众所周知，电磁兼容性问题是衡量电子产品质量的一个重要指标，正日益成为电子产品设计中的关键项目。电子产品应具备电磁兼容性，使其可以在电磁环境中正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰能力。电磁兼容已形成了完整的体系，并发展成为电磁兼容工程设计学科。目前，作为绿色环保能源的电池其应用领域的推广速度明显加快。随着应用领域的推广，电池要经受更加严酷的考验，如长期的低温环境、高气压环境等，但对于电池自身来讲，往往很难达到使用要求，需要借助辅助电子设备来提高电池的适用性。此外，出于**的角度，某些电池也需配备相应的保护控制电路，如锂离子电池的温控装置等。因此，整个电源系统的设计包括了电池与电子设备。在电源系统设计过程中，引入电磁兼容性设计，可以提高电源系统的整体抗干扰能力，延长系统的使用寿命，确保使用的**性1电磁兼容性简介1．1电磁兼容的定义及标准国军标(GJB72A一2002)中给出的电磁兼容的定义是：设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。它包括以下二个方面：(1)设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的**裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级；(2)设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常的工作且不会给环境(或其它设备)带来不可接受的电磁干扰。世界上许多国家和组织都制定了电磁兼容的标准和规范，具有权威性和广泛影响的是CISPR、IEC、FCC、TC77、GB等。我国**标准GJBI51A．97／GJBI52A．97等同于美军标MIL．STD．461D／MIL．STD．462D。电磁兼容标准对设备的要求有二个方面：(1)工作时不会对外界产生**的电磁干扰影响；(2)不能对外界的电磁干扰过度敏感。1．2电磁兼容性设计目的通过电磁兼容性设计，使设备内部的电路相互不产生干扰，达到预期的功能，对外界的电磁干扰具有一定的抵抗能力，并且设备自身产生的电磁干扰强度低于他定的极限值，不发生电磁泄露，不影响其他设备的正常工作。1．3电磁兼容性设计理念任何电子设备或电子系统的设计都应包括电磁兼容设计。在设计阶段就考虑电磁兼容，远比制作成型后再试图满足电磁兼容标准要求而采取措施更加节省费用，而且有时对成型后的产品，EMC问题已无法解决或解决起来很困难，必须对整个产品进行很大的改动。所以电子设备或系统设计必须在产品设计阶段就考虑电磁兼容问题。电源系统发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备[2]。所以在解决电磁兼容问题时，要从这三个要素人手，消除其中某个因素就能解决电磁兼容问题。
2电磁兼容性设计技术早期的电磁兼容性设计仅仅停留在抑制干扰的传播上，工程技术人员比较被动，只能就事论事地解决问题。但随着人们对电磁兼容性认识的深入，设计方法逐渐丰富，并且在设计之初往往采用了很多预防性措施，如：屏蔽、滤波、接地、合理接线、隔离、干扰抑制等等，大大地提高了设计效率，在工程实践中被大量应用。目前，随着电子设备的集成化、综合化，线路更加复杂，元器件高度集成，尤其是电源系统，配套设备更多，使用环境更复杂，那么以上措施会与成本、功能、质量等产生矛盾，因此必须研究出合理的方法解决这些矛盾，达到事半功倍、一举多得的效果。现代的EMC技术采取了整体规划和对抗与“疏导”相结合的方针，采用了回避和疏导的技术处理。如空间方位分离、频率划分与回避、去耦、防闩锁设计和阻抗的匹配等，技术简单而巧妙，可以代替成本费用昂贵而且质量体积较大的硬件措施，极其有效。下面，从电源系统的设计人手，简要介绍一些电磁兼容设计的方法及注意事项，供广大工程技术人员参考。2．1线路设计线路设计是实现产品兼容性的重要内容。在线路实现设计功能的伺时，要减少其功能性干扰及其他干扰。(1)波形选择。在考虑**的同时，适当加长波形的上升和下降时间，使逻辑元件电压、电流波形的陡峭前沿及后延都受到控制；(2)工作区域的选择。尽量使线路工作在线性区域，减少产生的谐波分量，降低干扰；(3)逻辑电路的选择。尽量避免使用TTL逻辑电路，而选用ECL高速逻辑电路和CMOS逻辑电路。因为TTL逻辑电路产生的干扰比其它二个电路高20dB；(4)元器件的选择。尽可能选用小功率、低损耗的元器件，减少其本身产生的干扰，元器件的引线尽可能短，连接大功率元器件的印制板走线尽量较少环面积，减少产生的辐射。此外，工作在开关上的大功率元器件，会产生很多尖峰电流，因此必须加缓冲网络抑制干扰。2。2印制板设计(1)2w原则。当二条印制线间距较小时，二线之间会发生电磁串扰，致使某些电路功能失常。为避免发生这种干扰，应保持任何线条之间间距不小于二倍的印制线条宽度，即不小于2W(W为印制线路宽度)。(2)20H法则。对于多层线路板，不同区域的地面线在边远处要满足20H法则，即地面线的边沿要比电源层或信号线层的边沿外延出20H，H是地面线与信号线层之间的高度。(3)选用多层板。内层分别做电源层、接地层，电源层与地线尽量靠近，时钟线、信号线和地线位置尽量靠近，以获得*小接地线路阻抗，抑制公共阻抗噪声。(4)减少电源线、地线、印制板走线本身的高���阻抗。各种印制板走线要短而粗、线条要均匀，必要时增加滤波电容。2．3设备内部走线(1)传输不同电平信号的导线分组困扎，并保持适当距
