EMC基本知识培训.ppt

1 Feb19 09 EMC基础知识培训 2 目录 一 EMC概论 Enter 二 传导干扰 Enter 三 辐射干扰 Enter 四 浪涌 Enter 五 群脉冲 Enter 六 静电放电 Enter 七 EMC应对措施 Enter 八 EMC客诉时相关信息 Enter 九 安规与EMC误解 Enter 十 谢谢 Enter 3 EMC ElectroMagneticCompatibility EMI interference EMS sensitivity 传导 辐射 静电 群脉冲 浪涌 ClassAClassB Level1Level2Level3Level4 培训主题 4 EMC 电磁兼容性 的全称是ElectroMagneticCompatibility 其定义为 设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力 该定义包含两个方面的意思 首先 设备能够抵抗所接受到的干扰而正常工作 即EMS 其次 设备所发射的电磁干扰不能影响其它设备的正常工作 即EMI 目前在这方面有相应的国际标准和国家标准 针对EMI有GB T9254 1998 CISPR22B 标准 针对EMS有GB T17626 1998 IEC61000 4 标准 EMC结构图如下 EMC 概述 返回目录 5 EMI干扰按干扰信号信号可分为共模干扰 COMMONINTERFERE 和差模干扰 DIFFERENTIALINTERFERE 凡是来自电源火线 HOT Livewire 而经由零线 NEUTRAL 返回的杂讯称为差模杂讯 凡是来自电源火线 HOT 或零线 NEUTRAL 而经由地线返回的杂讯 称为共模杂讯 两者产生的原理 传播的途径 频率特性和对策方法都不一样 在一般情况下 差模干扰幅度小 频率低 所造成的干扰较小 共模干扰幅度大 频率高 还可以通过导线产生辐射 所造成的干扰较大 在信号线与地间并接电容 可以减少共模干扰 在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰 返回目录 6 在GB T92541998中规定是这样定义的 如下 返回目录 7 电磁兼容的概念 2 电磁骚扰electromagneticdisturbance 任何可能引起装置 设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 电磁干扰electromagneticinterference EMI 电磁骚扰引起的设备 传输通道或系统性能的下降 电磁发射electromagneticemission 从源向外发出电磁能的现象 电磁辐射electromagneticradiation 包括a 能量以电磁波形式由源发射到空间的现象 b 能量以电磁波形式在空间传播 8 电磁兼容的概念 3 条件 干扰源 被干扰对象及耦合通道必须有干扰源 被干扰对象及耦合通道的同时存在才能构成EMC问题 9 干扰源分类 10 干扰源分类 1 自然电磁干扰自然电磁干扰主要指的是宇宙干扰 大气干扰 热噪声和沉积静电干扰 宇宙干扰是来自宇宙的背景噪声 太阳无线电噪声以及天体 星座发射的无线电噪声 太阳的的干扰频率从10MHz到几十GHz 宇宙干扰最为明显的频率范围为20MHz 500MHz 主要的干扰对象为航天飞行器以及通过卫星传播的通信信号和广播信号 除宇宙干扰外 大气干扰也是常见的自然电磁干扰 主要是雷电干扰 其他的还有沙暴 雨雾等 大气干扰的频率范围主要在30MHz以下 对地球上20MHz以下的无线电通信影响很大 热噪声指的是处于一定热力学状态下的导体中所出现的无规则电起伏 是由导体中自由电子的无规则运动引起的 如电阻热噪声 气体放电噪声等 11 干扰源分类 2 电气设备干扰1 电晕放电高压输电线因绝缘失效时会产生间歇脉冲电流 形成电晕放电 电晕放电干扰对低频感测系统的影响较为严重 对高频感测系统影响不大 2 辉光放电及气体放电 如荧光灯 霓虹灯 等 常温空气中 当接点距离为0 0076mm 电压加到320V时会发生辉光放电 荧光灯的干扰电平一般为几十微伏到几千微伏 高的可达几十毫伏 频率为超高频 3 火花放电电气设备触点处的断续电流将会引起火花放电 对于有金属外壳的电气设备 干扰一般只能从缝隙处和引线处泄露 火花放电干扰频率很高 汽车点火干扰的频率范围为20MHz 1000MHz 作用距离可达50 100m 4 开关干扰5 工频干扰 12 被干扰对象与耦合通道 被干扰对象所囊括的范围也很宽 所有的电子设备都有可能成为被干扰对象 甚至人体 如电视机 收音机 模拟传感器 放大器 计算机等 耦合通道可以分为三类 辐射 传导及感应 如 电源线 内部连接电缆 机箱泄漏 天线到天线 导线到导线等 13 产品电磁骚扰特性主要测量标准 1 1 工业 科学和医疗 ISM 射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 CISPR11 1990CISPR是一个国际性的电磁兼容标准化组织 它是IEC下属的一个特别的技术委员会 该组织目前制定的有关于电磁兼容的标准还有 CISPR12 CISPR13 CISPR14 CISPR16 CISPR22 CISPR24等2 车辆 机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR12 19973 声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法 CISPR13 19964 家用和类似用途的电动 电热器具 电动工具以及类似电器无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR14 1997 14 产品电磁骚扰特性主要测量标准 2 5 无源无线电骚扰滤波器及抑制元件特性的测量方法 CISPR17 19816 信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR22 