專家分享：家用電器電磁兼容性設計

　　本文論述了家用電器電磁騷擾對電磁環(huán)境的影響和實施電磁兼容性的重要性，接著論述了家用電器電磁兼容性設計的內(nèi)容和方法，并舉例說明如何抑制家用電器產(chǎn)生的電磁騷擾。

　　家用電器電磁騷擾對電磁環(huán)境的影響

　　近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，家用電器正迅速向節(jié)能化、自動化、智能化、方便化、舒適化的趨勢發(fā)展。這樣，隨著家用電器品種越來越多，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大; 同時，進口產(chǎn)品也充斥市場。另一方面，隨著微電子控制技術(shù)的發(fā)展，電子家電產(chǎn)品大量涌現(xiàn)。由此而產(chǎn)生的電磁騷擾在對其它家用電器或電子設備的正常使用和可靠性產(chǎn)生影響和危害的同時，也對人們的身體健康造成了直接影響。目前，保護電磁環(huán)境，防止電磁環(huán)境污染，已引起世界各國及有關(guān)國際組織的普遍關(guān)注。特別是歐共體理事會指令《各成員國就有關(guān)電磁兼容性的法律達成的共識》（89/336/EEC）于1996年1月1日進入實質(zhì)性實施階段后，電子、電氣產(chǎn)品電磁兼容性指標合格與否更成為歐共體市場準入或市場流通的必要條件。隨著我國電磁兼容認證制度的建立和完善，我國電子產(chǎn)品，包括家用電器的電磁兼容性將會不斷提高，進而逐漸減小電磁環(huán)境污染，保護廣大用戶的切身利益。

　　按照家用電子對電磁環(huán)境產(chǎn)生影響的原因，可將家用電器分為以下幾種類型：

　　（1）由帶有換向器的電動機在運轉(zhuǎn)過程中，電刷與換向器接觸形成火花而產(chǎn)生電磁騷擾的家用電器，如吸塵器、電吹風、電動縫紉機、食品攪拌器、電動剃須刀等;電磁騷擾是指任何可能引起其它家用電器或電子設備性能降低或?qū)θ梭w健康產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象;

　?。?）由于頻繁的開關(guān)動作而產(chǎn)生電磁騷擾的家用電器，如電飯堡、電熨斗、電烤箱、電冰箱、洗衣機等;

　?。?）啟動時可能引起低壓配電網(wǎng)各項指標下降，導致其它家用電器或電子設備不能正常運行的家用電器，如空調(diào)器啟動時所需的大電流會使電網(wǎng)電壓暫時下降，電動機或電感性鎮(zhèn)壓流器等電感性負載啟動時會導致電源功率因數(shù)下降，變頻調(diào)速式空調(diào)器中的電力電子器件還會產(chǎn)生電源諧波等;

　　（4）帶有可控硅器件的家用電器，如電子調(diào)光燈、電風扇多功能控制器等，會產(chǎn)生高次諧波騷擾;

　　（5）各種氣體放電燈，如熒光燈等氣體放電時形成的等離子體，會產(chǎn)生電磁騷擾;

　　（6）帶有微處理器的家用電器，如模糊類家電、帶遙控的家電、全自動洗衣機、影碟機、組合音響、家庭影院、熱水器、微波爐等，它們所采用的二電平數(shù)字信號會引起電磁騷擾，而且，隨著時鐘頻率的不斷提高，其騷擾頻譜可高達數(shù)百兆赫;

　?。?）微波爐、電磁灶、家庭影院功率放大器等所產(chǎn)生的電磁能量泄漏，不僅會引起電磁騷擾，而且還將對人體健康造成危害。

　　家用電器產(chǎn)生的電磁騷擾如果超過國家標準規(guī)定的限值，就會造成電磁環(huán)境污染。例如，騷擾收音機、電視機的收聽、收看;使計算機及其控制的電器發(fā)生誤操作或丟失數(shù)據(jù);使醫(yī)療器械如心臟起博器工作失常等;對人體健康的影響包括出現(xiàn)血流加快、局部體溫升高、酶活性降低、蛋白質(zhì)變性、心率改變、局部組織受損等，此外，還會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血液與免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等造成不良影響。

　　家用電器的電磁兼容性

　　家用電器的電磁兼容性是指家用電器在其電磁環(huán)境中能正常工作，不會造成性能降級，而且，不會對該電磁環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。這就是說，在復雜的電磁環(huán)境中，每臺家用電器除了本身要能抗住外來電磁騷擾，能正常運行以外，還不能騷擾其它家用電器或電子設備的正常運行，不能對人體健康造成危害。這就是家用電器電磁兼容性需要解決的問題?？傊矣秒娖饕环矫鎽獫M足國家標準所規(guī)定的抗擾度限值要求，具有面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力;另一方面又具有不產(chǎn)生超過國家標準所規(guī)定的電磁騷擾限值的能力。電磁兼容性是家用電器的重要性能指標之一，也是保證家用電器的質(zhì)量、實現(xiàn)家用電器應有功能的重要手段。

　　家用電器電磁兼容性設計

　　家用電器電磁兼容性設計的目的就是要使家用電器具有電磁兼容性。這要從分析電磁騷擾源、騷擾耦合途徑和敏感電路入手，設計接地、屏蔽、濾波等防護措施，在騷擾源處抑制電磁騷擾，切斷對電磁騷擾的耦合，增強敏感電路的抗擾性等。經(jīng)驗證明，在家用電器功能設計的初始階段，同時進行電磁兼容性設計，可以把電磁騷擾和抗擾度等電磁兼容性問題解決在產(chǎn)品定型之前;如果等到產(chǎn)品定型以后，甚至等到生產(chǎn)階段或到了用戶手里以后，發(fā)現(xiàn)問題才去解決，非但將在技術(shù)上帶來很大難度，而且會造成人力、財力極大的浪費。所以，盡早解決電磁兼容性問題是十分必要的。那種不顧電磁兼容性，只按常規(guī)進行產(chǎn)品設計，然后對樣品進行電磁兼容性測試，出了問題再進行補救的做法，是一種非常冒險的做法，是完全不可取的。

　　家用電器電磁兼容性設計的關(guān)鍵是有源器件的選擇和印刷電路板設計。例如，數(shù)字電路是一種最常見的寬帶騷擾源，其上升/下降時間越短，騷擾頻譜越寬，高頻分量可延伸到兆赫以上。因此，在保證電路功能的同時，應選用較低的脈沖重復頻率和較慢的上升/下降時間。又如家庭影院的功放管是重要的電磁騷擾源，除了選用功率適當?shù)钠骷?，還應從諧波發(fā)射和亂真發(fā)射等技術(shù)指標方面進行篩選。