电磁兼容(EMC)浅谈[陶显芳演讲] 电磁兼容, 英文缩写, 电磁干扰, 开发

羞红的夏天

陶显芳老师：给大家介绍解决电磁兼容问题的办法，因为内容太多了，我想介绍一些简单概念，遇到比较深的问题你们可以通过网上，通过刚才谢总传达给我。我在这方面搞了好几十年了，以前我是搞军品的，在军品企业干了二十年，然后到国外留学，留学回来以后就到深圳康佳组建彩电技术开发中心一直干到现在，所以是康佳技术方面的创始人。 因为这个题目太大了，所以就用浅谈，向大家介绍简单的概念，以后再慢慢一步步讨论。首先介绍一下什么叫EMI和EMC。EMI就是电磁干扰的英文缩写。 EMC是电磁兼容的英文缩小。这两个题现在已经列入国际和我国的标准，就是电子产品里面必须强制认证的，我们guo jia的标准是3C认证，国外就是六西格玛，跟安全这些都连在一起，所以你的产品如果不进入强制认证的话，你是不能销售的。电磁干扰这个指标，要检查这个产品电磁干扰符不符合标准，会不会干扰。EMC 就是检查能不能经得起电磁干扰的影响，比如你的电脑，收音机，人家的电磁干扰肯定都会有，但是可能水平有高有低，一定的水平里面，如果人家能工作，你不能工作，说明你这个是不符合的。 现在我们为什么要提出EMI和EMC的问题？我们guo jia本来提出比较晚，96年以后才开始，在国外比较早，在90年的时候就已经开始集成了。因为现在很多电子收费，都进入家庭和办公室了，比如说电脑，还有电视机，还有电话，特别是无绳电话，移动手机，这些东西对用户来说，一个设备也会无绳干扰，为了保护使用者的利益，国际上相关组织就定了一个标准，这个干扰不能超过一个水平，比如电视机或者收音机必须能够达到40db的干扰下还能正常工作，提出这个相关要求，一个就是干扰，一个就是能忍受干扰的水平。一个是EMI，一个是EMC，实际大家在交流里面都是几条，提电磁干扰，很少提EMI。 对于EMI和EMC的区别，电子元件技术网（http://www.cntronics.com） 知识库 （ http://www.cntronics.com/public/baike ）里有详细资料。我在这里引用一些，如果你是搞一个开关电源，要检测电磁干扰，干扰的强度，大小不能影响别人。对于受别人干扰的时候，就会测EMC，你们有开关电源，这两个东西都会产生干扰，这个EMC是电磁干扰，你受干扰信号给你的时候，你还能工作，都是有指标的，多少微伏的，这个指标也在变的，技术水平不断提高。有一个企业能够达到，它一提出来就能变成guo jia标准或者企业标准，或者是国际标准，如果还没有人提出来的话，比如现在大家都是用40微伏，谁发明一个方案，能够达到30多微伏干扰水平的话，人家就会把这个标准提出来，你就按这个标准来执行，所以标准是不断在变的。 电磁干扰是怎么产生的？电磁干扰实际就是带电物体产生的，带电物体有三种：一种是摩擦带电，可能大家比较熟悉，两种不同性质的物体，不管你是金属也好，非金属也好，两种不同的东西，本身就带有定位差，就像P-N结一样，产生定位差。如果是金属的话，你一离开的话马上就放完电了，绝缘体的话，两个物体都会带电，这样你就会感到摩擦、带电。摩擦、带电是很容易发生的，穿衣服、**服都会感觉到带电在发生。你冬天的时候穿毛衣，你一脱，放电，这个电已经超过五千伏了。一般静电都在五千伏以上的，所以电压都很高。为什么刚才很多工程师都提这个，就是防止静电产生的，静电产生是无处不在的。在地毯上走，走完之后去摸，就会有“啪”的声音。 另外一个是接触带电，两个物体接触的时候就会产生带电传递，通过传递以后带电。或者一个带静电，一个带负电。除了静电以外，我们电路里面，这个电都是属于接触带电的范围，因为里面的电路要通过焊接，开关，元器件，这时候接触带电的范围。感应带电，这就很全了，可能要由大家开动脑筋想一下。感应带电不需要两个东西接触到，只要你靠近它，你就会带电，这种带电就是属于感应带电。这种带电是由电场产生感应带电的。还有一种是属于电流产生的气场，也会在物体上感应出电流，这种叫磁场感应，电磁感应。感应带电的电都是相当高。 一个物体一带电以后，这个物体我们可以看成一个电容，我们现在理解的电容不太一样，这个电容不管什么东西，任何物体都可以看成是一个电容，这个物体带电，就可以算出电容量。当然，像做电路实验的时候，为什么用150p的电容来做实验，这就是因为人体电容大概就是150p，所以人的手去摸它，就会产生电磨转移或者放电，就是因为人体相当于150p的电容，充上八千伏的电荷进行放电，模拟人体来放电或者其他带电体来放电，人体大概是150p，一般是小于 150p，也有大于150p，一般也就几十p或者100p左右。 应本次研讨会主办方之一我爱方案网（http://www.52solution.com）的请求，这里我们要简单介绍一下电场感应，这是带电体。通过电场的作用，会使原来不带电的东西也会产生带电。原来不带电的分离成两个带电，一边带负电，一边带正电，在这里面两边都有产生带电。中间这里是电容，这边定位特别强，还有整个带电体，可能大家不清楚，带电体的中间是不带电的，不管多少万伏，中间都是不带电的。所以中间就有一个静电保护的作用。