机电产品的电磁干扰抑(EMI)制措施

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机电产品的电磁干扰抑制措施

齐向阳

(深圳职业技术学院，广东深圳518055）

摘要：介绍了一些降低电源、主控板等电磁干扰源的传导、高次谐波及辐射干扰的方法和实例。

关键词：电源；电磁干扰；传导；高次谐波电流；辐射

1引言

现在的机电产品多要通过EMC测试和认证，EMC认证包括EMI和EMS两部分，通常比较容易出问题的是EMI。EMI测试主要有电磁干扰的传导，高次谐波和辐射干扰等，其中，传导和高次谐波干扰主要来自于电源，而辐射干扰许多场合也直接或间接来源于电源。单从技术方面来说，一个有较多经验的工程师解决这些问题，通常不会花太多时间，但是，如果对时间及成本有严格的控制，就比较令人头疼。本文是笔者从事EMC测试和认证积累的一些经验，主要介绍跟电源有关的一些措施。

2传导噪声的抑制

传导测试的问题基本上出在电源上，其措施主要也是针对电源自身，一般包括两个方面：

1）恰当的滤波电路；

2）滤波元件在线路板上的位置。

通常，适当增大线圈的电感值，可以对抑制传导噪音起到立竿见影的作用；也可以采用两级滤波电路来保证过大的传导噪音不会通过电源线侵入到供电线路中。滤波元件在线路板上的位置对传导噪音一般影响不大，不过如果噪音超标较小，可以考虑改变元件布置。

有些种类的电器往往用到交流电源，如果其上有相位调制电路（比如用来控制交流电机）的话，很容易导致传导干扰超标，解决的方法一是合理选择相位调制电路的滤波元件的参数；二是适度改变电源的滤波器的参数，尤其是滤波电感值。

3高次谐波的抑制

一般的开关电源并不会产生高次谐波超标的问题，但是，如果机电产品上有使用交流电机、卤素灯等具有较大启动冲击电流的场合，就必须考虑高次谐波的问题。在这种情形下，可以从两方面入手来解决问题，一是软启动，对交流电机来说，启动阶段的大电流往往导致高次谐波超标；对于卤素灯来说，从冷态转换到发热、发光的阶段，电流也比较大，同样其非正弦电流会导致高次谐波测试通不过；二是加装抑制高次谐波幅度的电子电气元件，比如线圈、缓冲电容电阻（CR）等，采用此种方法时，所选用的线圈和CR元件必须有适当的值。

在实际应用中，上述两个方法可以共同使用，以确保减小高次谐波电流，并且抑制过大的高次谐波电流传递到供电线路上。

某一个机电产品采用降低高次谐波措施前后的测试波形如图1所示。测试数值如表1、表2所列。

(a)73mH线圈、加装CR元件（测试结果：未通过）

(b)74mH线圈加装CR元件（测试结果：通过）

图1高次谐波测试波形

表1谐波电流数据（未通过）

ORDER	CURRENT/A	LIMIT/A	DIFFER/A	JUDGE
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29	0.3602 0.2583 0.1098 0.0320 0.0276 0.0127 0.0112 0.0084 0.0073 0.0045 0.0038 0.0039 0.0031 0.0017 0.0016	—— 0.247 0.138 0.072 0.036 0.025 0.021 0.018 0.016 0.014 0.013 0.012 0.011 0.010 0.009	—— －0.0113 0.0282 0.0400 0.0084 0.0123 0.0098 0.0096 0.0087 0.0095 0.0092 0.0081 0.0079 0.0083 0.0074	—— FAIL —— —— —— —— —— ——

表2谐波电流数据（通过）

ORDER	CURRENT/A	LIMIT/A	DIFFER/A	JUDGE
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29	0.3674 0.2567 0.1051 0.0344 0.0265 0.0118 0.0125 0.0055 0.0077 0.0039 0.0047 0.0035 0.0022 0.0027 0.0010	—— 0.260 0.145 0.076 0.038 0.026 0.022 0.019 0.017 0.015 0.014 0.012 0.011 0.010 0.010	—— 0.0033 0.0399 0.416 0.0115 0.0142 0.0095 0.0135 0.0093 0.0111 0.0093 0.0085 0.0088 0.0073 0.0090	—— —— —— —— —— —— ——

　

在前面介绍的两种降低高次谐波的措施中，应优先采用软启动方法，此种方法是通过软件实现的，如果是在设计阶段，几乎不增加成本。而且，如果高次谐波超标值比较小的话，通过观测采用软启动前后的启动电流值即可预测正式测试是否可以通过。

需要说明，采用线圈及CR元件这种方法时，线圈的电感值要适中，并非越大越好，一来过大反而不利于抑制高次谐波；二来电感值越大，线圈成本越高。

4辐射的抑制

辐射干扰是比较难以解决的问题，如果在生产阶段抽检不合格，需要采取补救措施，可能造成产品成本大幅度增加。下面介绍几种抑制辐射干扰的措施。

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