静电放电抗扰性试验试验原理：人体是损坏起见的主要静电干扰源，静电干扰试验电路是模拟人体、物体在接触设备时产生的静电放电或人体、物体对邻近物体的放电。

主要对产品产生作用的方式：直接通过能量的交换，引起器件的损坏放电说引起的近场（电场和磁场的变化），造成设备的误动作。

试验设备-------静电枪实物1.2.3.2.射频电磁场抗扰性试验试验原理：随着社会的进步，我们生活的空间充满了各种各样的电场和磁场，所有处于场中的食物都会受到场的干扰，其影响的表现形式最终转化为干扰电压和干扰电流。

试验仪器-------全电波暗室1.2.3.3.电快速瞬变脉冲群抗扰性试验试验原理：电路中机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电器电子设备产生干扰。

其特点是脉冲成群出现、脉冲重复频率高、上升时间短、单个脉冲能量低。

经常导致设备产生误动作。

试验仪器——脉冲群干扰设备组1.2.3.4.浪涌抗扰性试验试验原理：1、模拟间接雷击:当雷电击中外部电路，有大量的电流流入外部线路或接地电阻，因而产生干扰电压：又如间接雷击在线路上感应出的电压或电流：再如雷电集中了邻近物体，在其周围建立了电磁场，当户外电路穿过电磁场时，在线路上感应出了电压和电流：另外雷电击中了附近的地面，地电流通过公共接地系统是时说引起的干扰。

2、模拟切换瞬变:当主电源系统切换时（列入补偿电容组的切换）产生的干扰：或切换有谐振电路的可控硅设备：或设备接地网络、接地系统之间的短路或飞弧故障都会导致浪涌现象.浪涌强度示意图：试验仪器——浪涌组合发生器1.2.3.5.工频磁场骚扰抗扰性试验试验原理：工频磁场试验主要模拟50HZ工频电力线所构成的磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感的主要是带线圈的设备。

试验仪器——工频磁场发生器2.电磁辐射干扰的途径2.1.共模干扰和差模干扰电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做“共模”和“差模”。

设备的电源线、电话等的通信线、与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。

但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是“地线”。

干扰电压和电流分为两种：一种是两根导线分别做为往返线路传输；另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。

前者叫“差模”，后者叫“共模”。

差模与共模的关系图2.2.信号线耦合传导电磁骚扰通过导电通路传输到受体的耦合方式。

一个仪器、设备可能引出多种导线,如电源线、地线、信号线、控制线和通信线等,电磁骚扰可通过这些导线及其它导体(包括机壳、机架、共同的接地等)进入设备,引起干扰。

导线可以传送相当高频率的电磁骚扰, 如双绞线可以到几十兆赫, 同轴电缆可达吉赫(109Hz)。

2.3.信号线耦合传导电磁干扰能量以电磁场的形式通过导体、介质、缝隙和孔洞而形成的辐射.主要对公司产品运行产生影响的电磁辐射实际干扰形式。

而且传导耦合和辐射耦合又是相互转换的3.主要对公司产品运行产生影响的电磁辐射实际干扰形式3.1.静电影响在一些北方较为干燥的地方，特别是在冬天的时候，操作维护等安装人员在穿着一些化纤织物的服装对终端进行安装或者操作的时候，会产生大量的静电，轻度的情况下，会使一些带有静电保护电路的芯片在受到静电干扰的情况下复位重启，比较严重的就是把终端内部芯片和一些存储数据的元器件击穿损坏，导致终端某些功能上的失效，如抄不到表数据，或者终端数据被打乱，显示出现乱码等。

3.2.雷击影响在南方多雷雨天气的地方，在雷电击中电网系统的某个设备时，会在整个电网系统的电原里产生干扰电压，如果在终端电源电压输出端没有良好的滤波情况下，容易导致终端受到干扰产生复位，或者击中终端安装现场附近的地面时，产生瞬间强大的感应电压和电流，也会导致终端受到干扰复位。

