1 电磁兼容风险评估模型
电磁兼容风险评估是一种为产品 EMC 风险提供基于物理模型的分析和建议的方法,是一种概念模型,具有适用性广、通用性强、标准化程度高等优点。郑军奇 提出的一种新的电磁兼容评估方法,目前已发布 GB/Z 37150-2019《电磁兼容可靠性评估导则》、GB/ T 38659.1-2020《电磁兼容风险评估 第 1 部分 :电子电气设备》 等多个国家标准。文献 将该方法用于产品正向的 EMC 设计和 EMC 合格评价。针对高铁列控系统车载设备建立了电磁兼容网络模型、云模型、Cube模型 和蒙特卡洛方法 等数学模型,用于评估设备的电磁兼容风险。
电磁兼容风险评估的源头思想是确定的设备即具有确定的 EMC 性能,设备中存在 EMC 相关要素和EMC 不相关要素,其中 EMC 相关要素会导致 EMC 测试不通过,各种要素导致 EMC 测试不通过的风险不一样。
因此,对确定的电子设备存在一种理想的电磁兼容设计模型,这种模型规避了已知的电磁兼容设计风险。
将 EMC 测试不通过产品的实际设计信息与理想模型中的所有风险要素进行比较,能够较快发现产品在电磁兼容设计方面的薄弱环节,加快整改的进度和效果。
电磁兼容风险评估方法核心是研究共模电流对产品 EMC 特性的影响。由共模电流引起的产品 EMC 性能相关要素分为产品机械构架和产品电路板两部分。因此 理想的电磁兼容设计模型,包括产品机械架构和电路板(原理图、PCB)两部分。
产品在机械架构方面主要的 EMC 影响要素有 :电 缆连接器在电路板中的相对位置、屏蔽电缆屏蔽层的搭接、外部电源和信号输入端口的滤波与防护、PCB 板的0 V 工作地与金属壳体之间的互连、壳体接地线等。
产品在 PCB 模型方面的 EMC 影响要素有 :噪声信号区域的设计、滤波、去耦、串扰防止、地平面、特殊信号设计、敏感信号设计等。
在理想的 EMC 模型中,共模电流流过电缆、机箱和 PCB 板时,不会产生对内部电路影响的干扰电平,同时内部电路在正常传递工作时,也不会引起电磁骚扰电流。
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