空调的EMC讲座资料

文章编号:ISS N1005-9180(2005)02-0019-06Ξ家用空调器的电磁兼容研究综述申小中(无锡商业职业技术学院电子工程系,江苏无锡,214063)[摘要]本文研究家用空调器中所涉及的电磁兼容技术,介绍电磁兼容E MC技术的国内外研究现状,对家用空调器中的E MC共性问题进行了分析,着重探讨了带微处理器的家用空调器的E MC问题,在此基础上讨论了提高产品抗干扰能力的理论和对策,可供带微处理器的家用空调器和其他家用电器的生产厂家的E MC设计、生产、认证等作参考。

[关键词]电磁兼容,家用空调器,微处理器[中图分类号]T M92511 [文献标识码]BR esearch Summarizations on E lectromagnetic Compatibility of H ousehold Air-conditionerSHE N X iao2zhong(Wuxi V ocational Institute of C ommercial T echnology,Wuxi,214063,China)Abstract:E lectromagnetic compatibility(E MC)is a cross-disciplinary science based on electromagnetism and drawing up2 on areas such as in formation science,electrical engineering,electronics,communications,materials and structures,etc1It is als o an applied technology,which is used to study,under the conditions of limited space、limited time and limited fre2 quency res ources,the compatibility of electrical and electronic devices and systems within the comm on electromagnetic envi2 ronment without a degradation of performance1This paper brings forward s ome comm on technological problems of E MC about typical household air-conditioner with microprocess or and discusses s ome theories and countermeasures to production’s anti -interference1Such studies can be used in the design、produce and authentication in the home appliances manu factories1K eyw ords:E lectromagnetic compatibility,H ousehold air-conditioner,Microprocess or 现今社会,各种电气和电子设备不断地涌现,当前人类的生存环境也具有浓厚的电磁环境的内涵。

变频空调的EMC问题值得关注摘要：伴随着越来越多的空调器走人寻常家庭，空调的电磁兼容研究可以提高家用空调的使用可靠性。

关键词：变频空调；EMC；问题；随着家用电器的普及和使用，电磁辐射干扰对空调器系统的稳定性、可靠性和安全性都有着非常大的影响。

可以说，电磁辐射干扰对空调器的严重破坏影响，必将成为严重的社会化问题。

与此同时，变频空调器本身又不可避免的向外界辐射电磁信号、向电源网络传导干扰信号。

这些都将对其他的电子设备造成不同程度的破坏。

1空调器产生电盛级扰的原因空调中带有换向器的电动机在运转过程中，电刷与换向器接触形成火花而产生电磁骚扰，其形成主要由于电刷在换向器上滑动而产生火花和电弧，使电网产生连续的脉冲震荡，并在空间以电磁波方式传播，对无线电通信产生干扰。

同时，因电刷换向产生高频电压，通过电动机窜出电源线，造成电源污染使电视产生雪花，图像不稳，电脑显示器上显示故障。

压缩机频繁的开关动作而产生“喀哒声”骚扰，其形成是由于在开关动作时将在触点间产生放电火花，是一种在时域上有明确定义的电磁噪声。

开机启动时可能引起低压配电网各项质量指标下降，主要由于空调属于感性负载器具。

MCU的抗干扰度弱，容易受到脉冲骚扰，对静电放电、快速脉冲群、浪涌、电压跌落和辐射等方面的干扰的抵抗能力较为薄弱，随着时钟频率的不断提高，其电磁骚扰的频谱可达数百兆赫兹。

2变频空调的电徽兼容EMC共性分析家用产品中。

以空调的电磁兼容问题最为显著，现在越来越普及的变频空调更是电磁兼容问题研究的重要部分。

变频空调的的电机及其变频调速装置会引起严重的电磁干扰。

目前变频空调的核心模块一般采用IPM(Intelligent Power Module，智能功率晶体管模块)，由整流滤波和开关电路组成。

一个IPM和电机以及连结电路组成的调速系统如图1所示，有整流桥、IPM、连接电缆和电机组成。

单相交流电压经过整流电桥变成直流电压，滤波后输入到IPM中，逻辑电路或微处理器按照时序给IPM分配IGBT(Insulator-Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)导通信号，模块按照PWM(Pulse Width Modulate，脉冲宽度调制)方式输出三相电压，从而实现对三相电机进行调速的目的。

电磁兼容性(EMC)知识培训研发部 徐勇强一:电磁兼容测试的重要性人类所处的自然环境，不仅仅包括我们自身 容易察觉的空气、水、土地等环境外，还有 我们自身不容易觉察的电磁环境，例如，各 类无线电广播发射台，无绳电通讯等等。

随 着科学技术的快速发展，各类电子产品层出 不穷，从最初的模拟电路，向数字电路，高 速数字电路发展，这使得电子产品本身产生 的电磁干扰对电磁环境的主动性影响与日俱 增。

