一文了解医疗器械EMC电磁兼容常用的基本方法

一般来说，对产品进行电磁兼容性(EMC)整改时，需要根据实际测试情况分步诊断。首先，分析干扰源的位置以及它们之间的相互干扰途径和方式。然后根据分析结果，有针对性地进行EMC整改。

减弱干扰源：在找到干扰源的基础上，可以采取以下方法对其进行减弱：a. 在集成电路(IC)的Vcc和GND之间添加去耦电容。该电容的容量通常在0.01μF到0.1μF之间，并且要注意使电容的引线尽可能短。b. 在保证灵敏度和信噪比的情况下使用衰减器。例如，在VCD、DVD播放机中的晶振对电磁兼容性影响较大，减小其幅度是一种可行的方法，但不是唯一的解决方法。c. 间接的方法是使信号线远离干扰源。

电线电缆的分类整理：在电子设备中，线间耦合是一种重要的干扰途径，也是造成干扰的重要原因。根据耦合方式的不同，其整改方法也不同。以下是对低频耦合和高频耦合的讨论：(1) 低频耦合：指导线长度等于或小于1/16波长的情况。低频耦合可以分为电场耦合和磁场耦合。- 电场耦合的物理模型是电容耦合，因此减小分布耦合电容或减小耦合量是主要的整改目标。可以采用以下方法：- 增大电路间距是减小分布电容的最有效方法。- 追加高导电性屏蔽罩，并使屏蔽罩单点接地可以有效抑制低频电场干扰。- 追加滤波器可减小两电路间的耦合量。- 降低输入阻抗，例如在CMOS电路的输入端并接一个电容或阻值较低的电阻。- 磁场耦合的物理模型是电感耦合，主要通过线间的分布互感来耦合。因此，减小耦合量的主要方法是破坏或减小分布互感。可以采用以下方法：

a. 增大电路间距是减小分布电容的最有效的方法。

b. 追加高导电性屏蔽罩，并使屏蔽罩单点接地能有效地抑制低频电场干扰。

c. 追加滤波器可减小两电路间的耦合量。

d. 降低输入阻抗，例如CMOS电路的输入阻抗很高，对电场干扰极其敏感，可在允许范围内在输入端并接一个电容或阻值较低的电阻。

磁场耦合的物理模型是电感耦合，其耦合主要是通过线间的分布互感来耦合的，因此整改的主要方法是破坏或减小其耦合量，可以采用以下方法：

a. 追加滤波器时要注意滤波器的输入输出阻抗及其频率响应。

b. 减小敏感回路与源回路的环路面积，即尽量使信号线或载流线与其回线靠近或扭曲在一起。

c. 增大两电路间距，以便减小线间互感来降低耦合量。

d. 若有可能，尽量使敏感回路与源回路平面正交或接近正交来降低两电路的耦合量。

e. 用高导磁材料来包裹敏感线，可以有效地解决磁场干扰问题，要注意构成闭合磁路，努力减小磁路的磁阻将会更加有效。

高频耦合是指长于1/4波长的走线由于电路中出现电压和电流的驻波，会使耦合量增强，可以采用以下方法加以解决：

a. 尽量缩短接地线，与外壳接地尽量采用面接触的方式

b. 重新整理滤波器的输入输出线，防止输入输出线间耦合，确保滤波器的滤波效果不变差。

c. 屏蔽电缆屏蔽层采用多点接地。

d. 将连接器的悬空插针接到地电位，防止其产生天线效应。

理想的地线是一个零阻抗、零电位的物理实体，但在实际中不存在完美的地线。改善地线系统可通过以下方法：

1. 减小低阻抗和电源馈线阻抗。

2. 正确选择接地方式和阻隔地环路，可采用悬浮地、单点接地、多点接地、混合接地等方式。具体选择取决于干扰源和敏感线之间的干扰路径。

3. 对于来自外部空间或系统外壳的干扰，可采用悬浮地的方式，但要注意静电积累和静电放电问题。

4. 单点接地适用于低频电路，可防止工频电流及其他杂散电流在信号地线上产生地电位差。适用于频率低于3MHz的情况。

5. 多点接地是高频信号唯一实用的接地方式，当接地导体长度超过最高频率1/8波长时，需要一个等电位接地平面。适用于300KHz以上的情况。

6. 混合接地适用于既有高频又有低频的电子线路中。

屏蔽是提高电子系统和电子设备电磁兼容性能的重要措施之一，能有效抑制通过空间传播的各种电磁干扰。在屏蔽中，电场屏蔽和电磁屏蔽起着重要作用。要注意以下几点：

1. 选择高导电性能的材料，并且要有良好的接地。

2. 正确选择接地点及合理的形状，最好是屏蔽体直接接地。

3. 磁场屏蔽时，要选用铁磁性材料，远离有磁性的元件，可采用双层屏蔽或三层屏蔽。

4. 屏蔽体上的开孔要注意开孔的方向，尽可能使缝的长边平行于磁通流向，使磁路长度增加最少。

5. 电磁屏蔽的选择和设计应根据具体需求确定，包括屏蔽体的形状、大小和接地方式等。

有些干扰是通过电路板上走线的分布参数所决定的，通过在走线中增加小的电感、电容、磁珠等元件来改变电路参数结构，可以使其移动到限值要求较高的频率点上。对于这类干扰，需要重新布线来从根本上解决其影响。

综上所述，改变地线结构、电线电缆的分类整理、屏蔽以及重新布线是提高电磁兼容性的有效方法。在实际的整改过程中，可以根据具体情况选择合适的方法进行应用。