電磁兼容EFT項(xiàng)目對(duì)設(shè)備影響的原因和整改措施（1）

       快速脈沖群（EFT）對(duì)設(shè)備影響的原因有三種。

    （1）通過電源線直接傳導(dǎo)進(jìn)設(shè)備的電源，導(dǎo)致電路的電源線上有過大的噪聲電壓。當(dāng)單獨(dú)對(duì)火線或零線注入干擾是，在火線和零線之間存在著差模干擾，這種差模電壓會(huì)出現(xiàn)在電源的直流輸出端；當(dāng)同時(shí)對(duì)火線和零線注入干擾時(shí)，僅存在著共模電壓，由于大部分電源的輸入都是平衡的(無論變壓器輸入，還是整流橋輸入)，因此實(shí)際共模干擾轉(zhuǎn)變成差模電壓的成分很少，對(duì)電源的輸出影響并不大。

   （2）干擾能量在電源線上傳導(dǎo)的過程中向空間輻射，這些能量感應(yīng)到鄰近的信號(hào)電纜上，對(duì)信號(hào)電纜連接的電路形成干擾（如果發(fā)生這種情況，往往會(huì)直接向信號(hào)電纜注入試驗(yàn)脈沖時(shí)，導(dǎo)致試驗(yàn)失?。?。

   （3）干擾脈沖信號(hào)在電纜（包括信號(hào)電纜和電源電纜）上傳播時(shí)產(chǎn)生的二次輻射能量感應(yīng)進(jìn)電路，對(duì)電路形成干擾。

   1.群脈沖不合格原因：

      對(duì)于檢驗(yàn)設(shè)備的抗擾度來說，電快速脈沖群（群脈沖）試驗(yàn)具有典型意義，由于電快速脈沖試驗(yàn)波形的上升沿很陡，因此包含了很豐富的高頻諧波分量，能夠檢驗(yàn)電路在較寬的頻率范圍內(nèi)的抗擾度。另外，由于試驗(yàn)脈沖是持續(xù)一段時(shí)間的脈沖串，因此它對(duì)電路的干擾有一個(gè)累積效應(yīng)，大多數(shù)電路為了抗瞬態(tài)干擾，在輸入端安裝了積分電路，這種電路對(duì)單個(gè)脈沖具有很好的抑制作用，但是對(duì)于一串脈沖則不能有效地抑制。

        群脈沖過不去的原因整改措施：

      1）針對(duì)電源線的措施：

   （1）金屬機(jī)箱。解決電源線干擾問題的主要方法是在電源線入口處安裝電源線濾波器，阻止干擾進(jìn)入設(shè)備。從圖中所示的干擾注入方法可知，注入到電源線上的電壓是共模電壓，濾波器必須能對(duì)這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設(shè)備順利通過試驗(yàn)。目前，市面上的很多成品電源濾波器主要是針對(duì)電快速脈沖試驗(yàn)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)直接選用。下面是用濾波器抑制電源線上的電快速脈沖方法。

  （2）設(shè)備機(jī)箱是非金屬的。如果設(shè)備采用的是非金屬機(jī)箱，就必須在機(jī)箱底部加一塊金屬板，供濾波器中的共模濾波電容接地。如圖所示，這時(shí)的共模干擾電流通路通過金屬板與地線層之間的分布電容形成通路。如果設(shè)備的尺寸較小，意味著金屬板尺寸也較小，這時(shí)金屬板與地線層之間的電容量較小，不能起到較好的旁路作用。因此，電感的特性對(duì)于設(shè)備能夠順利通過試驗(yàn)至關(guān)重要，需要采用各種措施提高電感高頻特性，必要時(shí)可用多個(gè)電感串聯(lián)。      2）針對(duì)信號(hào)線的措施：

    （1）信號(hào)電纜屏蔽。從試驗(yàn)方法可知，干擾脈沖耦合進(jìn)信號(hào)電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來，并且接地，因此，用電纜屏蔽的反法解決電快速脈沖干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗(yàn)中的參考地線層可靠連接，如果設(shè)備的外殼是金屬并且接地的設(shè)備，這個(gè)條件容易滿足；當(dāng)設(shè)備的外殼是金屬的，但是不接地時(shí)，屏蔽電纜只能對(duì)電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用，這是通過金屬機(jī)殼與地之間的分布電容來接地的；如果機(jī)箱是非金屬機(jī)箱，則電纜屏蔽的方法就沒有什么效果。

    （2）信號(hào)電纜上安裝共模扼流圈。共模扼流圈實(shí)際是一種低通濾波器，根據(jù)低通濾波器對(duì)脈沖干擾的抑制作用，只有當(dāng)電感量足夠大時(shí)，才能有效果。但是當(dāng)扼流圈的電感量較大時(shí)（往往匝數(shù)較多），分布電容也較大，扼流圈的高頻抑制效果降低。而電快速脈沖波形中包含了大量的高頻成分。因此，在實(shí)際使用時(shí)，需要注意調(diào)整扼流圈的匝數(shù)，必要時(shí)用兩個(gè)不同匝數(shù)的扼流圈串聯(lián)起來，兼顧高頻和低頻的要求。

   （3）采用雙絞線作為設(shè)備的信號(hào)電纜，并在設(shè)備信號(hào)線接口處（即靠近設(shè)備的一端）加套鐵氧體磁環(huán)，并將信號(hào)線在磁環(huán)上繞2~3圈對(duì)于抗擾能力不是太弱的設(shè)備來說，這種措施的效果還是不錯(cuò)的。

