[可靠性智库]电磁兼容的可靠性设计方法

    A.接地

    电子设备的广泛应用和发展，必然导致它们在其周围空间中产生的电磁场电平不断增加。因此，必须对相应的电磁兼容性设计提出更可靠的解决方案，从而最大限度地抑制和消除空间中的电磁干扰。

    不管在任何系统中，电子设备的接地都是该设备电磁兼容设计的一个很重要的问题。其作用如下：

    （1）接地可以使整个电路系统的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地工作。（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放。（3）保证安全工作。当发生雷电电磁感应时，可避免电子设备的损坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其他原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。

    一般的接地可以理解为一个等电位点或等电位面，属于电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击或其他高电压可能造成的机器损坏以及工作人员的人身伤害，电子设备的机壳和金属构件等必须与大地相连接，而且接地电阻一般很小，不能超过规定值。

    B.屏蔽  

   屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。因此，屏蔽体在电磁兼容可靠性设计中非常重要。要关注屏蔽材料的选择，选择原则如下：

    （1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率（高电导率）的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。

    （2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。

    （3）在某些特定场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

    C.滤波

    电磁干扰滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器，常常分为信号线EMI滤波器、电源TMI滤波器、印制板EMI滤波器、反射EMI滤波器以及隔离EMI滤波器等几类，这里主要分析一下信号线EMI滤波器。

    线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线，由于导线的存在，往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时由于这些导线又能接收外部的电磁干扰，使得电路对干扰很敏感。针对这种情况，使用信号滤波器是一种对抗高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频部分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。而信号滤波器的使用可以使脉冲信号的高频成分大大减少，从而使线路板的辐射大大改善。

    另外，抗电磁干扰还有其他的方法：（1）正确地选择无源器件。（2）恰当设计电路。