电磁兼容原理技术及应用 知识点 考试 太原理工大学(13届葬仪落整

第一章 绪论

1、计量单位转换公式

比值：P2/P1=10lg（P2/P1） U2/U1=20lg（U2/U1） I2/I1=20lg（I2/I1）

PdBW =10 lg P PdBm=10lg（P/10） UdBV =20 lg U IdBA=20lg（I/10） PdBmW=PdBW+30 UdBmV=UdBV+60 UdBμV=UdBV+120

---------------------------------------------------------- 第二章 电磁兼容基本原理 1、基本概念

电磁兼容性：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

电磁骚扰：可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象。

电磁干扰：由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降。 电磁敏感性：在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。

2、电磁干扰三要素：骚扰源-耦合通道-敏感单元 3、电磁骚扰的一般分类:自然骚扰和人为骚扰

4、人为骚扰源：无线电通信设备、工业科学医疗设备、电力系统、点火系统、家用电器电动工具及电气照明、信息技术设备、静电放电 5、电流通路的一般原则：任何电流都要返回起源、电流总沿着最小阻抗路径走。

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6、电磁骚扰传播方式：传导耦合、磁场耦合、电场耦合、辐射耦合。 （1）传导耦合：两个电路共用一段电路，其中一个电路中有骚扰电流流过时，在公共电路上产生的骚扰电压就会影响到另一个电路，产生传导耦合或公共阻抗耦合。（公共地阻抗耦合、电源阻抗耦合） 为减小传导耦合的影响采取的措施：尽量减小与骚扰源回路的公共部分、采取滤波措施

（2）磁场耦合（电感）：骚扰源产生的骚扰磁场与被干扰回路存在磁通交链（互感），从而在被干扰回路中感应电动势，传播骚扰。 骚扰源为低电压、大电流时对周围电路的影响主要表现为磁场耦合干扰。

为减小磁场耦合的影响采取的措施：降低骚扰电流的频率、减小回路之间的互感、减小被干扰回路的负载阻抗

（3）电场耦合（电容）：电路中导体的骚扰电压通过与其临近的另一电路中导体之间的相互电容耦合产生骚扰电流。

当骚扰源为高电压，小电流时，他对周围导体、电路的影响，主要表现为电场耦合干扰。

为减小电场耦合的影响采取的措施：减小骚扰电压、降低骚扰电压频率、减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联值、减小电路之间的耦合电容，为减小耦合电容，可适当增大电路间的距离、采取屏蔽措施.

（4）辐射耦合：电磁骚扰在空间中以电磁波的形势传播，耦合至被干扰电路。

为减小辐射耦合的影响采取的措施：降低骚扰源的强度和频率、避免形成天线结构及采用自屏蔽结构、将天线的两极短接起来、采取滤波措施，如共模滤波、采取屏蔽措施

----------------------------------------------------------- 第三章 屏蔽

1、屏蔽的种类：自屏蔽、电场屏蔽（静电场和交变电场）、磁场屏蔽（恒定磁场和交变磁场）、电磁场屏蔽（电场和磁场同时存在的高频辐射电磁场屏蔽）。

2、屏蔽的目的：限制内部产生的辐射超出某一区域、防止外来辐射进入某一区域。 3、自屏蔽

（1）定义：自屏蔽是指不增加外部屏蔽体，仅依靠合理的电路设计及结构布置，使在基本不增加成本的基础上达到屏蔽效果的方法。 （2）举例:包括同轴电缆传输信号、双绞线传输信号

（3）电场自屏蔽要求:正端和负端的电荷相包围，且分布能相互抵消。

磁场自屏蔽要求:返回电流环绕在流出电流周围，并且流出电流和返回电流值相等。 4、电场屏蔽：

目的：消除或抑制静电场或交变电场与被干扰电路的电耦合。静电场屏蔽:要实现静电场屏蔽，需要满足两个条件1有完整的屏蔽体2屏蔽体良好接地 （1）静电场屏蔽

原理：空腔导体置于静电场，电荷只分布与表面，空腔中无电场，隔绝的外部静电场；带电体于空腔内部，空腔表面感应等量电荷，空腔导体接地，则外部不会有电场。

条件：有完整的屏蔽体、屏蔽体良好接地。 （2）交变电场屏蔽

为获得良好的电场屏蔽效果应采取措施：?使屏蔽体尽量包围被保护电路完全封闭的屏蔽效果最好，开孔或有缝隙会使屏蔽效果受到一定影响?使屏蔽体良好接地，并且靠近被保护电路?屏蔽体采用良导体，对厚度没有要求能满足机械强度即可 5、磁场屏蔽

