安规及EMC相关基础知识讲义
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EMC基础培训资料一、什么是 EMCEMC 即电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility),指的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。
简单来说,就是电子设备在运行过程中,既不会受到外部电磁环境的干扰,也不会对外界产生过多的电磁干扰。
电磁兼容性包括两个方面:一方面是设备要有一定的抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境中稳定运行;另一方面,设备自身产生的电磁辐射要控制在一定范围内,不能影响其他设备的正常工作。
二、EMC 问题的产生电子设备在工作时,会通过电路中的电流变化产生电磁波。
当多个设备同时工作时,这些电磁波就可能相互干扰。
例如,手机在通话时会发出电磁波,如果附近的电子设备对这种电磁波过于敏感,就可能出现工作异常。
同时,外部的电磁环境,如雷电、电力系统的电磁辐射等,也可能对电子设备造成干扰。
三、EMC 标准与规范为了确保电子设备的电磁兼容性,各国和国际组织都制定了相应的标准和规范。
这些标准规定了电子设备在不同频段内允许产生和承受的电磁干扰水平。
常见的 EMC 标准包括国际电工委员会(IEC)制定的标准,以及各个国家和地区自己制定的标准,如我国的 GB 标准。
企业在生产电子设备时,必须按照相关标准进行设计和测试,以确保产品能够通过 EMC 认证,进入市场销售。
四、EMC 测试项目EMC 测试主要包括两个方面:电磁干扰(EMI)测试和电磁抗扰度(EMS)测试。
电磁干扰测试是测量电子设备向外发射的电磁能量,常见的测试项目有:1、传导干扰测试:检测设备通过电源线、信号线等导体向外传播的干扰。
2、辐射干扰测试:测量设备通过空间向外辐射的电磁波。
电磁抗扰度测试是评估电子设备在受到外部电磁干扰时的工作性能,常见的测试项目有:1、静电放电抗扰度测试:模拟人体静电放电对设备的影响。
2、射频电磁场辐射抗扰度测试:考察设备在射频电磁场中的抗干扰能力。
根据下面叙述,有接地设备,耐压1500VAC,通常需要2.5mm间距(保险3mm);对于3000VAC,需要5mm以上,保险6mm。
五、电气安全性主要有以下内容:1、电击与能量危险。
机箱内工作在大于42.4V交流峰值或60V直流电压下,且不与限流电路连接的裸露部件,应作适当的安装或隔离保护,以便在对设备的其它零部件进行维修操作时,不会发生不留神接触到这些裸露零部件的情况。
考虑到在维修操作时,可能会有一些导电材料无意中交接在涉及能量危险的裸露零件上,因此应对这些涉及能量危险的裸露零部件进行合理安置、密封、隔离保护或者装上挡板,而且这些挡板应易于拆卸和更换。
用标准试验针(GB4943-90 图13所示,试验针针头宽度为3mm,长度为15mm)进行碰触试验,会有电击的可能,220V走线应用挡板(或隔离装置)隔离,以免维护人员无意碰触。
2、一次电路、二次电路、电气间隙、爬电距离1)、过压等级表一2)、污染等级表二3)、一次电路爬电距离和电气间隙表三4)、二次电路爬电距离和电气间隙表四指标要求:1)、电源线对机壳的绝缘电阻在恒定湿热试验后应不小于2M欧姆。
2). 电源模块的输入端与机壳之间应能承受1500V交流电压,持续时间为1min,不应出现飞弧和击穿现象;电源模块输入端与输出端应能承受3000V 交流电压,持续时间为1min,不应出现飞弧和击穿现象;电源模块的输出端与机壳之间应能承受500V交流电压,持续时间为1min,不应出现飞弧和击穿现象。
3). 电源的输入端与机壳之间的泄露电流为:直流:不大于2mA;交流:不大于0.7mA(峰值);从上图可以看出,由于绝缘片的宽度不一致,有的完全隔离了汇流排,有的还留有空气间隙,而绝缘胶只是填充了汇流条的外面的一侧和汇流条的两端,这样就留有很大的安全隐患,首先是达不到标准规定的耐压要求(绝缘层本身的厚度耐压没有问题,不会被击穿),主要是因为在汇流排之间留有空气间隙,耐压测试时易飞弧,而且一旦汇流排有污损或是制造工艺控制不严格,有碎削、水汽或其他污染物进入后再密封,容易造成绝缘的下降,使-48V和地之间处于半通半断的电路状态,最后导致绝缘层的烧焦。
产品认证安规及emc相关知识简介
产品认证安规和EMC(电磁兼容性)是与产品质量和安全密切相关的两个重要领域。
下面我将简要介绍它们。
1. 产品认证安规:
产品认证安规是指根据国家或地区的法规和标准对产品进行测试和评估,以确保其符合特定的安全标准和要求。
