[发明专利]一种电磁兼容性设计验证方法

说明书

本发明公开了一种电磁兼容性设计验证方法，涉及电磁兼容设计领域，具体操作如下：在测试过程中通过高速红外热成像设备对待测设备的电气系统进行实时热成像，当ESD、EFT和Surge的高能量干扰从测试仪器发出以后，高能量干扰信号通过线缆或空间传播途径施加到待测设备内部的电气系统上，相应的电气部件由于受到了高能量干扰而产生温度变化，高速红外热成像设备能将待测设备电气部件的温度变化实时的通过图像记录并显示出来，使用者通过该可视化的图像即可准确的定位和分析干扰的传播路径及电气部件的变化，便可及时采取针对性的措施。本发明方法可以及时发现试验中能通过测试但是存在高风险的问题点，使用者可对此采取针对性的优化措施。

技术领域

本发明涉及电磁兼容设计领域，具体涉及一种电磁兼容性设计验证方法。

背景技术

电磁兼容性是指设备在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。具体包括电磁发射(设备对所在环境产生的电磁骚扰不能超过一定的限值)和电磁抗扰度(设备对所在环境的电磁骚扰有一定程度的抗扰度)。电磁骚扰有两种传播方式：传导(电磁骚扰通过电缆导体传播)和辐射(电磁骚扰通过空间辐射传播)。

在电磁兼容测试及整改领域里，ESD、EFT、Surge是经常发生测试失效的项目，因此也是在产品设计及测试验证过程中的关键项目。

在干燥的空气中，不同的物质经过摩擦之后会产生电荷的转移从而让各自物体分别带电，当带电的物体接近或接触电子设备的时候由于电势差发生电荷的瞬间转移即静电放电。静电放电抗扰度(ESD)是模拟设备对带电的人体接近或接触设备的时候的承受能力。人体所带静电荷可高达数十kV，其放电时间非常短，往往在纳秒(ns)级别即完成了绝大多数能量的转移。因此ESD抗扰度的设计本质上就是对瞬间高能量的泄放通道的设计。

使用网电源供电的设备在工作中必须要连接电网，而电网中有些电气设备在工作中会产生很多连续的高压高频干扰信号，比如继电器的通断、电机的启停等，干扰信号通常会通过电源线和空间辐射的方式干扰到电子产品的正常工作，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(EFT)即测试产品对这类干扰的承受能力。测试干扰信号频率高达数KHz，电压峰值高达数KV，持续时间高达数毫秒(ms)有大量的能量传入产品内部。因此EFT抗扰度的设计本质上就是对短时间持续高能量的吸收及泄放的设计。

大气中云层放电即雷电会通过电网传导到产品内部产生浪涌/雷击(Surge)干扰，其放电时间在微秒(us)级别，电压高达数KV，电流高达数KA。因此浪涌抗扰度试验(Surge)本质上是对设备的高能量干扰的吸收处理能力的测试。

上述三项试验的共同点就是都是短时间高能量干扰，测试失败的直接原因都是由于产品内部元件有短时高能量而产生过热而损坏，且相应抗扰度的设计也是对短时间高能量的吸收与泄放设计。

在当前的电磁兼容设计、验证测试及整改工作中，工程师都是根据电磁兼容理论以及各自的经验进行，比如使用放电管进行静电泄放，用EFT滤波器进行滤波，用压敏电阻进行浪涌吸收等。但是电磁兼容是一项系统工程，产品的结构设计、电气布局、线缆布线等都有很大的关联性，因此在实际工作中经常会发生测试失效的情况。当产品测试失效发生之后就需要进行整改及验证工作，整改验证的第一步就是需要定位失效的元器件和干扰传播路径，这一步需要工程师具备非常专业的知识及技能，不仅要熟悉产品电气系统，更要清楚所有元器件的特性及参数，在此基础上才能准确找到失效元器件和干扰传播路径。

电磁干扰是不可见的，其传播方式既可以通过线缆传导/耦合也可以通过空间辐射耦合，因此在实际设计整改及测试验证过程中要定位到失效元件是非常困难的。另外，试验过程中对试验结果的判定只有成功或失败两个结论，而干扰对产品的影响/损坏是连续累积的，只要在测试过程中没有发生失效，累积的损坏就无法被察觉或评估，这对非常好不利于提高产品质量。

发明内容