電磁兼容(EMC)是近年來發展很快并受到廣泛重視的學科領域。IEC(國際電工委員會)對EMC的定義是:“設備或系統在其電磁環境中能正常工作,且不對該環境中任何事物產生不允許的電磁騷擾的能力”。電磁騷擾(EMD)定義是:任何可能引起設備或系統性能降低或對有生命及無生命物質產生損害作用的電磁現象。電磁騷擾可能是電磁噪聲,無用信號或傳播媒介自身的變化。電磁噪聲與EMD術語有相似的含義,指“一種明顯不傳送信息的時變電磁現象,它可能與有用信號疊加或組合。”電磁騷擾源分為自然騷擾源和人為騷擾源。
典型的自然騷擾源有:
(1)雷擊電磁脈沖LEMP,又稱大氣噪聲;
(2)太陽噪聲,太陽黑子活動時產生的磁暴;
(3)宇宙噪聲,來自銀河系;
(4)靜電放電ESD;人為騷擾源較多,
典型的有:
(1)電力網絡中操作過電壓SEMP;
(2)核致電磁脈沖NEMP;
(3)高壓配電系統對地短路造成過電壓;
其它家電、高頻設備、電力設備、內燃機、無線電發射和接收設備、高速數字電路設備等,通過放電噪聲、接觸噪聲、過渡現象、反射現象、非功能性噪聲和無用信號等電磁騷擾的發生機理均會造成電磁干擾。
在IEC61312-1中對LEMP定義為:“作為干擾源的閃電電流和閃電電磁場。”GB50057-94局部修改條文定義為:“作為干擾源的直接雷擊和附近雷擊所引起的效應。絕大多數是通過連接導體的干擾,如雷電流或部分雷電流,被雷電擊中的裝置的電位升高以及磁輻射干擾。”LEMP屬由于放電而產生的噪聲,由于雷云之間或雷云與大地之間產生火花放電,往往伴隨著急劇的電流、電壓的瞬時變化,即di/dt或du/dt很大。與NEMP相比LEMP的電磁場強度、陡度和破壞范圍都弱得多,但雷電這一大氣物理現象,每次釋放的數百兆焦爾(MJ)能量與足可影響敏感設備的毫焦爾(mJ)能量相比相差懸殊。1971年美國通用研究公司R·D希爾用仿真試驗建立模式證明:由于雷電干擾,對無屏蔽的計算機當磁感應強度Bm=0.07GS時,計算機會誤動作;當Bd=2.4GS時,計算機設備會永久性損壞。隨著人類在1973年將1萬個元件安置在 1cm2面積上標志著進入信息時代,這個數值在逐漸變小。特別是電子技術從本世紀六十年代的電子管元器件發展到八十年代大型集成電路以來,元件的耐受能量已由0.1~10J降至10―8~10―6J,因而設備損壞率驟然升高。各種設備、元件摧毀能量
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