这些认证通常由专门的认证机构进行,如欧洲的CE认证、美国的FCC认证等。
产品认证安规的目的是保护用户的安全,防止产品使用过程中产生危险或伤害。
举例:CE认证是欧洲市场上的一项强制性认证,确保产品符合欧洲安全、健康和环境要求。
通过进行相关测试,如电气安全、机械安全、辐射等测试,确保产品在使用过程中不会对用户造成伤害。
2. 电磁兼容性(EMC):
电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能够正常运行而不产生或受到无法接受的电磁干扰的能力。
这包括设备自身对外界电磁场的抗干扰能力和设备对其他设备的电磁干扰能力。
EMC测试通常包括辐射测试和传导测试。
举例:在一个办公室环境中,如果一个电子设备的辐射电磁场干扰了其他设备的正常运行,那么它就没有通过EMC测试。
为了确保设备之间的互不干扰,EMC测试对设备的辐射和传导干扰进行了限制和规范。
总结:产品认证安规和EMC是确保产品质量和安全的重要手段。
通过进行相关的认证和测试,可以保证产品符合特定的安全标准和要求,同时能够在电磁环境中正常运行而不产生或受到无法接受的电磁干扰。
路华科技(深圳)有限公司Roofer Technology(Shenzhen) CO.,LTD
安规及EMC电磁兼容相关基础知识讲义
核准:
审核:
确认:
起草: 刘明良
日期: 2006-11-13
第一部分:安规
一、典型国家电网电压(中国、德国、美国、日本、澳大利亚等)
二、典型国家插脚类型(中国、德国、美国、英国、印度、日本、韩国、澳大利亚、南非等)
三、安规概述
1.安全标准对器具的总体要求: 产品的设计和结构必须能够保证在正常使用和可能的失败条件下, 不
会对使用者产生触电和其它危险, 及不会对周围环境产生危害,如火
灾等.
1.安规总则:产品在设计和生产中应避免以下危险的发生:
电击危险/能量危险/着火/机械危险/热的危险/辐射危险/化学危险
2.安规专业术语:
额定电压:由制造厂商标定的电源电压或电压范围。
额定电流:由制造厂商标定的设备的输入电流。
额定频率:由制造厂商标定的电源频率。
危险电压:交流大于30Vrms(42.4Vp_p),直流大于60Vdc 且不符合限流电路
及TNV(通信网络电压)电路要求的电压.
危险能量:输出电压等于或大于2V时,输出功率等于或大于240VA或20J的能量.
功能绝缘: 设备正常工作时需要的绝缘.其目的:减少引燃和着火的危险.
基本绝缘: 对电击提供基本保护的绝缘.
附加绝缘: 基本绝缘以外的独立的绝缘,当基本绝缘一旦失效时仍能防止电击的绝缘.
双层绝缘: 基本绝缘+附加绝缘
加强绝缘: 单一的绝缘结构,相当于双层绝缘.
设备分类:
Ι类设备(ClassΙ Equipment): Base Insulation + Grounding
Π类设备(ClassΠ Equipment):Double Insulation (W/O Grounding ):
Ⅲ类设备 Class Ⅲ Equipment):SELV(Safety Extra-low Voltage)
2类设备(Class 2 Transformer):
1). Vo (输出电压) <30Vac or 60Vdc.
2). Is (1分钟后的短路电流)<8A
3). Po (输出功率)<100W
四、常见的安规标准与标号(TUV、GS与CE/UL与FCC /CCC/SAA/PSE)
1.CE: A: CE是欧盟(European Communities)的缩写。
B: CE标识为欧盟成员国共用的设备和产品合格性标志。
C: CE=LVD+EMC。
低电压指令: (LVD:Low Voltage Directive)。
电磁相容性指令: (EMC:Electro-Magnetic Compatibility)。
EMC=EMS +EMI。
2.TÜV是德文“技术监督协会”的缩写,其经政府授权和委托可进行工业设备和技术产品的
检测和认证以及质量管理体系和环境管理体系的评估与审核。
3.GS:
A: GS是德国产品安全认证标志
B: GS标志主要适用于与人体直接接触的电器和机械产品
4.CB简介:
A: CB测试报告和证书是国际电工委员会电工产品安全认证组织(IECEE)认证机构委员会(CCB)统一制定的认证测试报告和证书,该IECEE-CB体系是由几十成
员国组成,其主要是针对有关的电气产品进行认证。
B: CB的精神:成员间相互承认测试报告及证书
C: CB成员:详见所附CB架构文档!
5. EN: 欧洲标准。
使用于所有的EU国家(CE, SEMKO, VDE, TUV) CE marking 采用之标准.
常用标准:EN60950,EN60065,EN61558,EN60335,......
