EMC基础知
一.电磁兼容基础知识
1.电磁兼容的概念:
IEC60050(161)(电磁兼容术语)中的定义为:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且2.EMC设计的相关名词:
2.1 电磁骚扰(Electromagnetic disturbance)--EMI
2.2 电磁抗干扰(Electromagnetic Immunity) ---EMS
2.3 受试设备(equipment under test)---EUT
3.电磁兼容的三要素:
干扰源、干扰途径、受试设备
二.EMC测试内容介绍
1.测试产品范围
电磁干扰(EMI):GB9254-2008 idt:CISPR22:1997 (EN5502 1.1信息技术设备及办公用设备
电磁抗干扰(EMS):GB/T17618-2008 Idt CISPR24:1997 (E 电磁干扰(EMI):GB13837-2008 idt:CISPR13:2008 (EN55013)
1.2音、视频设备
电磁抗干扰(EMS):GB9383-2008 Idt CISPR24:2008 (EN55020)
电磁干扰(EMI):GB4943-2008 idt:CISPR22:1997 (EN55022)
1.3电信终端设备
电磁抗干扰(EMS):GB/T17618-2008 Idt CISPR24:1997 (EN55024)
GB4343.1-2008 idt CISPR14-1:2008+A1 (EN55014-1)
1.4家电及电动工具类设备
GB4343.2-2008 idt CISPR14-2:2008 (EN55014-2)
GB17743-2008 idt CISPR15:2008+A1 (EN55014-1)
1.5照明类设备
GB18595-2008 (EN61547)
GB4824-2004 IDT CISPR11:2003 (EN55011)
1.6工、科、医(ISM)类设备
CISPR23 EN50082-1
GB4824-2004 IDT CISPR12:2003 (EN55012)
1.7汽车电子类设备等
2.传播途径
电磁干扰发射或受到电磁干扰的侵害都是通过产品的外壳、交流电源端子、直流电源端子 2.1传导干扰:干扰信号通过导体(导线、电感、电容)传导。出现在各种导体中,频率<
2.2辐射干扰:干扰信号以电磁场形式向周围空间传输。主要出现在产品周围的媒体中。
3.EMI电磁干扰
3.1电磁干扰的传导干扰测试是测试电子产品通过电源线、信号线/控制线或地线向外发射的骚
A.连续骚扰电压测试 (Conducted Emission)
B.连续骚扰的功率测试(Power Disturbance)
C.断续骚扰喀呖声测试 (Click)
D.谐波测试 (Harmonic)
E.电压闪烁(Flicker)
3.1.1传导干扰--Conducted Emission
形式:
连续干扰
断续干扰--clicks喀呖声
两干扰信号相隔时间大于或等于200ms, 而本身干扰信号长度等于或小于200m 若有自动切换功能或以手动使用频繁的装置都可能会有不连续信号的产生,如 测试设备:
接收机(R&S ESCS30)、线性阻抗稳定网络(LISN)或者人工电源网络(AMN)、屏 测试条件:
须在温度15℃--35℃,湿度25﹪--75﹪,大气压力86kPa--106 kPa下测试. 实验室的
测试设置:
桌上型EUT:
1.将测试用木桌(H:0.8m)放置在金属参考平面上(屏蔽室各处均可),将EUT及
2.除电源线以外的互联机,如果其长度超过一米,要将其过长部分从中心绑扎
3.EUT距LISN为80cm,LISN距屏蔽墙为40cm。EUT和其它平行周边相距10cm。 落地式EUT
