欢迎来到通信人在线![用户登录] [免费注册]

关于电磁兼容性(EMC)技术的基本概念

浏览:11648  来源:通信人在线  日期:2019-12-07

电磁兼容性(EMC)是表示一种状态的特征,即各种电气设备正常工作互不干扰,它们对其它电气设备不产生电磁干扰,并具有抗外界电磁干扰的能力,因而同时运行时,各自的功能不受到影响,同样也不受到自然电磁现象,如闪电雷击的影响。电磁兼容性是立法部门要求执行的状态,也是有关产品的生产厂商必须实现的状态。

一、概念与定义

下述依据我国国家标准GB/T 4365《电工术语 电磁兼容》对电磁兼容性的相关概念与定义给以介绍。GB/T 4365是等同采用(IDT)国际电工委员会IEC的标准IEC 60050161)《国际电工词汇(IEV161 电磁兼容》而制定的。

1、电磁兼容性

电磁兼容的全称应为电磁兼容性(EMCElectro Magnetic Compatibility),其定义是: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。关于电磁环境的定义详见下表1-2中。

从该定义可知,电磁兼容性(EMC)有两方面的含义,一方面任何设备不应骚扰别的设备正常工作;另一方面对外来的骚扰应有抵御能力。即电磁兼容性包含电磁骚扰和对电磁骚扰的抗扰度两个方面。

2、电磁骚扰与抗扰度

电磁骚扰(EMDElectromagnetic Disturbance)的定义为:任何可能引起装置、设备、系统性能降低或者对生物或非生物产生损害作用的电磁现象(注:电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化)。关于电磁噪声、无用信号的定义详见下表1-2中。

1-2:电磁环境、电磁噪声、无用信号的定义

这种电磁现象对外界形成干扰,可能造成通信质量降低甚至通信失效等不良后果,因此电磁骚扰的产生必须受到限制,使通信设备与系统以及其他电子电气设备能够正常运行。电磁现象包括所有的频率,除无线电频率(从10kHz开始向上)之外,还包括所有的低频(含直流),即0Hz400GHz的全频范围。

对电磁骚扰的抗扰度(Immunity to a Disturbance),可简称抗扰度(Immunity),也有将抗扰度称为抗扰性。其定义为:装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低性能的能力。

任何电子电气设备都要有适当的抗扰度,才能在愈来愈复杂的电磁环境中正常工作。对于通信设备的电磁抗扰度必须满足其限值要求,才能确保其正常运行。

3、电磁骚扰与电磁干扰

在电磁兼容性文献中还常见另外一个术语,即电磁干扰(EMIElectromagnetic Interference),其定义详见下表1-3中。过去术语“电磁骚扰”和“电磁干扰”常混用,直到1990年国际电工委员会(IEC)发布IEC 60050161)之后,才将二者的概念区分开来,两者是因果关系,骚扰(Disturbance)是起因,干扰(Interference)是后果。电磁骚扰仅仅是电磁现象,它可能引起降级或损害,但不一定已经形成后果。系统或设备的降级有时不一定会被使用者察觉,但也应视为降低。

1-3:电磁干扰与电磁敏感度的定义

4、抗扰度与敏感度

还有一个名词叫电磁敏感度(EMSElectromagnetic Susceptibility),电磁敏感度又称电磁敏感性。其定义见表1-3中。由定义可知,抗扰度(Immunity)与敏感度(Susceptibility)是相反的关系:敏感度愈高,则抗扰度愈低;反之,敏感度愈低,则抗扰度愈高。因此,对于特定新设备或装置欲提高其抗扰度,必须要降低其敏感度。

二、电磁骚扰的传播方式

电磁骚扰根据能量传输方式的不同,分为传导骚扰(Conducted Disturbance)和辐射骚扰(Radiated Disturbance)。前者是通过端子和导线向外传递能量的电磁骚扰;后者是以电磁波的形式通过空间传播能量的电磁骚扰。传导骚扰和辐射骚扰的定义详见下表2-0中。

2-0:传导骚扰和辐射骚扰的定义

1、传导骚扰

依据传导骚扰(Conducted Disturbance)的定义,可以看出,传导骚扰的传输途径为电路形式。对于通信设备或装置,通过导体传递应该包括:信号线、控制线、电源线、地线等。

2、辐射骚扰

依据辐射骚扰(Radiated Disturbance)的定义,可以看出,辐射骚扰的传输途径为磁路形式。对于辐射骚扰最直接的一种形式称为无线电(频率)骚扰(RadioFrequencyDisturbance),其定义也见表2-0中。我国国家标准将信息技术设备的无线电频率骚扰的频率范围规定在0kHz~400GHz整个无线电频段范围。

