EMC测试 完整版讲义

EMC定义及基础知识华通威(EMC)检测部:赖荣宝•EMC：Electromagnetic compatibility，电磁兼容性•EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的骚扰。

•EMC三要素，缺少任何一个都构不成EMC 问题干扰源敏感设备耦合途径常见缩略语•EMC (Electromagnetic Compatibility)：电磁兼容性•EMI (Electromagnetic Interference)：电磁干扰•EMS (Electromagnetic Susceptibility)：电磁抗扰度•OATS (Open Area Test Site) ：开阔场•CISPR：国际无线电干扰特别委员会•IEC (International Electrotechnical Commission)：国际电工委员会•EUT (Equipment Under Test)：受试设备•FCC（Federal Communication Commission）：联邦通信委员会•CE：字母"CE" 是法文句子"C onformité E uropéene" 的缩写，意指欧盟。

EMCEMI(自身)EMS(外界)●针对体外诊断设备设备的专门要求●某一类产品的标准，例如：IEC/EN 61326-1)：测量、控制和实验室用电气设备电磁兼容性要求第1部分:一般要求产品类标准产品类专标●规定了一系列试验方法与限值要求，并且给出了这些方法要求适用于什么环境，例如：EN61000-6-2：工业区环境抗扰度通用标准是制定其它EMC 标准的基础，通常不涉及具体产品类别。

●例如：IEC/EN 61000-4-X 系列标准基础标准通用标准常见EMC 测试项目EMC ：电磁兼容性EMI ：电磁干扰EMS ：电磁敏感RE CE Harmonics Flicker 辐射骚扰传导骚扰谐波电流闪烁RS CS ESD EFT/B Surge PMS 辐射抗扰度传导抗扰度静电抗扰度电快速瞬变脉冲群浪涌抗扰度工频磁场抗扰度Dips 电压跌落/短时中断RE：Radiated emission •RE(辐射骚扰)测试的意义是什么?•RE(辐射骚扰)测试的场地要求10米法与3米法的区分•RE(辐射骚扰)测试方法•选定标准及等级•接收天线水平/垂直极性•接收天线测试高度(1~4米)旋转•EUT桌子360°旋转•接收机检波读数•电脑测试软件打印波形数据CE：Conducted emission •CE(传导骚扰)测试的意义是什么?•CE(传导骚扰)测试的场地要求•CE(传导骚扰)测试方法•选定标准及等级•分别对Ｌ、Ｎ进行测试•接收机检波读数•电脑测试软件打印波形数据Harmonics：交流电源谐波•谐波电流测试的意义是什么？Flickers：交流电源闪烁•电压闪烁测试的意义是什么？静电放电ESD：Electrostatic discharge •ESD：静电放电，考察设备在接收外界静电源（如带电人体、带电设备等）所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力。

•静电波形及参数Tr约为0.7至1ns，因上升时间非常短，根据傅利叶变换，其产生干扰的频率可以延伸至500MHz静电放电试验包含两个部分：直接放电和间接放电•直接放电：又包含接触放电和空气放电接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行。

空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行，入喷有绝缘漆等。

缘物质的地方进行，入喷有绝缘漆等直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象。

•间接放电：只包含接触放电对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离，耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地，所以当对耦合板放电时，耦合板上的静电不会马上泄放到地，而以耦合板为静电源形成一静电场，对设备进行干扰。

模拟设备抗静电场干扰的能力空气枪头＆接触枪头辐射抗干扰RS ：Radiatedsusceptibility •RS ：辐射抗干扰，该项试验的目的主要用来考察设备对于外界电磁场干扰的抗扰能力，例如在设备附近使用无线通讯设备时设线通讯设备时，设备已经在进行一场考验了，测试频段：80MHz ～2500MHz ，使用1kHz 或2Hz 的正弦波进行调幅。

该项试验一般在全电波暗室内进行。

measurement points Uniform Area150 cm 150 cmAnechoicChamberd = 1 - 3 m80 cmEFT/B：电快速瞬变脉冲群•EFT/B：电快速瞬变脉冲群模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲干扰(开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的暂态骚扰)。

•EFT/B波形及主要参数双指数脉冲15ms脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是300ms Surge：浪涌试验浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的脉冲对设备的影响。

包含电源端和信号端测试。

•电源端测试包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护地，其中第一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。

