【导读】电磁干扰(EMI)是电磁兼容的一个分支，它是指研究和抑制噪声信号的干扰，使其不影响电路的正常功能。在医学界，足够的信号噪声屏蔽是优化设备功能和最终保护病人健康的必要条件。

一个好的电磁干扰屏蔽是通过一个完整的360°外壳周围的保护装置来完成。完整的360°屏蔽是环绕整个受保护设备(例如电缆)并将其连接到底盘(见图1)的环向终止端子上。

保护设备(例如电缆)并将其连接到底盘(见图1)的环向终止端子上。

360°屏蔽

在某些医学应用中，这似乎是无法实现的，因为需要保护的设备是传感器，它是将物理特性转化为电信号的感器。例如，希望屏蔽一个用于测量人体组织中某种异常的半透明的光电晶体管，光源在背后，这样可保护它不受外界干扰，避免损坏电路或妨碍其正常功能。但是这样的装置怎么能被屏蔽呢？将光电晶体管完全包裹在金属宿中将消除传感器的光感知能力，还有大量的其他医学传感器，比如：光、温度、压力、流量、热、声等等， 这些也需要屏蔽。那么，设计师们能做些什么呢？早期试图为这些应用提供有效的屏蔽，仅仅是在电路外围用导电材料包围，但没有摆地方法。这个解决万案，不是专门针对医学传感器，常称为浮动屏蔽。

最终，这是一个有问题的设计。浮动屏蔽增加了额外金属层的屏蔽材料面，而且没有适当的端子来保护电路免受输入噪声信号影响，同时防止输出噪声信号。然而，在没有足够端子的情况下，金属层或结构将产生两个独立的金属片，通常是屏蔽层和底盘，从而产生具有将场转换为电压和电流的潜力的偶极子天线。这可能会导致电路抗扰性问题和损害屏蔽性能。

为了避免屏蔽误差，设计师经常加入地线，连接独立的金属片，消除偶极天线的担忧，并建立电气统一，通常通过屏蔽盾连接到底盘。然而，引线，有时被称为辫子，会引起其他EMI问题。

漏极线的引入在外部噪声和内部电路之间产生了互感回路，阻碍了屏蔽性能。漏极线还在尾端子上通过特定的电子聚焦产生高密度电流，这使电缆屏蔽和配套外壳(例如底盘)之间产生电压积累。反过来，电流不仅会引起向外信号，造成辐射问题，也会影响内部电路，造成失效问题。

解决这一陷阱的常见万法是将内部电缆导线直接连接到指定的导体上，以此作为内部摆地的通道，但这在扁平电缆中比在圆形导线中更为常见。而且，这样做并不能真正解决电感回路问题，它只是重新定位了电感环。然而，如果电缆屏蔽与底盘也有360°的连接，摆地导体仍然是屏蔽的重要万法，因为减少钱圈面积非常重要，可以减轻其产生的自感应。如果没有完全封闭的360°终端连接，电信号就无法区分外部世界和内部电路，这会再次造成辐射和失效问题。

原创：Zachary Blanden

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EMC寄语：随着时代的发展，越来越多的电子、电气设备或系统产品都需要进行检验检测，其中EMC测试是必备的检验检测指标之一。但EMC测试项目费用较贵，EMC实验室造价昂贵，绝大部分测量设备又需要采用进口设备，导致很少检验检测机构有能力建造EMC实验室。产品的EMC性能是设计阶段赋予的，一般电子产品设计时如果不考虑EMC因素，就会很容易导致EMC测试失败，以致不能通过相关EMC法规的测试或认证。例如，产品设计研发工程师们根据需求，设计出效果良好的滤波电路，置入产品I/O(输入/输出）接口的前级，可使因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处；设计出隔离电路（如变压器隔离和光电隔离等）解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰，同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰；设计出能量吸收回路，从而减少电路、器件吸收的噪声能量；通过选择元器件和合理安排的电路系统，使干扰的影响减少。

