電磁兼容EFT項目對設備影響的原因和整改措施（1）

       快速脈沖群（EFT）對設備影響的原因有三種。

    （1）通過(guò)電源線(xiàn)直接傳導進(jìn)設備的電源，導致電路的電源線(xiàn)上有過(guò)大的噪聲電壓。當單獨對火線(xiàn)或零線(xiàn)注入干擾是，在火線(xiàn)和零線(xiàn)之間存在著(zhù)差模干擾，這種差模電壓會(huì )出現在電源的直流輸出端；當同時(shí)對火線(xiàn)和零線(xiàn)注入干擾時(shí)，僅存在著(zhù)共模電壓，由于大部分電源的輸入都是平衡的(無(wú)論變壓器輸入，還是整流橋輸入)，因此實(shí)際共模干擾轉變成差模電壓的成分很少，對電源的輸出影響并不大。

   （2）干擾能量在電源線(xiàn)上傳導的過(guò)程中向空間輻射，這些能量感應到鄰近的信號電纜上，對信號電纜連接的電路形成干擾（如果發(fā)生這種情況，往往會(huì )直接向信號電纜注入試驗脈沖時(shí)，導致試驗失?。?。

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

   1.群脈沖不合格原因：

      對于檢驗設備的抗擾度來(lái)說(shuō)，電快速脈沖群（群脈沖）試驗具有典型意義，由于電快速脈沖試驗波形的上升沿很陡，因此包含了很豐富的高頻諧波分量，能夠檢驗電路在較寬的頻率范圍內的抗擾度。另外，由于試驗脈沖是持續一段時(shí)間的脈沖串，因此它對電路的干擾有一個(gè)累積效應，大多數電路為了抗瞬態(tài)干擾，在輸入端安裝了積分電路，這種電路對單個(gè)脈沖具有很好的抑制作用，但是對于一串脈沖則不能有效地抑制。

        群脈沖過(guò)不去的原因整改措施：

      1）針對電源線(xiàn)的措施：

   （1）金屬機箱。解決電源線(xiàn)干擾問(wèn)題的主要方法是在電源線(xiàn)入口處安裝電源線(xiàn)濾波器，阻止干擾進(jìn)入設備。從圖中所示的干擾注入方法可知，注入到電源線(xiàn)上的電壓是共模電壓，濾波器必須能對這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設備順利通過(guò)試驗。目前，市面上的很多成品電源濾波器主要是針對電快速脈沖試驗設計的，設計人員可以根據產(chǎn)品特點(diǎn)直接選用。下面是用濾波器抑制電源線(xiàn)上的電快速脈沖方法。

  （2）設備機箱是非金屬的。如果設備采用的是非金屬機箱，就必須在機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(guò)金屬板與地線(xiàn)層之間的分布電容形成通路。如果設備的尺寸較小，意味著(zhù)金屬板尺寸也較小，這時(shí)金屬板與地線(xiàn)層之間的電容量較小，不能起到較好的旁路作用。因此，電感的特性對于設備能夠順利通過(guò)試驗至關(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）針對信號線(xiàn)的措施：

    （1）信號電纜屏蔽。從試驗方法可知，干擾脈沖耦合進(jìn)信號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(lái)，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中的參考地線(xiàn)層可靠連接，如果設備的外殼是金屬并且接地的設備，這個(gè)條件容易滿(mǎn)足；當設備的外殼是金屬的，但是不接地時(shí)，屏蔽電纜只能對電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用，這是通過(guò)金屬機殼與地之間的分布電容來(lái)接地的；如果機箱是非金屬機箱，則電纜屏蔽的方法就沒(méi)有什么效果。

    （2）信號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，根據低通濾波器對脈沖干擾的抑制作用，只有當電感量足夠大時(shí)，才能有效果。但是當扼流圈的電感量較大時(shí)（往往匝數較多），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)，需要注意調整扼流圈的匝數，必要時(shí)用兩個(gè)不同匝數的扼流圈串聯(lián)起來(lái)，兼顧高頻和低頻的要求。

   （3）采用雙絞線(xiàn)作為設備的信號電纜，并在設備信號線(xiàn)接口處（即靠近設備的一端）加套鐵氧體磁環(huán)，并將信號線(xiàn)在磁環(huán)上繞2~3圈對于抗擾能力不是太弱的設備來(lái)說(shuō)，這種措施的效果還是不錯的。