•信号端测试如果是屏蔽线，干扰加在屏蔽层上，如果是地线，干扰加在信号线上，例如对用户线，直接加在AB线上。

Surge：浪涌波形•浪涌波形有：1.2/50(8/20)组合波，10/700电压波，其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在电源端和室内信号端的试验上，而10/700电压波用在室外信号端的浪涌试验上。

•上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前时间，单位为us，50、20和700指得是波形的脉宽，单位也为us，可见浪涌波形的能量远大于EFT/B和静电，但是干扰频宽却要窄得多。

Surge：试验方法传导骚扰抗扰度CS：Conducted susceptibility 现在的空间存在太多的电磁噪声，当空间的电磁波的波长和设备线缆的长度可以比拟时，电磁波将会耦合在此段线缆上并产生感应电压/电流，沿着该电缆流进设备内部，从而对设备的正常工作产生干扰，上述的设备线缆包含电源线和信号线。

上述的设备线缆包含电源线和信号线•电源端CS试验此时频段150kHz～80MHz，加入的试验电压根据产品类型不同而不同。

•信号端CS试验测试频段同电源端试验，加扰的强度也因产品类型不同而不同。

CS ：试验连接示意图•信号端试验连接图EM CLAMPEUTA TTENUA TER SIGNALGENERA TER AMPLIFIERAUX G.R.P0.1m>0.4m0.3m •CS ：试验连接图示意图•电源端试验连接图0.3mCDN A TTENUA TER SIGNAL GENERATER AMPLIFIERG.R.P0.1mEUT >0.4mPMS ：工频磁场抗扰度Power-frequencymagnetic susceptibilityPMS ：工频磁场试验主要模拟50Hz 工频电力线所构成的磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感的主要是产品内部有磁敏感设备.试验仪器EUT线圈50Hz 电流DIP/interruptions：试验介绍•DIP/interruptions：该试验主要是模拟交流电网中接入大功率设备引起的电网电压下中跌落深度持续时间性能判据70％500ms C降甚至短时中断的现象，考察设备在处于这种工作状态中的性能稳定性。

40%200ms C 010ms B 05s CDIP：电压跌落波形图DIP/interruptions：试验介绍（续）•试验仪器控制试验的跌落深度、持续时间以及跌落相位。