但，这里注意，一般情况下，供电系统中都有避雷措施，雷击直接击中终端的可能性较小，我们这里所说的雷击影响是雷电环境下的电磁场干扰。

4.电磁辐射对人体的危害（互动）4.1.日常生活中所遇到的电磁辐射源电磁辐射（电磁场）的主要来源有两大类：（1）天然的，如光、雷电及地磁场等是自然界的电磁现象；（2）人造的（由电能转化而来），可分为工频电场与磁场和射频电磁场两种。

产生工频电场、磁场的又可以分为两种情况：像彩电、冰箱、洗衣机、电脑、复印机、电熨斗、洗碗机、电动搅拌器、电烤箱、电吹风、暖风机、空调机、立体声接收机、吸尘器、电炉及电灯等，这是家庭及工作场所中工频电磁场的主要发射源；像高压输电线路、变电站及电动机车、轻轨、磁悬浮等，这是公众环境中工频电磁场的主要发射源。

能够产生射频电磁场的辐射源，其频率要>100KHz。

常见的辐射源有广播及电视发射塔、雷达、移动电话手机及基站、卫星地球站、微波站、微波炉、电子防盗系统等，这些都是我们在日常环境中随处可见的射频电磁场发射源。

4.2.认识电磁辐射是如何形成的交替变化的电场会产生交替变化的磁场，而交替变化的磁场又会激起交替变化的电场。

这就是说，只要在空间某处存在一个交变的电场，那么它的周围就会产生一个新的交变磁场，而这个新的交变磁场又会在远处激发一个交变的电场。

这种交替变化的电场和磁场称为电磁场。

这种交变的电磁场会在空间以类似水波的形式由近及远地传播开去，这就是电磁波。

电磁波向空中发射的现象，就是电磁辐射。

在环境保护领域，电磁辐射通常指电场强度、磁场强度和无线电干扰三种物理现象或物理量。

4.3.区别电磁辐射与电磁污染4.3.1什么是电磁辐射交替变化的电场会产生交替变化的磁场，而交替变化的磁场又会激起交替变化的电场。

这就是说，只要在空间某处存在一个交变的电场，那么它的周围就会产生一个新的交变磁场，而这个新的交变磁场又会在远处激发一个交变的电场。

这种交替变化的电场和磁场称为电磁场。

这种交变的电磁场会在空间以类似水波的形式由近及远地传播开去，这就是电磁波。

电磁波向空中发射的现象，就是电磁辐射。

在环境保护领域，电磁辐射通常指电场强度、磁场强度和无线电干扰三种物理现象或物理量。

4.3.2什么是电磁辐射污染所谓电磁辐射污染，常常简称电磁污染，其实就是超过标准的电磁辐射。

高强度的电磁辐射以热效应和非热效应两种方式作用于人体，可导致机体发生机能障碍和功能紊乱。

据资料报道，电磁辐射也会引起癌症。

4.3.3正确理解有害跟无害的电磁辐射所谓电磁辐射是指电磁能量从辐射源放射到空间并以电磁波的形式在空间传播的现象，电磁辐射能量的大小与波源的频率有关，频率越高，即波长越短，越容易产生电磁辐射并形成电磁波。

电磁辐射在我们的生活中却很普遍。

能制造电磁辐射污染的污染源无处不在，有电视广播发射塔、雷达站、通信发射台、变电站，高压电线、还有电脑、手机、微波炉、电磁灶，甚至我们乘坐的地铁列车等等都能制造电磁辐射污染。

其实人类一直生活在电磁环境里。

地球本身就是一个大磁场，其表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射。

此外，太阳及其他星球也自外层空间源源不断地产生电磁辐射。

但天然产生的电磁辐射对人体是没有损害的，对人体构成威胁、对环境造成污染的是人工产生的电磁辐射。

电磁辐射和电磁污染是两个概念，电磁辐射虽无处不在，无时不在，但电磁污染只有在电磁辐射超过一定强度（即安全卫生标准限值）后，才对人体产生负面效应。