1.直接放于10cm高的木板上,其余与桌上型EUT一致。
测试模型:
3.1.2谐波电流--Harmonic
在低压市电网络使用的电子电气设备,其供电电压是正弦波,但其电流波形未必是正弦波 正是出于保护共用电网电能质量,保障电网和用户设备的正常进行,IEC(国际电工委员 谐波电流测试中对产品的分类定义:
A类.平衡的三相设备:家用电器、工具(不包括便携式工具)、白炽灯调光器、音频 B类.便携式工具;不属于专用设备的电弧焊设备
C类.照明设备
D类.有功功率不大于600W下列设备:个人计算机和个人计算机显示器;电视接收机 3.1.3电压闪烁--Flicker
电网中接有大量的由自动接通和切断控制的负荷,如含有控温器和定时器的厨房器具、电 化,其结果使电网电压产生波动,进而对接在同一网络的照明设备的亮度产生变化,这种变化3.2电磁干扰的辐射发射测试是测试电子产品通过空间传播的电磁干扰辐射场强。
测试设备:
半电波暗室:3M法、10M法、30M法;
接收机(R&S ESCS30)、频谱仪及配套软件系统(软件:EMC32)
转台及电线塔控制系统、接收天线
测试条件:
须在温度15℃--35℃,湿度25﹪--75﹪,大气压力86kPa--106 kPa下测试. 实验室的 测试设置:
桌上型EUT:
不带附属设备的EUT放置在转台桌子中央, 带附属设备的EUT与其附属设备并行 必须在中央处,以30~40公分长度进行无感式绑扎,所有非电源联线离地不得小于4 落地式EUT:
1.直接放于10cm高的木板上,其余与桌上型EUT一致。
测试模型:
4.EMS电磁抗干扰
电子产品的抗扰度测试又称为电磁敏感度测试,其目的是测试电子产品承受各种电磁骚扰的能力 A级.电子产品工作完全正常;
B级.电子产品的功能或指标出现非期望偏离,但当电磁骚扰去除后可行自恢复;
C级.电子产品的功能或指标出现非期望偏离,当电磁骚扰去除后不能自行恢复,必须依靠操 D级.电子产品元器件损坏,数据丢失,软件故障等。
EMS测试分为以下几个项目:
1.GB-T17616.2(EN61000-4-2),静电放电抗扰度测试 ESD
2.GB-T17616.3(EN61000-4-3),辐射抗扰度测试 RS
测试条件:
须在温度15℃--35℃,湿度30﹪--60﹪,大气压力86kPa--106 kPa下测试. 实验室环境温 测试方法:测试电压(kV)
等级测试电压(kV)
48415
静电测试模拟操作人员或物体在接触设备时产生的放电及人或物体相对对邻近物体之放电, 3.GB-T17616.4(EN61000-4-4),电快速顺便脉冲群抗扰度测试 EFT
4.GB-T17616.5(EN61000-4-5),浪涌(冲击)抗扰度测试 SURGE
5.GB-T1761
6.6(EN61000-4-6),传导骚扰抗扰度测试 CS
6.GB-T17616.8(EN61000-4-8),工频磁场骚扰抗扰度测试 PFMF
7.GB-T17616.11(EN61000-4-11),电压跌落与中断骚扰抗扰度测试 DIPS
4.1静电放电抗扰度 ESD
静电放电包括接触放电和空气放电:
X 特殊X 特殊
实验前要用20次/秒的速率,对被试设备表面快扫视一遍,找出设备对静电放电敏感的部 须在温度15℃--35℃,湿度25﹪--75﹪,大气压力86kPa--106 kPa下测试. 实验室环境温 测试方法:
在相关频段范围内信号发生器通过天线发射出一定场强的电场辐射,作用到EUT,观察E 测试设置:
1212
2424
3638
接触放电(Contact Discharge)空气放电(Air Discharge)
等级 将受试设备及其周边放在屏蔽室内,受试设备应放在可旋转的转台上面朝向天线,受试 的门准备测试.
