家用電器電磁兼容性設(shè)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(shí)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(shè)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(xué)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(kuò)大; 同時，進(jìn)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(shè)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(hù)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(dá)成的共識》（89/336/EEC）于1996年1月1日進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)施階段后，電子、電氣產(chǎn)品電磁兼容性指標(biāo)合格與否更成為歐共體市場準(zhǔn)入或市場流通的必要條件。隨著我國電磁兼容認(rèn)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(jìn)而逐漸減小電磁環(huán)境污染，保護(hù)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：

　?。?）由帶有換向器的電動機(jī)在運(yùn)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(fēng)、電動縫紉機(jī)、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(shè)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(jī)等;

　?。?）啟動時可能引起低壓配電網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)下降，導(dǎo)致其它家用電器或電子設(shè)備不能正常運(yùn)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(jī)或電感性鎮(zhèn)壓流器等電感性負(fù)載啟動時會導(dǎo)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;

　?。?）帶有可控硅器件的家用電器，如電子調(diào)光燈、電風(fēng)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;

　?。?）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(jī)、影碟機(jī)、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(dá)數(shù)百兆赫;

　　（7）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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，就會造成電磁環(huán)境污染。例如，騷擾收音機(jī)、電視機(jī)的收聽、收看;使計算機(jī)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(fù)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(yùn)行以外，還不能騷擾其它家用電器或電子設(shè)備的正常運(yùn)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?，家用電器一方面應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的抗擾度限值要求，具有面臨電磁騷擾不降低運(yùn)行性能的能力;另一方面又具有不產(chǎn)生超過國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)之一，也是保證家用電器的質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)家用電器應(yīng)有功能的重要手段。

　　家用電器電磁兼容性設(shè)計

　　家用電器電磁兼容性設(shè)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(shè)計接地、屏蔽、濾波等防護(hù)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(qiáng)敏感電路的抗擾性等。經(jīng)驗(yàn)證明，在家用電器功能設(shè)計的初始階段，同時進(jìn)行電磁兼容性設(shè)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(fèi)。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(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，然后對樣品進(jìn)行電磁兼容性測試，出了問題再進(jìn)行補(bǔ)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(shè)計的關(guān)鍵是有源器件的選擇和印刷電路板設(shè)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(yīng)選用較低的脈沖重復(fù)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(dāng)?shù)钠骷?，還應(yīng)從諧波發(fā)射和亂真發(fā)射等技術(shù)指標(biāo)方面進(jìn)行篩選。