欧盟电磁兼容标准及测试技术介绍
电磁兼容与通讯产品服务经理陆新华
莱茵技术（上海）有限公司
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?第1部分：
–电磁兼容指令89/336/EEC及
电磁兼容认证
?第2部分：
–电磁兼容基本原理
?第3部分：
–EMC测量和试验技术
第1部分：电磁兼容基本原理
?为什么需要EMC?
?尽早重视EMC问题的必要性
?电磁兼容的范围
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什么是电磁兼容(EMC)?
?EMC = Electromagnetic Chaos（电磁混沌）?
EMC = Extra Money for Consultancy（需要额外的费用进行咨询）? EMC = E lectro m agnetic C ompatibility（电磁兼容）
?定义
?电磁兼容(EMC，根据电磁兼容指令89/336/EEC): 装置、设备单元或系统在其电磁环境中能够正常工作（抗扰度）并且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰（发射）的能力。
?电磁干扰(EMI，electromagnetic interference): 由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统的性能降级。
什么是电磁兼容(EMC)（续）?
?定义（续）
?电磁敏感度(EMS ，electromagnetic susceptibility): 在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降级的特性。
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为什么需要EMC?
?法规要求。出口到欧洲、美国、澳大利亚、新西兰及其他国家或地区或在这些国家和地区生产的产品必须满足相应的EMC法规要求。
?技术要求。产品在其预定电磁环境中正常工作的内在要求，以及保护无线电通信和广播/电视业务的内在要求；所有EN、CISPR标准中规定的骚扰限值均根据对无线电通信及广播/电视保护要求得来。
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?根据国外的统计数据，在产品的开发周期中，越早发现EMC 问题，越容易解决EMC 问题，解决问题所需要的费用也越少。
在产品开发中尽早重视EMC 问题的必要性
设计阶段
可采取的技术及解决问题所需要的相对费用
测试阶段
生产阶段
技术
费用
产品开发周期
电磁兼容的范围
传传传传(CE)
辐传传传(RE)
电电传传
传传传传传(CS)
辐传传传传(RS)
电电传传传
电电电电(EMC)
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电磁干扰现象举例
受干扰设备
电磁干扰现象举例(续)图正常的电视信号图受电机干扰的电视信号
图受计算机干扰的电视信号图受温控器干扰的电视信号
w w w . t u v . c o m 电磁噪声源
?自然噪声
–大气噪声(例如打雷, 频谱小于20MHz), 太阳噪声, 宇宙噪声(约20-500MHz).
?人为噪声
–电视和广播发射机, 移动电话基站;
–工业、科学和医疗射频设备(例如：射频焊接设备, 微波炉, 超声诊断设备)
–架空输电线
–家用电器，电动工具，电动机器
–荧光灯，调光器以及其它照明设备
–电视广播接收机
–信息技术设备(例如：计算机, 显示器, 通讯设备)
–汽车, 摩托车, 内燃机
–静电放电(ESD), 核电磁脉冲等。
电磁骚扰的传播
?典型的噪声传播途径
噪声源耦合通
道
感受器
?抑制EMI的三种途径
a. 抑制噪声源
b. 堵塞耦合通道
c. 提高感受器的抗扰度
?电磁骚扰举例
马达
控制
电路
低电平电
路
噪声电流
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差模与共模
?共模电流：出现在信号回路与参考地之间的电流，一般情况下是由于对地不平衡或寄生参数等因素引起并且由差模电流转换而成，一般属于无用信号。
?差模电流：出现在信号回路内的电流，一般情况下属于有用信号。
V s
Z s Z L
I 1
I 2
Z s
Z L
I D
I D
Z s
Z L
I C
I C
+2
2
1I I I D ?=
2
2
1I I I C +=
图将电流分解成差模电流及共模电流图示
差模与共模(续)
I D I D I C I C
2I C
V D
V C1
V C2
电子设备
参考地
其它设备或负载
图差模及共模电流与电压示意图
图示：I D 差模电流，I C 差模电流，V D 差模电压，V C 共模电压
w w w . t u v . c o m 电磁骚扰的耦合方式
?传导
?骚扰信号从噪声源到感受器的传输经过电源线、控制线和
信号线（包括通过共阻抗耦合）。
?辐射
?骚扰信号从噪声源到感受器的传输通过电磁场的方式，不
需要传输媒质。包括容性耦合，感性耦合，远场辐射。
电磁骚扰的耦合方式－传导
+
V P
-
2I C
I D
I C
I D
I C
接地线
R
R
L GW
受试设备相线
中线
+
V N
-
人工电源网络