甚至达到“污染”电磁环境的程度。

近年来，世界各国都非常重视电磁兼容技术，并且把对电气电子产品的电磁兼容性要求纳入国际贸易中的产品技术 法规。

例如，欧盟从96年1月1日起强制 执行89/336/EEC指令，即进入欧共体市 场销售的电气电子产品必须符合EMC要 求，并加贴CE标志。

而像美国就有FCC 认证的要求,即美国联邦通信委员会.我国为适应加入世贸组织的需要,促进我国市 场经济和对外贸易的发展,我们国家在2001年成 立了国家认证认可监督管理委员会,接着又制定 了新的国家强制性产品认证制度,简称为“CCC” 认证,并于2001年12月3日颁布了＜第一批实施 强制性产品认证的产品目录>,该目录明确要求对所有在市场上销售的民用电子电器产品国家 强制性要求通过“CCC”认证,这其中就要求通 过EMC测试.二:电磁兼容(EMC)基本名词术语1.电磁兼容性: 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility,简称EMC），在GB/T4365－1996《电磁兼容术 语》中的定义是：设备或系统在其电磁环境 中能正常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。

该定义概括了3 个方面的内容:其一，电磁骚扰的可限制性。

电磁骚扰是普遍存在的，但可以用质量规范 约束，以技术手段限制它的危害性。

这就是 说应当对产品规定其向外发送电磁骚扰强度 的限制值，以保证电磁环境合格。

其二:电磁骚扰的敏感性（EMS），这 就是说产品在规定电磁骚扰强度的电磁 环境下应能正常工作而不应降低其性能 指标。

空调产品EMC设计和整改分析摘要：EMC电子产品产生影响的因素比较多，同样避免这些因素影响的手段与方法也比较多。

例如合理的布线、优秀的屏蔽以及适当的线路分布等等。

但是因为受到产品的成本以及自身原因的影响，上述方式不一定会被完全都用在产品设计当中。

关键词：空调开发；空调电子控制器；EMC设计和整改；1 概述家电产品同一般的消费电子产品的EMC不一样，一般的消费电子属弱电高频器件，而家电产品的工作频率一般不会很高，但是强弱电共存，所以在EMC处理上也不尽相同。

针对家电产品的EMC设计进行分析，并提出了整改意见。

影响电子产品的EMC因素很多，同样，清除这些影响的方法和手段也是多种多样。

比如合适的电路和器件、良好的屏蔽层、优秀的板级走线、合理的空间走线和分布等等。

但往往受成本和产品本身特性的制约，以上方法不一定都可以尽情地使用在产品设计中，比如：为了削除变频功率因素校正PFC器件的开关干扰，增加多级的线性滤波器，这样做虽然可以有效的削除干扰，但是相应的成本也就大大增加，这对于现今竞争激烈的家电行业来说是不现实的；同样，为了削除空调变频压缩机的空间耦合辐射，需要将电源线的线路远离变频压缩机等辐射源，但整个空调外机走线的空间十分有限，所以这样做也是有一定限度的。

2 影响空调电子控制器的电磁干扰因素电磁干扰主要分为传导干扰与辐射干扰。

其中传导干扰是将电网络上的一个耦合信号（干扰）通过电解质传到另外的一个电网络上。

而辐射干扰是借助空间传输实现干扰源将信号耦合（干扰）由一个电网传输到另外一个电网上。

所以，研究EMC问题主要是研究其干扰源、耦合途径、敏感设备这三者之间的关系。

干扰源：变频柜式的空调干扰源通常是集中在PFC模块、变频直流压缩机、逆变模块、高频工作以及开关电源的DSP芯片当中。

耦合途径：其主要表现在差模与共模这两种模式之间的干扰信号。

敏感设置：在电子控制器当中，控制芯片与主控IC属于最敏感的器件。

3 空调电子控制器的EMC设计分析3.1 EMC的电路设计。

EMC基础知识培训讲座一：基本概念1.EM C(Electromagnetic compatibility)：电磁兼容设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能互不干扰的共存状态。

2.EMI(Emission，E lectromagnetic Interference)(E lectromagnetic)Emission：电磁发射从源向外发出电磁能的现象。

E lectromagnetic Interference：电磁干扰电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

由以上两个术语可见：电磁骚扰仅仅是电磁现象，即指客观存在的一种物理现象;它可能引起降级或损害，但不一定已经形成后果。

而电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。

3.immunity(to a disturbance):（对骚扰的）抗扰度装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

4.EMS(Electromagnetic Susceptibility)：电磁敏感性在存在电磁骚扰的情况下，设备或系统不能避免性能降低的能力。

注：敏感性高，抗扰度低。

实际上，抗扰度与敏感性都反映的是装置、设备或系统的抗干扰的能力，仅仅是从不同的角度而言。

5.emission level(of a disturbance source):(骚扰源的)发射电平“用规定的方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定电磁骚扰电平”6.emission limit(of a disturbance source):(骚扰源的)发射限值“规定电磁骚扰源的最大发射电平”7.immunity level:抗扰度电平“将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。