4.2辐射抗扰度 RS
辐射抗扰度测试目的是检验产品在周边电磁场干扰情况下,EUT的性能是否出现下降或失效。 测试条件:
实验规范:
4.3电快速顺便脉冲群抗扰度 EFT
注:表内电压指脉冲群发生器信号贮能电容上的电压;频率指脉冲群内脉冲的重复频率。
4(2.5kHz)信号线上(5kHz)(kV)
0.25
0.5
1
2
4.3.3试验方法
(1)对电源线的试验(包括交流和直流),通过耦合与去耦网络,用共模方式,在每个电源端
(2)对控制线、信号线及通信设备,用共模方式,通过电容耦合夹子来施加试验电压。
频率范围:≤80MHz ~ 1GHz
实验场强:3V/m(r m s未调制时测量值)
调制幅度:80% AM(1kHz正弦波调制)
性能判定:A级合格。
4.4浪涌抗扰度 SURGE
4.4.1浪涌的起因
(1)雷击(主要模拟间接雷):例如,雷电击中户外线路,有大量电流流入外部线路或接地电流;再如,雷电击中了邻近物体,在其周围建立了电磁场,当户外线路穿过电磁场时,在线路上
(2)切换瞬变:例如,主电源系统切换时(例如补偿电容组的切换)产生的干扰;又如,同一(3)对于设备的保护接地端子,试验电压加在端子与参考接地之间。
试验每次至少要进行1min,而且正/负极性都属必须。
测试等级:
4.3.1电快速瞬变脉冲群的起因及后果:
电路中,机械开关对电感性负载的切换,通常会对同一电路的其他电气和电子设备产生干扰。这较低。实践中,因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少,但使设备产生误动作的情况经常
4.3.2 试验目的
进行电快速瞬变脉冲群试验的目的是要对电气和电子设备建立一个评价抗击电快速瞬变脉冲群的
等级1234x 电源线上(kV)0.5(5kHz)1(5kHz)2(5kHz)待定
设备;还如,各种系统性的故障,例如设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。
基础知识
工作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。
N55022)
7 (EN55024)
)
源端子、信号线/控制线以及地线所达成的。
频率<30MHz的大多是此类干扰。
中。 频率>30mhz的信号,辐射变得更明显。
射的骚扰。根据骚扰的性质,可分为以下几类:
于200ms。
生,如自动保温咖啡壶, 电熨斗,空调,多士炉等。
)、屏蔽房
验室的电磁环境不应影响测试结果.
EUT及接口设备沿桌面后沿贴边放置。
心绑扎成30-40cm的束,非电源线离地不能超过40cm。
cm。
正弦波,可能有或多或少的畸变。大量的此类设备应用,会造成电网电压波形畸变,使电网电能质量工委员会)提出了谐波电流限值标准。
、音频设备以及除以下几类设备外的所有其他设备
收机
具、电加热器、空调器、复印机和其他设备。当自动控制循环进行接通和断开时,将引起电源负荷的种变化即是电压闪烁。
验室的电磁环境不应影响测试结果.
备并行摆放 在桌子边缘,其间距离为10公分, 桌子长度不够时可以迭堆放置, 设备之间联线超过1米小于40公分 。
的能力。当电子产品由于受到电磁骚扰影响而性能下降时,其性能判据可分为四级:
依靠操作人员的介入方可恢复,但不包括硬件维修和软件重装;
放电,以检测被测设备抵抗静电放电干扰能力。
环境温度和相对湿度必须要由空调机、抽湿机等可调节设备。
感的部位,然后以1次/秒的速率放电,实验电压从低到高逐渐增加到规定值。
失效。
环境温度和相对湿度必须要由空调机、抽湿机等可调节设备。
观察EUT能否正常工作。
,受试设备与天线间的距离为3米。并确保受试设备及其周边在整个测试过程中都处于工作状态。关上
扰。这类干扰的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲况经常可见,除非有合适的对策,否则较难通过。
冲群的共同依据。
电源端子与最近的保护接地点之间,或与参考接地板之间加试验电压。
接地电阻,因而产生的干扰电压;又如,间接雷击(如云层间或云层内的雷击)在线路上感应出的电线路上感应出了电压和电流;还如,雷电击中了附近的地面,地电流通过公共接地系统时所引入的干,同一电网中,在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰;再如,切换有谐振线路。