EMC技能:整改小技巧
1、150kHz-1MHz，以差模为主，1MHz-5MHz，差模和共模共同起作用，5MHz 以后基本上是共模。差模干扰的分容性藕合和感性藕合。一般1MHz以上的干扰是共模，低频段是差摸干扰。用一个电阻串个电容后再并到Y电容的引脚上，用示波器测电阻两引脚的电压可以估测共模干扰。
2、保险过后加差模电感或电阻。
3、小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
4、前端的π型EMI零件中差模电感只负责低频EMI，体积别选太大(DR8太大，能用电阻型式或DR6更好)否则幅射不好过，必要时可串磁珠，因为高频会直接飞到前端不会跟着线走。5、传导冷机时在0.15MHz-1MHz超标，热机时就有7dB余量。主要原因是初级BULk电容DF值过大造成的，冷机时ESR比较大，热机时ESR比较小，开关电流在ESR上形成开关电压，它会压在一个电流LN线间流动，这就是差模干扰。解决办法是用ESR低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。
6、测试150kHz总超标的解决方案：加大X电容看一下能不能下来，如果下来了说明是差模干扰。如果没有太大作用那么是共模干扰，或者把电源线在一个大磁环上绕几圈， 下来了说明是共模干扰。如果干扰曲线后面很好，就减小Y电容，看一下布板是否有问题，或者就在前面加磁环。
7、可以加大PFC输入部分的单绕组电感的电感量。
8、PWM线路中的元件将主频调到60kHz左右。
9、用一块铜皮紧贴在变压器磁芯上。
10、共模电感的两边感量不对称，有一边匝数少一匝也可引起传导150kHz-3MHz超标。11、一般传导的产生有两个主要的点：200kHz和20MHz左右，这几个点也体现了电路的性能;200kHz左右主要是漏感产生的尖刺;20MHz左右主要是电路开关的噪声。处理不好变压器会增加大量的辐射，加屏蔽都没用，辐射过不了。
12、将输入BUCk电容改为低内阻的电容。
13、对于无Y-CAP电源，绕制变压器时先绕初级，再绕辅助绕组并将辅助绕组密绕靠一边，后绕次级。
14、将共模电感上并联一个几k到几十k电阻。
15、将共模电感用铜箔屏蔽后接到大电容的地。
16、在PCB设计时应将共模电感和变压器隔开一点以免互相干扰。
17、保险套磁珠。
18、三线输入的将两根进线接地的Y电容容量从2.2nF减小到471。
19、对于有两级滤波的可将后级0.22uFX电容去掉(有时前后X电容会引起震荡) 。
20、对于π型滤波电路有一个BUCk电容躺倒放在PCB上且靠近变压器此电容对传导150kHz-2MHz的L通道有干扰，改良方法是将此电容用铜泊包起来屏蔽接到地，或者用一块小的PCB将此电容与变压器和PCB隔开。或者将此电容立起来， 也可以用一个小电容代替。
21、对于π型滤波电路有一个BUCk电容躺倒放在PCB上且靠近变压器此电容对传导150kHz-2MHz的L通道有干扰，改良方法是将此电容用一个1uF/400V或者说0.1uF/400V电容代替， 将另外一个电容加大。
22、将共模电感前加一个小的几百uH差模电感。
23、将开关管和散热器用一段铜箔包绕起来，并且铜箔两端短接在一起，再用一根铜线连接到地。
24、将共模电感用一块铜皮包起来再连接到地。
25、将开关管用金属套起来连接到地。
26、加大X2电容只能解决150kHz左右的频段，不能解决20MHz以上的频段，只有在电源输入加以一级镍锌铁氧体黑色磁环，电感量约50uH-1mH。
27、在输入端加大X电容。
28、加大输入端共模电感。
29、将辅助绕组供电二极管反接到地。
30、将辅助绕组供电滤波电容改用瘦长型电解电容或者加大容量。
31、加大输入端滤波电容。
32、150kHz-300kHz和20MHz-30MHz这两处传导都不过，可在共模电路前加一个差模电路。也可以看看接地是否有问题，该接地的地方一定要加强接牢，主板上的地线一定要理顺，不同的地线之间走线一定要顺畅不要互相交错的。
33、在整流桥上并电容，当考虑共模成分时，应该邻角并电容，当考虑差模成分时，应该对角并电容。
34、加大输入端差模电感。

2、产品电磁兼容骚扰源有：
1、设备开关电源的开关回路：骚扰源主频几十kHz到百余kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。
2、设备直流电源的整流回路：工频线性电源工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz；开关电源高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。
3、电动设备直流电机的电刷噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。
4、电动设备交流电机的运行噪声：高次谐波可延伸到数十MHz。
5、变频调速电路的骚扰发射：开关调速回路骚扰源频率从几十kHz到几十MHz。
6、设备运行状态切换的开关噪声：由机械或电子开关动作产生的噪声频率上限可延伸到数百MHz。
7、智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰：骚扰源主频几十kHz到几十MHz，高次谐波可延伸到数百MHz。
8、微波设备的微波泄漏：骚扰源主频数GHz。
9、电磁感应加热设备的电磁骚扰发射：骚扰源主频几十kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。
10电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。
11、信息技术设备及各类自动控制设备的数字处理电路：骚扰源主频数十MHz到数百MHz（经内部倍频主频可达数GHz），高次谐波可延伸到十几GHz。
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本条内容来自微信公众号“质量提升与技术”，由“海韵老师”选编。

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