”8．immunity limit:抗扰度限值“规定的最小抗扰度电平”9.emission margin:发射裕量“装置、设备或系统的发射限值与电磁兼容电平之间的值。

”10．immunity margin:抗扰度裕量“装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。

发展燃气轮机-直燃式空调机对电力业的作用核心提示：直燃式空调机吸收剂是溴化锂，对人体无毒，对环境无害，由于节能并且采用的是天然气、轻油等清洁能源，可减少CO2排放量30%一50%。

采用直燃机有利于保护臭氧层和减少温室气体排放量。

关键字：直燃式空调机节能发展燃气轮机-直燃式空调机对电力工业的作用前言在燃气空调的种种优势被人们认识之后，一种新的、更大优势即将显示出来，这就是冷热电联产技术(CCHP，COMBINED COOLING HEATING POWER)，将燃气轮机与直燃机组合，效率可以再提高40%。

并且CCHP的意义不仅仅在于节能，这是一场能源产业的革命：散布在千万座楼宇中的小型燃气轮机，使国民经济、国家安全至关重要而又极为脆弱的纽带--大电网，不再孤立和和笨拙。

大电网与分散的小型燃气轮机相结合，被全球能源，电力专家认为是投资省、能耗低、可靠性高的灵活能源系统，成为21世纪电力工业的发展方向。

本文着重介绍直燃式空调机对电力工业的作用。

直燃式空调机又称直燃式溴化锂吸收式冷温水机，可同时或单独提供制冷、采暖、卫生热水，直接利用燃油或燃气提供能源，制冷剂是水，吸收剂是溴化锂，对人体无毒，对环境无害。

发展直燃式空调机可同时解决空调、采暖和生活热水，与电空调、电热水器等比较，能源利用效率高，对电力系统降低高峰负荷，提高发、输、配电设备利用率，具有极好的作用。

如果大量推广使用直燃式空调机，对降低国民经济基础建设投资，提高全社会能源效率，具有巨大的现实意义和深远的历史意义。

1.电力工业与空调我国自1970年至1996年电力短缺，限制空调。

电热水器等高耗电负荷。

从1997年电力供求缓和后，逐步取消限制，由于社会经济发展和居民生活水平的提高，目前正处于空调高速发展期。

空调使用时间短，使用时负荷率低，使得电力系统负荷特性劣化，主要表现在以下几个方面：1.1多数电网最高负荷由各季转向夏季，我国南方空调负荷多的各省，都是水电比重大的省，夏季水电站要满发，靠少数火电调峰，由于国产火电机组调峰能力差，造成系统调峰困难，甚至迫使水电站弃水调峰。

一、EMC的定义EMC即电磁兼容，EMC是英文Electromagnetic Compatibility的缩写。

在我们生活、工作的环境中，时时刻刻都存在着各种各样的电磁能量，这些电磁能量可能会使电子设备的运行产生不应有的响应。

我们把电磁能量对电子设备的这种影响称之为电磁干扰。

电磁兼容就是研究电磁干扰的一门技术，对电磁兼容通俗的解释是：这种技术的目的在于，使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下，既不受电磁环境的影响，也不会给环境以这种影响。

换句话说，就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏，也不会在周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作。

电磁兼容是电子产品的一个很重要的性能，电磁兼容问题既可能存在系统之间，也可能存在系统的内部。

从上面的定义可看出EMC包含了以下三个方面的含义：1、EMI电磁干扰：即处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量；2、EMS电磁敏感度：即处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，或者说设备或系统对于一定范围内的电磁能量不敏感，能按照设计性能保持正常的运行；3、电磁环境：即系统或设备的工作环境。

即使相同种类的设备也可能运用在不同的电磁环境中，对于应用在不同环境中的设备，对它们的电磁兼容要求也可能不是一样的。

离开了具体的电磁环境，谈电磁兼容没有什么实际意义。

1二、产品的EMC目标1、EMC标准EMC标准通常可分为四大类：（1）基础标准：对EMC术语的定义，对EMC现象、环境、测试方法、试验仪器和基本试验装置的说明。

例如：IEC50（161）电磁兼容术语CISPR16无线电干扰和抗扰度测试IEC1000-4基础性电磁兼容性试验和测试技术（2）通用标准：给定环境的所有产品的标准。

例如：IEC1000-6-1 通用EMS标准--住宅、商业和轻工业环境IEC1000-6-2 通用EMS标准--重工业环境IEC1000-6-3 通用EMI标准--住宅、商业和轻工业环境IEC1000-6-4 通用EMI标准--重工业环境（3）产品类别标准：指针对某一产品类别的标准。