刘博 王龙

1.欧姆龙（大连）有限公司 辽宁大连 116600

2.斯凯孚(大连)轴承与精密技术产品有限公司 辽宁大连 116600

随着各种电子电气产品不断涌入生活，对电气设备的电磁兼容性（简称EMC）要求将更严苛。根据国际电工委员会标准的定义，电磁兼容性的含义包括：电子系统或设备之间在电磁环境中的相互兼顾；电子系统或设备在自然界电磁环境中能按照设计要求正常工作。本文主要阐述各EMC项目的关联性及整改对策[1]。

1 各电磁兼容项目的关联性

1.1 传导发射与辐射发射

电磁骚扰主要来自于电磁骚扰。电磁骚扰的传播方式，可分为传导发射与辐射发射。

传导发射指通过一个或多个导体(如电源线、信号线或其他金属体)传播电磁骚扰能量的过程。从广义上说，传导发射还包括不同设备、不同电路使用公共地线或公共电源线所产生的公共阻抗耦合。而辐射发射通过空间传播电磁骚扰能量。

由于二者的来源都是电磁骚扰，可以说传导发射和辐射发射是同时存在的。因此二者的改善措施也是相辅相成。

1.2 谐波失真与电压波动闪烁

共同之处是设备影响电网电能品质，从而间接影响其他用电设备。

谐波失真描述设备对电网电流的影响，由于输出阻抗及非线性负载的存在，导致电源波形失真，功率转换(整流和逆变)会产生大量谐波电流，增大电流与电压的相位差，降低功率因数。改善对策是功率因数校正。

电压波动闪烁产生的原因是大功率设备运行时导致电网电压产生一系列变动或连续偏差，使有功功率降低。改善对策是无功功率补偿[2]。

1.3 静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度

（1）异同点。三者都属于脉冲类瞬变骚扰，区别在脉冲形式和能量大小。瞬变骚扰的起因有开关动作、电网故障、自然现象等。重要特征包括：①单方向或振荡形式；②骚扰幅度及持续时间；③振荡瞬变衰减系数；④脉冲强度或能量；⑤上升时间，或最大电压梯度dv/dt；⑥骚扰源重复率；⑦共模和差模。

（2）特性比较。静电具有长时间积聚、高电位、低电量、大电流和作用时间短的特点，所积累的静电量通常为毫微库仑；静电电流多为微安；作用时间多为微秒。静电抗扰度测试主要反映设备的密封性以及设备接地的可靠性。

脉冲群：上升时间快、持续时间短、能量低、重复频率高。主要体现电网中杂波对设备的影响。

浪涌：呈脉冲状，其波前时间为数微妙，脉冲半峰值时间从几十微秒到几百微秒，脉冲幅度从几百伏到几万伏、或几百安培到上千安培，是一种持续时间长、能量较强的干扰。主要反映电路中对瞬时高强能量的防护[3]。

1.4 射频场感应的传导骚扰抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度

射频是可以辐射到空间的电磁频率，是一种高频交流变化电磁波的简称。射频场感应引起的传导骚扰与射频场辐射电磁骚扰相互补充，形成150kHz～1000MHz全频段的骚扰，其中150kHz～80MHz为传导骚扰，80MH～1000MHz为辐射骚扰。而工频磁场由交流输变电设施产生。我国工频是50Hz波长6000Km。

2 电磁兼容整改对策

2.1 抑制骚扰源

抑制骚扰源是电磁兼容设计中优先考虑的方式。减小骚扰源的du/dt主要通过在骚扰源两端并联电容实现。减小骚扰源的di/dt则在骚扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。常用措施例如：

（1）继电器线路增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势。

（2）继电器接点两端并接火花抑制电路，减小电火花影饷。

（3）给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要短。

（4）电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF的高频电容，以减小IC对电源的影响。

（5）布线时避免90度折线，减少高频骚扰发射。

2.2 切断骚扰传播路径

（1）单片机电源加滤波电路或稳圧器，减小电源骚扰对单片机的骚扰。

（2）如果单片机的I/O口用来控制电机等骚扰器件，应在I/O口与骚扰源之间加隔离(π形滤波电路)。

（3）晶振应靠近单片机引脚，用地线隔离时钟区，晶振外壳接地并固定。

（4）电路板合理分区，如强弱信号、数字模拟信号分区。敏感元件(如单片机)远离骚扰源(如电机、继电器)。

（5）单片机和大功率器件的地线分开，以减小相互骚扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。

（6）在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键部位使用磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩等部件。

2.3 提高敏感器件的抗骚扰能力

（1）敏感器件周围的布线减小回路的面积。

（2）IC器件直接焊在电路板上，不使用IC插座。

（3）闲置的单片机I/O口不悬空。

（4）对单片机使用电源监控及看门狗电路。

（5）在速度能满足要求的前提下降低单片机晶振或选用低速数字电路。

2.4 提高工控设备抗骚扰能力

（1）PLC的正确应用。内核电源和输入输出接口电源相互独立，PLC内核应使用独立电源。如果PLC输出口接感性负载，例加电磁阀、继电器等，需在负载两端增加反向二极管，用于示放电磁阀或继电器断开瞬间产生的反向电动势。

（2）电源的选择。开关电源容易受到高频骚扰信号影响，不宜直接作为内核电源使用，应在开关电源前接1：1的隔离变压器。或在内核电源的输入端接共模线圈，用来阻隔高频骚扰。

（3）继电器和接触器的骚扰抑制。继电器和接触器都是感性负载，RC回路具有骚扰抑制作用。通常，触点容量30A以下时RC回路为470Ω和0.1μF，触点容量30A以上时RC回路为470Ω 和 0.47μF。

3 结语

以上阐述了电磁兼容性项目的基本概念和关联性，并提出了整改对策的一般方案，主要包括抑制骚扰源、切断骚扰传播途径、提高敏感元件和工控设备的抗扰能力，为整改提供思路。