6.UL (美国保险实验室) :美国标准.使用于美国认证.
常用标准:UL1310,UL60950,UL60065,UL1585,UL1411,UL2601,UL1446
7.CSA(加拿大标准协会): 加拿大标准,使用於加拿大认证.
常用标准:CSA22.2 .No.223, CSA22.2 No.950......
8.IEC: 国际标准。
国际间所制定的基本标准,为全世界各国所采用, UL、CSA现亦普遍采用
以 IEC为基本的标准.(目前除UL1310外)
常用标准:IEC60950,IEC60065,IEC60335,IEC60601
常用安规标准使用之分类见附件
常见国家安规标志见附件
各国的强制要求见附件
五、常见的几个问题点:
1:安规距离:爬电距离与电气间隙
A.爬电距离: 沿两个导体或导体与设备的绝缘表面量测的最短路径(C r e e p a g e D i s t a n c e s)理解示意图如下:
爬电距离示意图
B. 电气间隙: 两个导体或导体与设备之间的直线距离(Clearance),又称空间距离。
理解示意图如下:
电气间隙意图
C.设计时应同时满足安规上对设备所要求的电气间隙和爬电距离。
D.一般来说,爬电距离要求的数值比电气间隙要求的数值要大(Cr ≥ Cl,布线时须同
时满足这两者的要求(即要考虑表面的距离,还要考虑空间的距离)。
开槽只能增加表
面距离即爬电距离而不能增加电气间隙,所以当电气间隙不够时,开槽是不能解决这个
问题的,开槽时要注意槽的位置、长短、宽度是否合适,以满足爬电距离的要求。
2:铭牌
A. 常用标准铭板必须标示的内容见附页
B. 除必标内容外,另可增加一些不会有任何歧义的符号
3:PCB的标识
PCB的标识简介见附件
4:室外使用与LPS简介
室外使用与LPS简介见附件
5:安规管制零部件
常见安规关键零部件列表见附件
第二部分、EMC
一.EMC介绍
EMC是电磁兼容(Electromagnetic Compatibility)的英文简称。
电磁兼容技术涉及的频率范围宽达0-400GHz,研究对象除传统设施外,涉及芯片级,直到各型舰船、航天飞机、洲际导弹,甚至整个地球的电磁环境。
二.EMC内容
1.电磁兼容性
2. 设备在正常工作不对环境的设备中产生过量的电磁干扰,及对周围环境中电磁信号有足够的抗
扰能力。
3. 适用于所有的电器设备和产品
三. EMC组成
EMC=EMI+EMS
1.EMI:电磁干扰(Electromagnetic Interference)
(传导干扰、辐射干扰、谐波干扰、电压波动)
FCC PART15 B EN55022 CLASS B GB9254
2. EMS: 电磁抗干扰(Electromagnetic Susceptibility)
Electrostatic Discharge(ESD/静电放电)
Electrical Fast Transient/Burst(EFT/电快速瞬变脉冲群)
Lighting Surge Attachment.(雷击)
Radiated Electromagnetic Fields(RS/辐射抗扰度)
Conducted Radiated Frequency Disturbances(射频传导抗扰度试验)
Power Frequency Magnetic Field(工频磁场试验)
(欧规EMI:EN55022; EMS:EN55024; EN61000-3-2/A2 <AC电源干扰:谐波电流;
EN61000-3-3/ AC电源干扰:电压波动和闪烁测量)
四. EMC三要素:
1. EMC三要素: 干扰源(骚扰源)、耦合通路和敏感体(亦即干扰源、干扰途径、受干扰对象)。
切断以上任何一项都可解决电磁兼容问题,如下图所示。
(下图)图中RE为辐射发射,
RS为辐射敏感度,CE为传导发射,CS为传导敏感度。
(干扰方式:传导9KHZ—30MHZ;
辐射:30---1000MHZ)
五. 对策:
1.电磁兼容的解决方案:常用的方法主要有屏蔽、接地和滤波。
2. 抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。
3.常规对策举列:
A. 电路中同时有模拟电路及数字电路时,数字地与模拟地要分离,最后单点接于电源地。
最好用地线把数字区与模拟区隔离。
B.布线时,电源线和地线要尽量粗以便减小耦合噪声,同时尽量减少地环路的面积,以便
降低感应噪声。
C. 电路板分区要合理,尽量分开强电与弱电信号、数字信号与模拟信号。
尽可能增大干扰
源与敏感元件之间的距离。
D.针对开关式电源供应器及电池充电器,具体地可以使用X电容、差模电感、共模电感、Y
电容、变压器屏蔽、合理使用吸收回路与磁珠、合理布线(功率地与信号地分离、强电
与弱电尽量远离)等常见的处理方式来解决。
THE END。