三、骚扰或干扰控制

从上分析不难看出,电磁兼容(EMC)的三要素为骚扰源、传播途径和受扰体。只要消除骚扰源或切断传播途径或提高受扰体的抗扰能力,都能避免电磁骚扰现象的发生,从而减少电磁干扰的程度,达到电磁兼容性。因此,下述介绍其骚扰或干扰控制的相关概念。

1、关于电磁骚扰的度量

电磁骚扰用电平来度量,以分贝(dB)及其参量的单位来表示。传导骚扰一般用电压(以μV为单位)作参量,辐射骚扰用离骚扰源一定距离(如10m3m)的电场强度(以μV/m为单位)或磁场强度(以μA/m为单位)作参量,通常以1μV1μV/m0dB,表达为0dBμV)或0dBμV/m)。传导骚扰电平D = 201g U,单位为dBμV),如传导骚扰电压U=5mV,就是传导骚扰电平74dBμV)。辐射骚扰用电场强度(E)作参量时,其骚扰电平D = 20lg E,单位为dBμV/m)。

2、关于电磁骚扰的端口

为了骚扰或干扰的控制,在电磁兼容技术中提出了端口(port)的概念,即将指定设备与同外界电磁环境的特殊界面。在GB 19286《电信网络设备的电磁兼容性要求及测量方法》中,将电信网络设备与外部电磁环境的特定物理界面进行了界定,如下图3-2-1所示,称为外壳端口(也称之为机箱端口),它是设备的物理界面,电磁场通过该边界发射或照射。它又包括有多个端口(port),如AC电源端口、DC电源端口、接地端口、信号/控制端口和电信/网络端口共5种。电源端口与接地端口从字面即可理解,对于信号/控制端口和电信/网络端口的定义详见下表3-2中。

3-2-1:电信网络设备的端口示例

3-2:信号/控制端口、电信/网络端口的含义

GB/T 19287《电信设备的抗扰度通用要求》中,给出了电信建筑中心的端口,它界定的界面更大,其中包括了外壳端口,它是室内信号线端口、室外信号线端口、外壳端口、直流电源端口、交流电源端口的总称,如下图3-2-2所示。电信建筑中心的端口是一个范围界面,特别适用于抗扰度限值的规定。

3-2-2:电信建筑中心的端口的示意图

3、关于电磁环境条件的分类

ITU建议K.34《电信设备的电磁环境条件分类》将电信设备定义了电磁环境的类别,分为1类为大电信中心、2类为小电信中心、3类为室外、4类为用户级四类环境类别。我国的国家标准将其进行了简化,在分析设备的电磁环境时分为电信中心和非电信中心两类

欲详细了解电磁环境的类别含义的请进入四类环境类别电信中心和非电信中心

4、关于控制措施

其骚扰或干扰控制的控制措施往往从上述这些各个端口采取相应的具体措施,包括具体的物理措施和限值要求等。具体的物理措施即使用抑制器、屏蔽等。在骚扰源端削弱或消除电磁骚扰的措施称为骚扰抑制;在受扰体端削弱或消除电磁干扰的措施称为干扰抑制。限值要求即对设备或装置的骚扰限值和抗扰度限值提出要求,令骚扰及干扰限制在一定安全范围内。对于通信类设备我国对各通信专业设备都制定了各自的限值要求。

5、限值要求

结合图3-2-1,通常对各端口提出下列限值要求:

对于电源端口、信号/控制端口和电信/网络端口,直接提出骚扰限值和抗扰度限值要求,尤其是无线电骚扰的要求。

欲具体了解相关设备电磁骚扰限值要求的请进入ITE之骚扰限值ITE之抗扰度限值TNETPE

对于AC电源端口的电磁兼容限值要求,又特别提出了谐波电流限值要求(分为单相额定电流16A>16A);和对电压变化、电压波动与闪烁限值要求的(分为单相额定电流16A>16A)。

欲详细了解相关AC电源端口限值名称与限值要求的请进入

对于通信设备或系统,在日益复杂的电磁环境下,努力保持其良好的电磁兼容性,使通信设备或系统运行质量的必要保证。

欲进一步了解我国相关电磁兼容方面的标准索引的请进入

艾默生UPS
© 2004-2025 通信人在线 版权所有 备案号:粤ICP备06113876号 网站技术:做网站