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?一台传输设备的传导发射结果（测试标准：EN300386）
电磁骚扰的耦合方式－辐射
差模发射共模发射
辐射发射
信号
地
辐射
发射
PCB
接地平面
或接地网
接地线
I/O电缆
?一台传输设备的辐射发射最初的结果（测试标准：EN300386）
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电磁骚扰的耦合方式－辐射
?一台传输设备修改后的辐射发射测试结果（测试标准：EN300386）
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“主导作用”的概念
?在遇到EMI 问题的情况下，经常会出现用于解决EMI 的措施没有明显作用的情况。在很多情况下，如果理解并利用“主导作用”的概念，会收到事半功倍的效果。
?在许多情况下，干扰作用是由许多因素共同引起的，
K
+++==∑321E E E E E i 假设这些因素中有一个因素起主导作用（主导因素）并且以E d 来表示，亦即
K
K K ,,,
2121E E E E E E E E E d d d i >>>>+++==∑其中如果需要降低E, 必须首先降低主导因素E d 。降低E 1, E 2, …不会起到很明显的效果。
传导发射中的“主导作用”
?许多国家的法规对电子电气设备的电源端高频传导骚扰电平有相关的要求。测得的干扰电压是由共模电流和差模电流共同引起的。在采取相应滤波措施时，应当记住干扰电压可能主要是由共模电流引起的，也有可能主要是由差模电流引起的。
+
V P
-
2I C I D
I C
I D
I C 接地线I D
I C
R R
L GW
C CR
C CR
C DR
L C CL
C DL M
L
C CL I C I D
供电电源
相线
中线
+V N
-
LISN
滤波器
I
f
共模
差模
()()
D
P D P C D C P C P D C D C N D C P I V I V I I For I V I V I I For I I V I I V 50 ,50 , 50 ,50 , 50 ,50?≈≈>>≈≈>>?=+=图典型的传导骚扰测试及电源线滤波器图示
图共模电流或差模电流对传导发射所起的作用
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辐射发射中的“主导作用”
?许多国家的法规同时对设备的辐射发射也有相关的要求。共模电流及差模电流均能引起辐射发射。差模电流是希望有的工作电流，相对比较容易控制。共模电流的产生主要是由于一些因素没有达到理想条件，例如源的不对称、附近有金属导体（例如接地平面）。
V s
Z s Z L
I 1
I 2
Z s
Z L
I D
I D
Z s
Z L
I C
I C
+
E D E C
图将辐射发射分解为差模电流和共模电流分别引起的辐射图示
?例: 1m 长的电缆（导线的间距为1.27mm ），其中差模信号的频率为
30MHz ，幅值为20mA 。差模信号产生的辐射正好能符合FCC 对B 级设备的要求（3m 测试距离）。对于相同的电缆，8μA 的共模电流即能产生相同幅度的电场强度。分贝数(dB 数)在电磁兼容中的使用
?分贝数(dB 数)一般用于用对数方式来表示两功率之间的比值
)(10log
1
2
dB P P =功率的比值分贝数可用于表示功率增益(P 2>P 1)，也可以用来表示功率衰减(P 2
例如，对于一功率放大器，其输入功率为0.2mw (P 1)，输出功率为50W (P 2)，则放大器的增益为53.98dB.
?经常也可用分贝数来表示电压或电流间的比值（见以下表达式）。以下表达式成立的条件是两个电压或两个电流是在相同的阻抗上测得的。)
(20log );20log 1
212dB I I
dB U U ==电流的比值（电压的比值?分贝数也可用来表示绝对值，此时分贝数是相对于某特定参考值；例如dB μV, dB μV/m, dBpW ，此时参考值分别为1μV, 1μV/m 和1pW 。
μV/m
1μV/m)
(20log ) V/m)(dB ;μV 1μV)(20log
V)(dB E E U μU dB dB ==μ
第2部分：EMC指令89/336/EEC及认证
?EMC指令的基本知识
?EMC认证的过程
?欧盟电磁兼容标准
?莱茵TüV的EMC认证服务
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电磁兼容指令89/336/EEC及其修订
?89/336/EEC（修订后）: 从1996年1月1日起开始强制执行
?89/336/EEC: 其条款从1992年1月1日起执行
?随后被91/263/EEC, 92/31/EEC, 93/68/EEC, 93/97/EEC 修订
?92/31/EEC，允许过渡期延长至1995年12月31日结束
?91/263/EEC，通讯及终端设备
?93/97/EEC，就有关卫星地面站设备进行补充
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EMC 指令的主要目的
?保证设备在欧盟范围内的自由流通?创造一个可接受的电磁环境
?保证电子/电气设备产生的电磁骚扰不会影响其它设备的正常工作
?保证设备对外界的骚扰具有足够的抗干扰能力
个人保护设备
89/686/EEC
