[發明專利]一種電磁兼容性設計驗證方法

在審

• 申請號: 202010314079.0
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111458589A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王曉東;何鎮安;何詩銘
• 申請（專利權）人: 西安中科長青醫療科技研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01J5/00
• 代理公司: 上海思牛達專利代理事務所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 丁劍

本發明公開了一種電磁兼容性設計驗證方法，涉及電磁兼容設計領域，具體操作如下：在測試過程中通過高速紅外熱成像設備對待測設備的電氣系統進行實時熱成像，當ESD、EFT和Surge的高能量干擾從測試儀器發出以后，高能量干擾信號通過線纜或空間傳播途徑施加到待測設備內部的電氣系統上，相應的電氣部件由于受到了高能量干擾而產生溫度變化，高速紅外熱成像設備能將待測設備電氣部件的溫度變化實時的通過圖像記錄并顯示出來，使用者通過該可視化的圖像即可準確的定位和分析干擾的傳播路徑及電氣部件的變化，便可及時采取針對性的措施。本發明方法可以及時發現試驗中能通過測試但是存在高風險的問題點，使用者可對此采取針對性的優化措施。

技術領域

本發明涉及電磁兼容設計領域，具體涉及一種電磁兼容性設計驗證方法。

背景技術

電磁兼容性是指設備在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁騷擾的能力。具體包括電磁發射(設備對所在環境產生的電磁騷擾不能超過一定的限值)和電磁抗擾度(設備對所在環境的電磁騷擾有一定程度的抗擾度)。電磁騷擾有兩種傳播方式：傳導(電磁騷擾通過電纜導體傳播)和輻射(電磁騷擾通過空間輻射傳播)。

在電磁兼容測試及整改領域里，ESD、EFT、Surge是經常發生測試失效的項目，因此也是在產品設計及測試驗證過程中的關鍵項目。

在干燥的空氣中，不同的物質經過摩擦之后會產生電荷的轉移從而讓各自物體分別帶電，當帶電的物體接近或接觸電子設備的時候由于電勢差發生電荷的瞬間轉移即靜電放電。靜電放電抗擾度(ESD)是模擬設備對帶電的人體接近或接觸設備的時候的承受能力。人體所帶靜電荷可高達數十kV，其放電時間非常短，往往在納秒(ns)級別即完成了絕大多數能量的轉移。因此ESD抗擾度的設計本質上就是對瞬間高能量的泄放通道的設計。

使用網電源供電的設備在工作中必須要連接電網，而電網中有些電氣設備在工作中會產生很多連續的高壓高頻干擾信號，比如繼電器的通斷、電機的啟停等，干擾信號通常會通過電源線和空間輻射的方式干擾到電子產品的正常工作，電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(EFT)即測試產品對這類干擾的承受能力。測試干擾信號頻率高達數KHz，電壓峰值高達數KV，持續時間高達數毫秒(ms)有大量的能量傳入產品內部。因此EFT抗擾度的設計本質上就是對短時間持續高能量的吸收及泄放的設計。

大氣中云層放電即雷電會通過電網傳導到產品內部產生浪涌/雷擊(Surge)干擾，其放電時間在微秒(us)級別，電壓高達數KV，電流高達數KA。因此浪涌抗擾度試驗(Surge)本質上是對設備的高能量干擾的吸收處理能力的測試。

上述三項試驗的共同點就是都是短時間高能量干擾，測試失敗的直接原因都是由于產品內部元件有短時高能量而產生過熱而損壞，且相應抗擾度的設計也是對短時間高能量的吸收與泄放設計。

在當前的電磁兼容設計、驗證測試及整改工作中，工程師都是根據電磁兼容理論以及各自的經驗進行，比如使用放電管進行靜電泄放，用EFT濾波器進行濾波，用壓敏電阻進行浪涌吸收等。但是電磁兼容是一項系統工程，產品的結構設計、電氣布局、線纜布線等都有很大的關聯性，因此在實際工作中經常會發生測試失效的情況。當產品測試失效發生之后就需要進行整改及驗證工作，整改驗證的第一步就是需要定位失效的元器件和干擾傳播路徑，這一步需要工程師具備非常專業的知識及技能，不僅要熟悉產品電氣系統，更要清楚所有元器件的特性及參數，在此基礎上才能準確找到失效元器件和干擾傳播路徑。

電磁干擾是不可見的，其傳播方式既可以通過線纜傳導/耦合也可以通過空間輻射耦合，因此在實際設計整改及測試驗證過程中要定位到失效元件是非常困難的。另外，試驗過程中對試驗結果的判定只有成功或失敗兩個結論，而干擾對產品的影響/損壞是連續累積的，只要在測試過程中沒有發生失效，累積的損壞就無法被察覺或評估，這對非常好不利于提高產品質量。

發明內容