比如把这个球中间掏空，外面带多少，里面都是安全的，都不带电的。你用一个带电的东西，一点点给它充电，电压就可以充得很高很高。如果外面充的话，你充不进去，比如外面已经带一千伏了，如果从里面充的话，拿一伏的都可以充上去，慢慢往里面充，电压越来越高。 这个带电体如果用手去摸它带不带电？这个是带电的，你不相信你去摸摸电视机旁边的喇叭，这个也一样，如果你用手去摸一下，你拿走手以后，这里就变成带负电，这个球就永远带负电，带电体就是这样产生的。如果这个球带电这边没放掉的时候，如果再把它拿开，这里就带负电，这就永远保持这个负电，这是带电体的作用。 电场强度跟带电体的感应有关系，比如带的电压越高，旁边有个陶体靠近它就会感应带电，这边带负电，这边带正电，这两边正压正好等于伏的话，这里等于米的话，电场强度就等于感应带电体的端电位相减除以感应带电。带的电越高，就代表带电体的电感越高。 还有刚才带电这个已经讲了，物体的感应带电也会电到你。现在有个安全标准，带电的话，到底带多少能量是合格的。带电体带的电容量等于电容的容量，容量越大，电压越高，能量越大，如果大的电容量超过45微库仑的话，那就算了。如果带电体对电路放电超过350毫焦耳，也算不合格。所以在两瓦以上不用做安全实验的，在两瓦以上就对你的电路，不管你复杂不复杂，一接，一短路，一冒烟超过多少秒钟，就认为不合格，跟这个能量有关。自动粘贴原文地址：http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/33/sid/1 刚才讲的是电场感应，现在介绍一下磁场感应，磁场感应的话，最好理解我们把电路都看成是变压器的出线端，这边有一个电路，可以看成初级线装，只要有一个线穿破，感应电动势的等于磁通量的变化、速率这些，或者磁感的密度乘以面积实际上就是磁通，这个时间也是属于变化率，速度。这个不好算，可以用另外一种方式，就是用电感来表示，电感和磁通有个关系，这个电感是一个Lid，dt，单位时间电流和电感的变化。这个磁通不好算的时候，通过测量还可以有另外一个表达就是无感，你可以通过测量来算这个数，把这个数带进去进行计算，一般这个系数都是小于1的。这个电感和这个电感的集合平均值是这个系数。就是把一个长方形的面积变成四方形或者是一个圆的面积叫做几何平均。 下面要给大家介绍电磁兼容里面很重要的浮地。在电路里面有很多地方，电位跟大地的电位是一样的。比如变压器，或者发电机，它输入有的是六千伏出来是 220，实际这个变压器你感觉到到处有变压，变压器中间实际是没变压的。没变压的地方就相当于一个大地，就是零电位，这个地方叫做浮地。还有发电机，里面的中线，发电机也是不带电的。当它的定位跟大地相同的时候就是零电位，零电位的话你拿一根导线跟大地相连，不会有电流，不会有干扰，用手去摸，不会出电。像这个电压器，输入220，你就可以算有多少多少伏，这里跟大地相对而言。现在大家可能就会产生矛盾，我们现在电路里面都是把电源负端变为地，对不对？不对，这跟大地之间有电压的，比如这里是100伏，这个电压跟大地的电压就是50伏，你不相信的话可以拿个很高的表去量，它是有电压的。在电容里面很多人认为不会有电，但是这里面是有电的。 下面我们先从位移电流来讲电路里面的干扰怎么产生的。它会对另外的物体产生感应带电，当带电体变化的时候，因为是负的时候，感应导体就会产生电流，这个电流叫做位移电流，所以一般电工里面也没有人告诉你什么叫位移电流，你要特别注意位移电流影响的一个最重要的原因。就像电视机发射天线，八木天线，到中国就改成八根木头组成的天线，只有一根有圆的，其他都没有圆，八根柱子，都没有圆，但实际上会生电流的。比如这个天线很大的功率的时候，你晚上看的时候，天线上面还会产生放电，产生大火那种蓝光。现在电视台那边发射功率都是几千瓦，如果天线很短的话，一般在潮湿的天气里面，比较暗的话，都会产生放电。所以本身这个导体没有电源，也会生感应带电。还有打雷，一个打雷，房间里面的灯都会闪，都会感应到带电，这是什么原因？雷电根本就没有跟你的电线接通，但是很多窗户上面，里面的导体都会感应出很高的电压，它会在墙上产生放电，这都是属于感应带电，放电的一个过程。 另外：我们提供陶显芳老师的演讲PPT供大家下载参考，各位可以在收看文字直播的时候打开PPT参考。 下载地址：http://www.cntronics.com/bbs/viewthread.php?tid=2012&extra=page%3D1 在开放电容里面，变压器的干扰是最严重的，所以一般变压器里面，都要想办法把线圈分开，错开来。另外，绕完以后最好在外面包层铜箔，对辐射相当有效，但是这个东西不是万能的。还有你这个变压器靠近金属或者电路某个位置，一产生涡流，效率也会降低。这个变压器的位置相当讲究，也要考虑电磁干扰，又要考虑本身的损耗，这些都要考虑。 另外，在电路里面开关关闭时产生的电磁干扰是最厉害的。一般都有上千伏，如果你不进行吸收的话，都在一千伏以上的，一般这里面都吸收电路，如果没装的话都是很高很高，会把这个击穿。这个感应脉冲，既可以产生电磁干扰，也会产生其他干扰，因为它变化速度相当快。