   （4）信號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，但是需要金屬機箱作為濾波電容的地。另外，這種方法   會(huì )對差模信號有一定的衰減，在使用時(shí)需要注意。

    （5）對敏感電路局部屏蔽。當設備的機箱為非金屬機箱，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)只能對敏感電路進(jìn)行局部屏蔽，屏蔽體應該是一個(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(xiàn)之間，電流從L進(jìn)入，流過(guò)整流二極管正極，再流經(jīng)負載，通過(guò)熱地，到整流二極管，再回到N，在這條通路上，有高速開(kāi)關(guān)的大功率器件，有反向恢復時(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(guò)，從而被接收機檢測到，導致傳導超標。共模干擾：共模干擾是因為大地與設備電纜之間存在寄生電容,高頻干擾噪聲會(huì )通過(guò)該寄生電容，在大地與電纜之間產(chǎn)生共模電流，從而導致共模干擾。

下圖為差模干擾引起的傳導FALL數據，該測試數據前端超標，為差模干擾引起：

     圖中CX2001為安規薄膜電容（當電容被擊穿或損壞時(shí)，表現為開(kāi)路）其跨在L線(xiàn)與N線(xiàn)之間，當L-N之間的電流，流經(jīng)負載時(shí)，會(huì )將高頻雜波帶到回路當中。此時(shí)X電容的作用就是在負載與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(guò)電容的短路交流電讓干擾有回路不串到外部。

      對差模干擾的整改對策：

      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（因為共模電感幾種繞線(xiàn)方式，雙線(xiàn)并繞或雙線(xiàn)分開(kāi)繞制，不管哪種繞法，由于繞制不緊密，線(xiàn)長(cháng)等的差異，肯定會(huì )出現漏磁現象，即一邊線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁力線(xiàn)不能完全通過(guò)另一線(xiàn)圈，這使得L-N線(xiàn)之間有感應電動(dòng)勢，相當于在L-N之間串聯(lián)了一個(gè)電感）

下圖為共模干擾測試FALL數據：

           電源線(xiàn)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(guò)該電容，流向大地，在LISN-線(xiàn)纜-寄生電容-地之間形成共模干擾電流，從而被接收機檢測到，導致傳導超標（這也可以解釋為什么有的主板傳導測試時(shí)，不接地通過(guò)，一夾地線(xiàn)就超標。USB模式下不接地時(shí)，電流回路只能通過(guò)L-二極管-負載-熱地-二極管-N,共模電流不能回到LISN，LISN檢測到的噪聲較小，而當主板的冷地與大地直接相連時(shí)，線(xiàn)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(huà)，就會(huì )導致傳導超標）

      對共模干擾的整改對策：

      1. 加大共模電感感量

      2. 調整L-GND，N-GND上的LC濾波器，濾掉共模噪聲 

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

       EMC寄語(yǔ)：隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的電子、電氣設備或系統產(chǎn)品都需要進(jìn)行檢驗檢測，其中EMC測試是必備的檢驗檢測指標之一。但EMC測試項目費用較貴，EMC實(shí)驗室造價(jià)昂貴，絕大部分測量設備又需要采用進(jìn)口設備，導致很少檢驗檢測機構有能力建造EMC實(shí)驗室。產(chǎn)品的EMC性能是設計階段賦予的，一般電子產(chǎn)品設計時(shí)如果不考慮EMC因素，就會(huì )很容易導致EMC測試失敗，以致不能通過(guò)相關(guān)EMC法規的測試或認證。例如，產(chǎn)品設計研發(fā)工程師們根據需求，設計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，可使因傳導而進(jìn)入系統的干擾噪聲消除在電路系統的入口處；設計出隔離電路（如變壓器隔離和光電隔離等）解決通過(guò)電源線(xiàn)、信號線(xiàn)和地線(xiàn)進(jìn)入電路的傳導干擾，同時(shí)阻止因公共阻抗、長(cháng)線(xiàn)傳輸而引起的干擾；設計出能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；通過(guò)選擇元器件和合理安排的電路系統，使干擾的影響減少。