   （4）信號(hào)電纜上安裝共模濾波電容。這種濾波方法比扼流圈具有更好的效果，但是需要金屬機(jī)箱作為濾波電容的地。另外，這種方法   會(huì)對(duì)差模信號(hào)有一定的衰減，在使用時(shí)需要注意。

    （5）對(duì)敏感電路局部屏蔽。當(dāng)設(shè)備的機(jī)箱為非金屬機(jī)箱，或者電纜的屏蔽和濾波措施不易實(shí)施時(shí)，干擾會(huì)直接耦合進(jìn)電路，這時(shí)只能對(duì)敏感電路進(jìn)行局部屏蔽，屏蔽體應(yīng)該是一個(gè)完整的六面體。

       EMC整改小技巧:差模干擾與共模干擾差模干擾：存在于L-N線之間，電流從L進(jìn)入，流過整流二極管正極，再流經(jīng)負(fù)載，通過熱地，到整流二極管，再回到N，在這條通路上，有高速開關(guān)的大功率器件，有反向恢復(fù)時(shí)間極短的二極管，這些器件產(chǎn)生的高頻干擾，都會(huì)從整條回路流過，從而被接收機(jī)檢測到，導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo)。共模干擾：共模干擾是因?yàn)榇蟮嘏c設(shè)備電纜之間存在寄生電容,高頻干擾噪聲會(huì)通過該寄生電容，在大地與電纜之間產(chǎn)生共模電流，從而導(dǎo)致共模干擾。

下圖為差模干擾引起的傳導(dǎo)FALL數(shù)據(jù)，該測試數(shù)據(jù)前端超標(biāo)，為差模干擾引起：

     圖中CX2001為安規(guī)薄膜電容（當(dāng)電容被擊穿或損壞時(shí)，表現(xiàn)為開路）其跨在L線與N線之間，當(dāng)L-N之間的電流，流經(jīng)負(fù)載時(shí)，會(huì)將高頻雜波帶到回路當(dāng)中。此時(shí)X電容的作用就是在負(fù)載與X電容之間形成一條回路，使的高頻分流，在該回路中消耗掉，而不會(huì)進(jìn)入市電，即通過電容的短路交流電讓干擾有回路不串到外部。

      對(duì)差模干擾的整改對(duì)策：

      1. 增大X電容容值

      2. 增大共模電感感量，利用其漏感，抑制差模噪聲（因?yàn)楣材ｋ姼袔追N繞線方式，雙線并繞或雙線分開繞制，不管哪種繞法，由于繞制不緊密，線長等的差異，肯定會(huì)出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，即一邊線圈產(chǎn)生的磁力線不能完全通過另一線圈，這使得L-N線之間有感應(yīng)電動(dòng)勢，相當(dāng)于在L-N之間串聯(lián)了一個(gè)電感）

下圖為共模干擾測試FALL數(shù)據(jù)：

           電源線纜與大地之間的寄生電容，使得共模干擾有了回路，干擾噪聲通過該電容，流向大地，在LISN-線纜-寄生電容-地之間形成共模干擾電流，從而被接收機(jī)檢測到，導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo)（這也可以解釋為什么有的主板傳導(dǎo)測試時(shí)，不接地通過，一夾地線就超標(biāo)。USB模式下不接地時(shí)，電流回路只能通過L-二極管-負(fù)載-熱地-二極管-N,共模電流不能回到LISN，LISN檢測到的噪聲較小，而當(dāng)主板的冷地與大地直接相連時(shí)，線纜與大地之間有了回路，此時(shí)若共模噪聲未被前端LC濾波電路吸收的話，就會(huì)導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo)）

      對(duì)共模干擾的整改對(duì)策：

      1. 加大共模電感感量

      2. 調(diào)整L-GND，N-GND上的LC濾波器，濾掉共模噪聲 

      3. 主板盡可能接地，減小對(duì)地阻抗，從而減小線纜與大地的寄生電容。

       EMC寄語：隨著時(shí)代的發(fā)展，越來越多的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)品都需要進(jìn)行檢驗(yàn)檢測，其中EMC測試是必備的檢驗(yàn)檢測指標(biāo)之一。但EMC測試項(xiàng)目費(fèi)用較貴，EMC實(shí)驗(yàn)室造價(jià)昂貴，絕大部分測量設(shè)備又需要采用進(jìn)口設(shè)備，導(dǎo)致很少檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)有能力建造EMC實(shí)驗(yàn)室。產(chǎn)品的EMC性能是設(shè)計(jì)階段賦予的，一般電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如果不考慮EMC因素，就會(huì)很容易導(dǎo)致EMC測試失敗，以致不能通過相關(guān)EMC法規(guī)的測試或認(rèn)證。例如，產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)工程師們根據(jù)需求，設(shè)計(jì)出效果良好的濾波電路，置入產(chǎn)品I/O(輸入/輸出）接口的前級(jí)，可使因傳導(dǎo)而進(jìn)入系統(tǒng)的干擾噪聲消除在電路系統(tǒng)的入口處；設(shè)計(jì)出隔離電路（如變壓器隔離和光電隔離等）解決通過電源線、信號(hào)線和地線進(jìn)入電路的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的干擾；設(shè)計(jì)出能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；通過選擇元器件和合理安排的電路系統(tǒng)，使干擾的影響減少。