•其中相位为0°、45 °、90 °、135 °、180 °、225 °、270 °、315 °、360 °。

医疗产品的测试标准及等级要求•IEC/EN 60601-1-2 (针对人体诊断治疗设备)•IEC/EN 61326-1(实验室或特定环境使用设备)•IEC/EN 61326-2-6 (体外诊断设备抗扰度)IEC/EN 60601-1-2电磁兼容—要求和试验对所有设备Test Item 测试项目l Requirements or test level 测试要求或测试等级Conducted emission 传导骚扰CISPR 11 Group 1 or 2 Class A or BEMISSION 发射骚扰Radiated emission辐射骚扰CISPR 11 Group 1 or 2Class A or BHarmonic Current谐波电流IEC/EN 61000-3-2 CLASS：A、B、C、D或不适用Voltage fluctuations电压波动IEC/EN 61000-3-3适用或不适用IEC/EN 60601-1-2电磁兼容—要求和试验(对非生命支持产品)IMMUNITY 抗扰度ESD 静电IEC 61000-4-2CONTACT:±2、4、6KVAIR: ±2、4、6、8KVRadiated RF Immunity辐射抗干扰IEC 61000-4-33V/m 80MHz-2.5GHzModulation: 80% AM,2 or 1K HzEFT 电快速脉冲群IEC 61000-4-4AC Power Port: ±2KVInput/output line: ±1KVSurge 浪涌IEC 61000-4-5Line-line: ±1KV ,Line-earth: ±2KV Conducted RF immunity电流注入IEC 61000-4-63Vrms 0.15MHz-80MHzModulation: 80% AM,2 or 1K HzPF magnetic field 工频磁场IEC 61000-4-83A/m （50/60Hz）Voltage dips , shortinterruptions电压跌落、短时中断IEC 61000-4-11>95% dip in UT for 1 cycle60% dip in UT for 5/6 cycle30% dip in UT for 25/30 cycle>95 % dip in UT for 250/300 cycleIEC/EN 60601-1-2电磁兼容—要求和试验(对生命支持产品)IMMUNITY 抗扰度ESD 静电IEC 61000-4-2CONTACT:±2、4、6KVAIR: ±2、4、6、8KVRadiated RF Immunity辐射抗干扰IEC 61000-4-310V/m 80MHz-2.5GHzModulation: 80% AM,2 or 1K HzEFT 电快速脉冲群IEC 61000-4-4AC Power Port: ±2KVInput/output line: ±1KVSurge 浪涌IEC 61000-4-5Line-line: ±1KV ,Line-earth: ±2KV Conducted RF immunity电流注入IEC 61000-4-63Vrms 0.15MHz-80MHz(ISM内:10Vrms)Modulation: 80% AM,2 or 1K HzPF magnetic field 工频磁场IEC 61000-4-83A/m （50/60Hz）Voltage dips , shortinterruptions电压跌落、短时中断IEC 61000-4-11>95% dip in UT for 1 cycle60% dip in UT for 5/6 cycle30% dip in UT for 25/30 cycle>95 % dip in UT for 250/300 cycleIEC/EN 61326-1电磁兼容—要求和试验Test Item 测试项目l Requirements or test level 测试要求或测试等级Conducted emission 传导骚扰CISPR 11 Group 1 or 2 Class A or BEMISSION 发射骚扰Radiated emission辐射骚扰CISPR 11 Group 1 or 2Class A or BHarmonic Current谐波电流IEC/EN 61000-3-2 CLASS：A、B、C、D或不适用Voltage fluctuations电压波动IEC/EN 61000-3-3适用或不适用IEC/EN 61326-2-6体外诊断设备抗扰度的最低要求IMMUNITY 抗扰度ESD 静电IEC 61000-4-2CONTACT:±2、4KVAIR: ±2、4、8KV BRadiated RF Immunity辐射抗干扰IEC 61000-4-33V/m 80MHz-2.0GHzModulation: 80% AM, 1K Hz A EFT 电快速脉冲群IEC 61000-4-4AC Power Port: ±1KV，5KHzInput/output line: ±0.5KV ，5KHz B Surge IEC61000-4-51KV Line-earth:2KV B Surge 浪涌IEC 61000-4-5Line-line:±1KV, Line-earth: ±2KV BConducted RF immunity电流注入IEC 61000-4-63Vrms 0.15MHz-80MHzModulation: 80% AM, 1K Hz APF magnetic field 工频磁场IEC 61000-4-83A/m （50 and 60Hz）AVoltage dips , shortinterruptions电压跌落、短时中断IEC 61000-4-11>95% dip in UT for 1 cycle B60% dip in UT for 5/6 cycle C30% dip in UT for 25/30 cycle C>95 % dip in UT for 250/300 cycle C干扰及抗扰测试（医疗产品）等级评判准则•干扰判定是依据标准规定的限值．