（1）目的：消除或抑制恒定磁场或交变磁场与被干扰回路的磁耦合 （2）原理：利用高导磁材料的低磁阻特性，对骚扰磁场进行分路，可使屏蔽体包围的区域内的磁场大大减弱。

（3）为提高导磁材料的磁场屏蔽效果采取措施：?使用高磁导率材料（坡莫合金），增加屏蔽体厚度，以减小屏蔽体的磁阻?注意屏蔽体的结构设计，避免开孔缝隙等增加屏蔽体磁阻的增加，应使缝隙或条状通风孔顺着磁场方向布置以减小磁阻?对强磁场的屏蔽，可采用双层屏蔽效果

（4）为提高导电材料磁场屏蔽效果采取的措施：?使用良导体?注意屏蔽体结构设计，避免开孔，缝隙等而影响涡流的流通通路，应减小孔缝的最大尺寸?使屏蔽体有一定的厚度，一般大于十倍的透入深度。

6、电磁场屏蔽 （1）定义：利用屏蔽体阻止电磁波在空间传播。 （2）电磁波在穿越屏蔽体时，会产生反射衰减和吸收衰减。 （3）为获得良好的电磁屏蔽效果应采取的措施：?使用良导体 ?使屏蔽体有一定的厚度抑制电磁场，一般厚度大于十倍的透入深度 ?避免因开孔，缝隙等引起的屏蔽效果下降，孔缝尺寸一般应小于最高频率电磁波波长的1/20 7、屏蔽效能 （1）对电场 SEE?20lg 对磁场 SEH?20lgE（无屏蔽）0 E（有屏蔽）sH（无屏蔽）0 H（有屏蔽）s SE=R+A+B 吸收损耗A，反射损耗R，多次反射损耗B 电场无多次反射，磁场有。 8、缝隙的影响 当缝隙窄而深时磁场泄漏小，反之则泄漏大 （1）缝隙的长度应尽量控制在电磁波波长1/20以下。 （2）金属波导管的截止频率Fc只与波导管截面尺寸有关 ---------------------------------------------------------- 第四章 滤波 1、滤波器的技术指标：插入损耗，频率特性，阻抗特性，额定电压，额定电流，外形尺寸，工作环境，可靠性等。 2、插入损耗公式 IL?20lg（U1） U2

3、按频率性分类：高通、低通、带通、带阻。

4、反射式滤波器（无损滤波器）工作原理：在电磁信号传输路径上形成很大的特性阻抗不连续，使大部分电磁能量反射回信号源处。 有时会出现谐振，可串入电阻构成阻容滤波器

吸收式滤波器（有损滤波器）工作原理：采用有损耗的滤波元件，使骚扰信号的能量消耗在滤波器中，以达到抑制干扰的目的。 （铁氧体磁心、抗干扰电缆） 5、电磁干扰滤波器（EMI滤波器）特点

（1）EMI滤波器往往在阻抗不匹配的情况下工作，必须考虑器其失配特性，以保证在整个范围内都有较好的滤波特性

（2）EMI滤波器用于抑制电磁骚扰，必须了解骚扰源的特性，以便正常使用，处理不当可能产生谐振、畸变等。

（3）EMI滤波器主要是用于抑制高频电磁骚扰或瞬态骚扰，其所用电感，电容元件的寄生参数对滤波性能有较大影响，必须严格控制。

（4）当EMI滤波器用在电源线上时，其电感，电容元件会承受较大的电压和电流，必须保证有足够的耐压和容量，还要防止电感出现饱和

6、EMI滤波器的基本电路结构

7、EMI滤波器的阻抗匹配原则

为改善阻抗不匹配情况下的滤波效果，根据不同情况采用不同结构的滤波器。一般原则是：源、负载的低阻抗与串联电感相配合，高阻抗与并联电容相配合。其机理是当源、负载阻抗低时，通过串联电感可阻断骚扰信号的传输；当源、负载阻抗高时，串联电感的阻断作用较小，而采用并联电容可给骚扰信号提供一个低阻抗的分流通路，从而抑制干扰；当源、负载阻抗不能确定，通常看作高阻抗，用并联电容进行滤波。

8、 电源线滤波器 滤波器的串联电感和并联电容选值受到一定限制。 ?U串联电感应满足L?2?fI U为设备允许的最大电源压降 并联电容应满足C?Ig2?fU Ig为设备允许的最大漏电流 9、电源线滤波器安装时注意事项 （1）滤波器安装位置：滤波器应尽量安装在设备出入口处，未经处理的电源线在机内走线不宜过长，以防止产生辐射，最好采用插座式滤波器，使其进出线分别位于机箱内外两侧 （2）滤波器输入和输出引线的隔离：滤波器的输入输出引线应分隔开，而不能捆扎在一起 （3）滤波器的接地：滤波器不宜采用细长导线接地，而应保持滤波器的地与设备外壳有一个大的导电接触面，以保证良好接地，同时设备外壳必须接大地

