典型家用电器电磁兼容共性技术研究

4 抗干扰措施
　　
4.1静电放电（ESD）抗干扰
　　
静电干扰来源于人体放电、设备、器件的电荷积累放电等。
　　
家用电器抗静电干扰设计在于良好的接地和结构设计。
　　
接地的作用有两个：安全地（为有损害的电路提供一个同路），参考地（为从外部进入到系统的信号提供一个参考）。地线干扰按照产生的机理可分为地环路干扰和公共阻抗干扰。地环路干扰是由地线和电缆组成的环路电流产生的。通常减小地环路干扰的有效途径有：将一端的设备浮地、使用变压器实现设备之间的连接、使用光电隔离器、使用公模扼流圈等；公共阻抗干扰顾名思义，是由于两个电路共用一段地线，地线本身又具有阻抗而产生的。减小共用阻抗干扰的途径有两个：一是减小公共地线部分的阻抗，这样公共地线上的电压也随之减小，从而控制公共阻抗耦合；二是通过恰当的接地方式，避免容易相互干扰的电路共用地线，一般要避免强电于弱电电路共用地线，避免数字与模拟电路共用地线。
　　
标准规定，凡试品中人体可以接触到的地方都要进行静电放电试验，可见家用电器的结构对抗静电能力有着重要作用。家用电器一般都置身于金属外壳内，金属外壳作为ESD电流的通道，引导ESD电流在内部电路的周围，此时外壳中的孔和缝隙对电流都能起到高阻抗的壁垒作用，为了使其最小，所有的金属板必须搭接在一起，并至少在两点上提供低阻抗连接。
　　
4.2电快速瞬变脉冲群抗干扰
　　
当操作开关、继电器、接触器动作时会在其母线上产生多个瞬态脉冲族，称为群脉冲干扰。快速瞬变群脉冲一般不会对器件和系统造成破坏，但对于家用电器中的微处理器可以造成很大的影响。当这些高频的尖脉冲出现在地址总线、数据总线或逻辑门电路上时，会使微处理器和逻辑电路产生时序错误，造成微处理器程序混乱、死机等等。因此，抗尖脉冲干扰是带有微处理器家用电器的EMC设计的重要环节。
　　
家用电器的各个元器件，如继电器、接触器、开关、按键等等应加以特殊处理，一般在他们的两端并联或串连电容元件和二极管以吸收尖脉冲干扰；其次，在极为重要的电路中应增加一些吸收尖脉冲的元器件。
　　
下面以一带电动机的电动玩具为例[3]，用实验数据说明滤波器的效果。
　　
图1显示的是对某电动玩具（换向器式电动机）进行骚扰辐射发射测试的

图1 某电动玩具的辐射骚扰 图3 带电机玩具改进后的辐射骚扰
　　
由图可见，改电动玩具的电磁辐射是相当严重的。为了减小辐射达到电磁兼容的标准，我们加入滤波器，如图2所示。

图2（a）中分别在电源线上加入两个100uH的扼流圈，用于抑制差模噪声。扼流圈是对称安装的，这样一方面平衡了扼流圈内部阻抗，另一方面平衡了每根导线与地之间的骚扰电压。在这种情况下，两个电刷产生的大小相等方向相反的骚扰电压在导线与地之间造成的骚扰电场相互抵消。由于两个扼流圈中骚扰电流方向不同，导线上的骚扰磁场同样地互相抵消，从而降低了骚扰。图2（b）中进一步加入了共模扼流圈，效果更好。采用滤波器后的测量数据如图3所示。可见，滤波效果是相当明显的，辐射骚扰强度降低了近30dBuV/m。但如果骚扰强度非常大，就需要使用吸收式滤波器。

吸收式滤波器是目前一种常见的、便宜的器件。它是由有耗器件构成的，在阻带内吸收噪声的能量转化为热损耗，从而起到滤波作用。铁氧体吸收型滤波器是目前应用发 展很快的一种低通滤波器。它与常规的L滤波器相比具有更好的高滤波特性。
　
铁氧体材料是铁氧化物和其他成分如锰、锌鈷、镍的混合体，对频率具有高度的敏感性，低频信号可以毫无损耗地通过，而当频率增加时，其阻抗也迅速增加，有效抑制了高频信号[4]。用铁氧体吸收型滤波器代替图2中电路中的电感后，辐射骚扰场强可再降低10dBuv/m。铁氧体磁环可以直接套再导线上，磁环越长，阻抗越大。注意环内径应与导线密贴，消除导线上电流产生的磁通，增加滤波效果。
　　
4.3浪涌（雷击）抗干扰
　　
浪涌是指电源电压和电流的变动，负载开关的闭合、自然界的雷击都可能引起浪涌。其危害较大，可以引起振荡甚至烧坏整个系统。
　　
家用电器一般不会直接受到雷电的干扰，大多是通过传导线路中的感应电流或电压引起的骚扰。良好的接地是解决这一干扰的有效手段。
　　
防止浪涌干扰的常用器件有：气体放电管、金属氧化物压敏电阻（MOVS）和硅瞬变吸收二级管（TVS）。
　　
5 结论
　　
电磁兼容性是家用电器的一个重要衡量标准。由于家用电器的种类繁多，结构复杂，对其共性技术的研究显得极为重要。"典型家用电器电磁兼容共性技术研究"通过对家用电器共有部件的EMS测试，得出大量的试验数据，运用模糊推理的方法可以做成专家控制系统，这对于其他的家用电器的电磁认证具有很大的指导意义。