•A、B 、C 、D四个等抗干扰判定基础分为B C级．•医疗产品抗干扰判定有一定的特殊要求，有时要结合设计人员对产品性能要求．•干扰判定是依据标准规定的限值．（如：EN55011 Class B传导骚扰）•干扰判定是依据标准规定的限值．（如：EN55011 Class B空间辐射骚扰）讨论•例：医疗产品EMC那些项目比较容易出问题？医疗产品测试项目如下RE（辐射骚扰）CE（传导骚扰）Harmonic（谐波电流）Flicker（电压闪烁）ESD（静电抗干扰）RS（辐射抗干扰）EFT（电快速脉冲群）Surge（浪涌）CS（传导抗干扰）PMS（工频磁场）DIP（电压跌落）医疗产品的整改步骤及处理方法华通威(EMC)检测部:赖荣宝整改步骤结合(原理图/产品结构)分析测试数据找出干扰源或敏感电路结合产品工作原理和干扰/敏感原因,用对应元器件解决问题1: RE(辐射骚扰)⑴结合(原理图/产品结构)分析测试数据.处理方法⑵在半波暗室用排除法确定干扰的大概位置.⑶在半波暗室用导线或探头引出干扰,确定干扰源的具体位置.⑷结合产品原理及干扰频率选用合适的元器件.例：排除法笔记本电脑RE 测试（图１）电源AC220V笔记本电脑Mouse 外接显示器网线耳机单机排除问题（图２）显示屏无线网卡读卡器主板键盘内存光驱硬盘自制近场探头（需频谱）2: CE(传导骚扰)⑴结合(原理图/产品结构)分析测试数据.⑵判定是否电源干扰.⑶若是电源本身干扰(开关管工作频率),请做好滤波电路.⑷若不是电源本身干扰,请找负载的问题.传导骚扰（图１）接收机笔记本电脑电源（Lisn）人工模拟网络（图2）接收机电阻负载电源（Artificial Mains）人工电源模拟网络3: ESD(静电抗干扰)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵判定是主芯片出问题还是其它局部出问题.⑶抑制静电可用电感隔离，接地泄放，TVS 或静电吸收器做吸收等方法.⑷主芯片可在供电脚加磁珠/做稳压，复位电路可串电阻/磁珠等.静电抗干扰如下图（外接鼠标不起作用）：分析问题本脑笔记本电脑Mouse4: RS(辐射抗干扰)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵判定是主芯片出问题还是其它局部出问题.⑶一般情况是由于线材上接收的干扰，可在线材上做好吸收或隔离.⑷可在PCB上加隔离或吸收.5: EFT(快速脉冲群)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵判定是主芯片出问题还是其它局部出问题.⑶由于是线材上加干扰，可在线材上做好吸收或隔离.⑷可在PCB上加隔离或吸收.6: SURGE(浪涌)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵主要是电源端,可加压敏电阻/TVS/气体放电管.⑶保险应该用慢熔特性的.7: CS(传导抗干扰)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵主要是电源端/信号端加干扰,用电容/磁珠/下地做隔离/吸收.⑶可在PCB上加隔离或吸收.8: M/S(工频磁场)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵在3A/m等级下测试, 一般产品不会有问题,只有有大面积线圈的产品容易受影响.(如:CRT显示器)9: DIP(电压跌落)⑴观察现象，结合原理分析问题.⑵加大储能电容,（大功率设备）若出现烧保险管,则要选择慢熔和调高保险管的参数.讨论•看下列数据试判断属于那部分的干扰?传导骚扰(图A)传导骚扰(图B)辐射骚扰(图A)辐射骚扰(图B)•下列整改用元器件有那些注意事项?压敏电阻铜箔磁珠医疗产品设计注意事项华通威(EMC)检测部:赖荣宝PCB 设计注意事项1: PCB 的时钟线与其它功能线不能长距离且近距并行设计.2: 要注意晶振与芯片之间的走线距离.3:3: 主芯片与存储器之间的信号线可以串阻值适当大小的电阻(排阻).4: PCB 板的端口要加隔离元器件,使PCB 的干扰频率不被带出.5: 主芯片的的电源输入要做隔离,在EMI 和EMS 方面都有好处.6: PCB 板上的地正反面要多做过孔.7: 芯片的复位电路要做好对策(如:串电阻、磁珠等).8: 电源板输入/输出也要做好滤波.9:9: 数字地与模拟地要隔离.1: 线材不要过长,更不要随意放置在机器内,特别是需外露部分比较长的线材.2: 线材要按其功能分类摆放,不随意与其它线材捆绑在起连接线缆注意事项材捆绑在一起.3: 要根据其功能选择线材的种类.4: 对于要走高频信号的线材,可在设计时考虑加好对策.5: 产品外部线材最好不要超过3M.(除接触人体线材)1: 根据产品内部时钟的复杂程度选择外壳材料.2:外壳的选择及处理2: 塑胶外壳需要做屏蔽时,可喷导电漆.讨论•磁环的安装位置(有屏蔽的场合：在屏蔽界面上)板上滤波器图A磁环图B磁环•时钟线走线图A电源线PCB地高频时钟线图B电源线高频时钟线图C其它信号线高频时钟线图B的改进(图C的改进类似）电源线C1C2 LB1高频时钟线C3•电源线设计图APCB地IC1IC2IC3电源图BPCB地C1C3IC1IC2IC3电源LB1LB2LB3C2电路滤波图A图B•滤波器的安装（金属屏蔽箱）图A机箱内干扰电源线泄漏严重图B被滤波器旁路掉机箱内干扰面板滤波器电源线无泄漏图CPCB滤波器绝缘漆接地线滤波器的安装位置PCB 输入线过长图A滤波器滤波器输入、输出耦合PCB图B滤波器PCB电源压敏电阻位置图A图B In InAC 230VAC230VVR VR VR型号为：7D561K结束•谢谢!。