10、元件非理想特性的模型

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第五章 接地及搭接

1、接地：理想的接地导体的电位为0，且任何电流流入都不产生电压降，可作为电路中各信号电平的参考点。

2、接地的目的：建立与大地的低阻抗通路，使雷击、漏电流入大地不影响设备或危及人身安全、建立外壳与附近金属导体的低阻抗通路、建立公共点或等位面、屏蔽体接地、滤波器接地、印制电路板上的信号电路接到地平面，以提供一个信号返回通路、汽车飞机非重要电路接车体外壳提供返回通路。

3、安全接地（用低阻抗的导体将设备或系统的外壳连接到大地，以保证人身或设备的安全）设备安全接地、防雷安全接地

2、干扰控制接地（给设备或系统内部各种电路的信号电压提供一个零电位的公共参考点或参考面）

基本的接法：浮地，单点接地，多点接地，及混合接地 3、选择接地方式的方法

频率在1MHz以下时，可采用单点接地方式。当频率高于10MHz时，应采用多点接地方式。当频率在1-10MHz之间，如地线长度小于λ/20，可采用单点接地方式，否则应采用多点接地方式。

----------------------------------------------------------- 第六章瞬态骚扰抑制 1、开关操作瞬态骚扰的抑制 （1）对感性负载的处理

A、在负载两端反向并联二极管。利用二极管的正向导通特性，将负

载电压钳制在二极管的管压降，消除了开关切断瞬间过程中对负载电感自身分布电容的充电，避免了谐振的发生。瞬变电压最低，电流衰

减很慢。

B、反向并联二极管并串入电阻。在二极管回路中串联了电阻R，负载电流衰减的时间常数减小了，因而电流衰减加快了，但这样开关过程中的瞬变电压也增大了。因此串联电阻R值要适中。

C、在负载两端并联电容。并联电容C后，负载两端电容增大了，从而影响了整个瞬变过程，瞬变电压的幅度大大降低，线路中串联电阻R是为了消耗功率，使震荡经过几个周期后很快衰减至零。 D、在负载两端并联电阻。通过并联电阻R来消耗负载中的电磁储能，从而抑制瞬变电压。简单，但正常工作有附加能量损耗。 E、并联一对反向串联的稳压管。由于稳压管的击穿电压选值大于电压的峰值，额定电流大于最大负载电流，系统正常工作时，稳压管不导通，当触点开关切断负载电流的瞬间，感性负载感应的瞬变电压超过稳压管的击穿电压，稳压管导通，并把负载电压钳制在稳压管的稳压值，从而限制了负载中能量可以很快释放，故缩短了瞬变过程。 F、在负载两端并联压敏电阻。压敏电阻在正常工作状态下等效阻值大，当承受高瞬变电压时，等效电阻变小，为触点断开时的负载电流提供续流通道。 （2）对开关触点的处理

A、在触点两端并联阻容支路。触点断开时，感性负载中的能量经阻容支路维持电流的流通，由于C的作用，限制了触电电压的上升速度和最大值。当开关闭合时，电容经开关放电，由于电阻R的作用，限制了放电电流。C取值应大于一定值，R取值需折中考虑（直流交流） B、在阻容支路上并联二极管。当开关断开瞬间，负载电流经二极管对电容C充电，限制了触电电压的上升，从而抑制了顺便骚扰。当开关闭合时，电容C储存的电场能量经过电阻R对开关放电，R起到了限制电容C的放电电流的作用。（直流）

C、在触点两端并联稳压管。通过稳压管的钳位作用，限制断开瞬间触点电压的增大，从而抑制了瞬变骚扰。（直流） 2、浪涌抑制器件 （特点，使用场合）

（1）作用：用来与被保护电路或设备并联，以便对超过电路或设备承受能力的过电压进行限幅、过电流进行分流，使浪涌能量得到泄放。 （2）常用器件：

电火花隙、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变吸收二极管 （3）各自特点及适用情况：

?气体放电管电流吸收能力大，但响应速度低、有后续电流、离散性大、且电压分档少，适用于做第一级粗保护。

?压敏电阻响应速度高、可有较大的吸收能力，但固有电容较大，不适合用在高频电路。

?硅瞬变吸收二极管响应速度很高、电压分档很多，但带电流负荷能力较弱，可用于精细保护。

第七章 电磁兼容标准与测量 1、EMC标准体系

基础发射标准 基础标准 基础抗扰度标准 通用发射标准 通用标准 通用抗扰度标准 产品类标准

（A类工业区 B类居民区、商业区、轻工业区） 2、EMC测试内容

（1）高频电磁骚扰发射测量 （2）低频电磁骚扰发射测量 （3）产品的抗扰度测试

3、中国EMC认证机构：中国电磁兼容认证委员会 中国强制认证：“CCC”认证

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