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机器人EMC问题浅析(一)

发布时间:2021-07-12 15:50:06 点击率:

当今时代,科学技术日新月异。根据国务院《中国制造2025规划,涌现出一批全球的高精尖行业,其中机器人行业尤为突出。中国国内机器人行业也迎来了一个从规模、技术、人才全方位飞速发展的时期,行业不断有的机器人产品涌现。但同时因行业起步较晚,很多时候未能关注到EMC(电磁兼容)相关问题,导致产品有或多或少的缺陷。有鉴于此,本司特总结了一些EMC设计、定位、整改的相关知识与行业人士共勉。

我司将从以下几个方面由浅及深探讨一下:

EMC定义、三要素、三定律》

EMC定位、整改》

EMC设计浅析》

本篇内容主讲部分内容:

一、 EMC定义

什么是EMC?EMC(即Electromagnetic Compatibility的缩写,中文:电磁兼容性)是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作(EMS,中文:电磁抗扰)、且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力(EMI,中文:电磁干扰)。我们可以形象的理解为:EMC=EMI+EMS。

即一个系统如果要满足EMC的要求,必须同时满足EMI和EMS两个部分。

二、 EMC三要素:

三、 EMC三定律:

1, EMC费效比关系规律:EMC问题越早考虑、越早解决,费用越小、效果越好。

在新产品研发阶段就进行EMC设计,比等到产品EMC测试不合格才进行改进,费用可以大大节省,效率可以大大提高;反之,效率就会大大降低,费用就会大大增加。经验告诉我们,在功能设计的同时进行EMC 设计,到样板、样机完成则通过EMC测试,是省时间和有经济效益的。相反,产品研发阶段不考虑EMC,投产以后发现EMC不合格才进行改进,非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费,甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷,无法实施改进措施,导致产品不能上市。 

2, 高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。

高频信号电流流经电感小路径。当频率较高时,一般走线电抗大于电阻,连线对高频信号就是电感,串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的,恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线,减小高频电流回路面积,尽量消除任何非正常工作需要的天线,如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的重要任务之一,就是想方设法减小高频电流环路面积S。

3, 环路电流频率f越高,引起的EMI辐射越严重,电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。

减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的重要途径之二,就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f,即减小骚扰电磁波的频率f。 

改进EMC 问题,如同诊治疾病。如果产品没有通过EMC 测试,我们从测量结果中,只能知道哪些频率点“超标”了,而这些频率的电磁干扰是从哪里出来的,往往是工程师门不容易发现、难解决的问题。产品EMC 问题,说难亦难,说易亦易。但只要利用好以上三个规律,结合基本的EMC原理,是完全可以趁早考虑并解决EMC相关的问题的。

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