建筑产品89/106/EEC 玩具88/378/EEC 非自动衡器90/384/EEC 机械
98/37/EEC 医疗装置93/42/EEC 简单压力容器87/404/EEC 低电压设备73/23/EEC 其它的指令
w w w . t u v . c o m EMC指令的适用国家/地区
?15个欧盟(EU)成员国
–奥地利,比利时,丹麦,芬兰,法国,德国,希腊,爱尔兰,
意大利,卢森堡,荷兰,葡萄牙,西班牙,瑞典,英国
?3个欧洲经济区(EEA)国家
–冰岛,挪威,列支敦士登
?原则：适用于所有易于引起电磁骚扰或者其正常工作易于受到电磁骚扰影响的设备。
?EMC指令不适用的产品包括：
?电缆, 电缆附件
?电池, 保险丝, 电容
?不包含任何电磁有源器件的开关、插头、插座
EMC指令适用的产品范围
EMC指令适用的产品范围
?家用电器，电动工具及类似设备
?照明设备
?民用无线电和广播接收机
?工业、科学和医疗设备
?信息技术设备
?广播和电视发射机
?工业控制和测量设备
?及其它有关设备
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EMC指令考虑的电磁现象
?电磁骚扰
?传导骚扰(连续骚扰及断续骚扰），一般通过导线传输
?辐射骚扰，一般通过辐射传输
?低频骚扰：谐波电流，电压波动和闪烁
?电磁抗扰度
?在实际使用条件下对不同电磁现象的抗扰度（包括传导与辐射
的、稳态和暂态的），例如：静电放电，电快速瞬变脉冲群，
辐射电磁场，浪涌等等。
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?EMC 指令：新方式指令(New Approach Directive)
?指令本身处于一个中心位置，它只在原则上规定基本要求。技术上的具体要求需参考协调标准。
?协调标准：规定详细的技术要求
?欧盟官方公报上不定期公布协调标准清单。如果某一产品符合所有相关的标准，可以认为该产品符合EMC 指令的要求。See the harmonized standards list.
EMC 指令与协调标准之间的关系
基础标准
通用标准
产品类标准
产品标准
基础标准不针对任何特定的产品。它只规定测试方法，试验等级，性能判据，对特定产品如何根据其预定使用环境规定试验等级，例如EN61000-4系列标准。
通用标准将产品使用环境分为两类：商业、居住和轻工业环境；工业环境。这些标准对在某类环境中使用的所有产品规定了相同的要求，例如EN61000-6-1, EN61000-6-2, EN61000-6-3, EN61000-6-4。
产品类标准针对某一类特定的产品，如：信息技术设备，工科医设备，广播和电视接收机，并且对同一类产品规定了相同的测试方法及技术要求。产品类标准包括：EN55011, EN55014, EN55022等等。
产品标准针对特定的产品并且规定其相关的EMC 要求，例如EN50091-2（不间断电源的EMC 要求）, EN 60521（电度表的EMC 要求）。
欧洲电磁兼容标准的结构
欧洲电磁兼容标准制定机构
?CENELEC: 欧洲电工标准化委员会
?EN: 欧洲标准; ENV: 临时性欧洲标准; prEN: 欧洲标准草案; prENV:临时性欧洲标准草案
?ETSI: 欧洲通讯标准化委员会
?ETS: 欧洲通讯标准; I-ETS: 临时性欧洲通讯标准; prETS :欧洲通讯标准草案; prI-ETS: 临时性欧洲通讯标准草案
?CEN: 欧洲标准化委员会
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符合欧盟电磁兼容指令的过程
产品种类产品EMC标准EMC认证符合性声明
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家用电器、电动工具及类似器具适用
的EMC 标准
?EN55014-1：对家用电器、电动工具及类似器具的发射要求?EN55014-2：家用电器、电动工具和类似器具的抗扰度要求
?EN61000-3-2：每相输入电流不大于16A 的设备的谐波电流发射限值
?EN61000-3-3：低压供电系统中额定电流不大于16A 、并且不适用有条件连接的设备电压波动与闪烁限制
?EN 61000-3-11：对额定电流不大于75A 并且需按有条件接入使用的设备在低压供电系统产生的电压波动和闪烁的限制
欧洲标准、国际标准及国家标准之间
的对应关系
GB 17625.2
IEC 61000-3-3
EN 61000-3-3
GB 17625.1IEC 61000-3-2EN 61000-3-2
GB 4343.2CISPR 14-2EN 55014-2GB 4343.1CISPR 14-1EN 55014-1我国国家标准
IEC 标准
欧洲标准
莱茵TüV(上海)公司的EMC认证服务
?TüV EMC标志认证
?某种质量标志, 自愿性
?需要年度工厂检查，证书适用于批量生产产品
?EMC指令符合性证书
?不需要工厂检查，证书适用于样品
?R&TTE指令范围认证(如，短距离装置)
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莱茵TüV EMC认证服务的优势
?莱茵TüV品牌优势
?一站式产品认证服务
?莱茵TüV 公司在EMC领域具有丰富的经验，可以提供专业的产品设计咨询服务
?通过与当地实验室建立长期合作关系，认证费用低，认证周期短
?全方位的售后服务