2．5屏蔽设计屏蔽主要用于切断通过空间辐射的干扰传播途径，从而消除干扰，是一项重要的EMC设计技术。从性质上分为静电屏蔽和电磁屏蔽。(】)静电屏蔽设计。主要用于电场屏蔽和磁场屏蔽。屏蔽的原理就是利用低阻金属材料制成容器，使其内部的电力线不传到外部，外部的电力线也不影响内部，将电场终止在屏蔽壳体接地来实现。屏蔽体必须接地良好，屏蔽材料选用良导体。针对*难屏蔽的电磁波一低频磁场，要使用导磁率较高的材料，以增加吸收损耗，但导磁率高的材料通电性能不是很好，会降低反射损耗。为同时达到有效屏蔽，在材料表面增加一层高电导率材料，如采用镀银导线，可以有效解决此问题。r2)电磁屏蔽设计。电磁屏蔽设计除要求良好的接地外，还要求屏蔽体具有良好的导电连续性。在实际设计中，更依赖于后者。机箱上的接缝、通风口、显示窗口、操作器件、穿出屏蔽体的各种导线等等，都是造成电磁泄漏的根源。妥善解决这些开口和贯通导体造成的屏蔽性能下降问题，可以采用在缝隙处加装电磁密封衬垫，通风口使用直径足够小的穿孔金属板或波导通风窗、导线穿过机箱时必须使用滤波器等方法，达到预期效果。实践证明，此环节的设计是改动*多、反复试验*多的。在此环节的设计上，需要多方考虑、多管齐下，单靠一种难以实现设计目的。2．6滤波设计即使是一个经过很好设计并具有正确的屏蔽、接地措施的产品，仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品，导致设备无法满足EMC标准规定的CE(传导发射)和CS(传到敏感度)极限值要求，这时就要采用滤波技术。滤波的用途在于选择信号和抑制信号。为实现这两大功能而设计的网络都称为滤波器。近年来开关电源广泛应用，强烈的电磁干扰发射是其一大特征，必须安装滤波器，否则没有可能满足电磁兼容需要。按功能滤波器主要分为以下两类。(1)信号滤波器。它可有效消除不需要的信号分量，同时对被选择信号的幅度相应影响*小。线路板上的导线是有效地接受和辐射天线，因此必须在导线上使用信号滤波器解决高频电磁干扰辐射和接收。常用馈通滤波器、滤波连接器等，选择滤波器的关键指标是滤波性能，滤波器的截止频率必须高于导线上传输的信号频率。(2)电源滤波器。电源线是电磁干扰传人、传出设备的主要途径，电源线上的干扰电路主要是差模、共模两种。200Hz以下时，差模干扰占主要成分，1MHz以上时，共模占主要成分。电源滤波器对此都有抑制作用，但由于电路结构不同，对两者的抑制效果不一样，所以在选择滤波器时要考虑差模插入损耗和共模插入损耗。如在设备的电源人口处安装一个低通滤波器，容许设备的工作频率为400Hz及以下，而对较高频率的干扰有很大损耗。3应用实例以某型电源系统中的温度控制装置设计为例，简要介绍电磁兼容性设计在电源系统设计中的应用。该型电源系统专为高空飞行的航空器设计，是应急备用电源。长时间的高空飞行将造成环境温度过低，致使电源系统工作状态欠佳，无法满足应急启动的要求。为此，专门设计了温度控制装置。该装置可在温度低于下限设定值时对蓄电池组进行加温，过程随时自检，并在达到上限设定值后自动断开，确保整个电源系统处于*佳的工作状态。电气原理如图1所示
3．1机械结构方面(1)外壳采用一体化航空铝减少缝隙，强度高、质量轻，机壳采用整体围框式全封闭结构，以减轻质量缩小体积，满足强度及防辐射要求；(2)上下接缝中，接触面采用凹槽接触，壳体采用空心编织丝网屏蔽，衬垫接缝处填有电磁兼容材料，既增加了牢固性，又在壳体增加了抗电磁干扰能力；(3)外接电连接器加装导电橡胶。3．2电路方面(1)电路上加入MEI电磁兼容滤波器，减少电源辐射；(2)电源输入线上加电磁吸收环吸收交流辐射；(3)继电器触点加RC吸收网络，减少电磁转换时的辐射；(4)电源输入、输出端口采用镀银屏蔽导线，并进行可靠接地；(5)电源输入线上印制电路板设计时尽量将敏感元件屏蔽，有源器件采用输入输出地隔离的元件，布线尽量短，电源地、信号地分开，阻断电路之间的分布电容耦合。通过电磁兼容设计的加温控制装置按照GJB151A．97／GJB152A．97，进行了电源线传导发射、电源线传导敏感度、电场辐射发射等七项EMC检测，检测结论均合格，电源系统的电磁兼容性也合格。这说明，融人EMC设计的电源系统，较好地解决了电磁兼容问题，大大提高了电源系统的抗干扰能力，满足了使用要求。4结束语EMC控制是一项系统工程，应该在产品的设计、研制、生产、使用和维护的各阶段都充分地予以考虑和实施才能有效。设计师在设计产品时，不能只考虑产品的性能，而应将功能和电磁兼容性综合考虑，避免在完成产品设计时产生大量的功能性干扰及其它干扰，使设备及系统的电磁兼容性能更好地满足使用要求。