19937 谐波电流发射限制 设备输入电流 16A 每相 IEC61000 3 2 1994 8 设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁限制 额定电流 16A IEC61000 3 3 1994 9 居住 商业和轻工业环境通用发射标准 IEC61000 6 3 1996 10 工业环境通用发射标准 IEC61000 6 4 1997 15 产品抗扰性试验主要标准 1 1 静电放电抗扰性试验 IEC61000 4 2 1995 2 射频电磁场辐射抗扰性试验 IEC61000 4 3 1995 3 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验 IEC61000 4 4 1995 4 浪涌抗扰性试验 IEC61000 4 5 1995 5 对射频场感应的传导骚扰的抗扰性试验 IEC61000 4 6 1996 6 供电系统及所联设备谐波和谐间波的测量和测量仪器通用导则 IEC61000 4 7 1991 16 产品抗扰性试验主要标准 2 7 工频磁场抗扰性试验 IEC61000 4 8 1993 8 脉冲磁场抗扰性试验 IEC61000 4 9 1993 9 阻尼振荡磁场抗扰性试验 IEC61000 4 10 1993 10 电压瞬时跌落 短时中断和电压渐变的抗扰性试验 IEC61000 4 11 1994 11 居住 商业和轻工业环境通用抗扰性 IEC61000 6 1 1997 12 工业环境抗扰性通用标准 EN50082 2 1995 备注 EN为欧洲标准的代号 17 家用电器产品EMC认证进行的EMC检验项目包含电磁发射 EMI 和电磁抗扰度 EMS 两个方面 相关的检测项目如下 备注 上表中的 关键指标 是电源行业客户关注的指标 返回目录 18 安全等级分类 返回目录 19 我们的产品相关标准 EMI 1 欧盟EN55022 信息技术设备 2 欧盟EN55011 工 科 医疗设备发射要求 EMS 国际电工委员会IEC61000 4GBT17626 2 2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 pdfGBT17626 4 2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 pdfGBT17626 5 2008电磁兼容试验和测量技术浪涌 冲击 抗扰度试验 pdfGBT17626 6 2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度 pdf 20 EMI 传导干扰 CONDUCTION 概念 概念 通过导电介质把一个电网络上的信号耦合到另一个电网络 线路中的高频电流在干扰源和干扰接收者之间流动产生的EMI 在电源设备中通常关注AC输入线缆 特点 频率段 150KHZ 30MHZ 峰值 准峰值 平均值目的 测试产品对外界的干扰 并将这种交变的电流电压干扰信号转化成直流幅值显示EMCtraining 中文 龚盛 pptP14 17 21 EMI 传导干扰 CONDUCTION 测试方法 提供标准电源阻抗同时也提供一定的滤波器功能标准中定义应该使用 50uH 50ohm LISN提供一个开关 使得可以测量L线或者N线 被测试设备接口 直接接入屏蔽房的AC市电 金属外壳 同轴电缆 150KHz下的阻抗 1uF 1 06ohm50uH 47ohm100nF 10 6ohm50ohmdominatesathighfrequency 22 EMI 传导干扰 CONDUCTION 实验等级 QuasiPeakMornsunQuasiPeakAverageMornsunAverage Displayfromthespectrumanalyser 23 EMI 传导干扰 CONDUCTION 实验等级 24 EMI 传导干扰 CONDUCTION ClassA 25 EMI 传导干扰 CONDUCTION ClassB 26 EMI 传导干扰 CONDUCTION 干扰源 差模干扰 共模干扰 高频开关电流 高频电压降落VDM 寄生磁场 整流输出电路 变压器高频漏磁场 高频开关电压 寄生电容 变压器原 副边 MOS漏级到安全地 杂散电场 27 EMI 传导干扰 CONDUCTION 关键部件 28 EMI 传导干扰 CONDUCTION 实际电路 例如 手机充电器 小型电源适配器都没有地线接入而且没有金属外壳元器件都是低成本的 因此省掉了共模电感注意 共模信号的路径如下图所示 C5是负载到地的寄生电容这样 共模传导EMI的测试很大程度上决定于测试的设置情况 29 EMI 传导干扰 CONDUCTION 客户端 差模干扰 共模干扰 高频开关电流 高频电压降落VDM 寄生磁场 大dI dtdv dt 高频漏磁场 高频开关电压 寄生电容 变压器原 副边 MOS漏级到安全地 杂散电场 整流输出电路 PCB布线 输入输出线位置 客户整机结构 与竞争对手产品在整机上没有可比性 30 EMI 传导干扰 CONDUCTION 客户端应对 31 EMI 辐射干扰 RADIATION 概念 概念 干扰源通过空间把其信号耦合到另一个电网络EMI通过高频电磁场辐射由源传递至测量设备特点 频率段 30MHZ 1GHZ 辐射EMI与天线学科有很大关联 目的 测试产品对外界的干扰 并将这种交变的电流电压干扰信号转化成直流幅值显示 32 EMI 辐射干扰 RADIATION 实验方法 33 EMI 辐射干扰 RADIATION 实验等级 34 EMI 辐射干扰 RADIATION ClassA 35 EMI 辐射干扰 RADIATION ClassB 36 EMI 辐射干扰 RADIATION 干扰源 差模干扰 共模干扰 开关谐波 变压器原 副边 MOS漏级到安全地 寄生电感引起电流 寄生参数的谐振 EMCtraining 中文 龚盛 pptP94 98 37 EMI 辐射干扰 RADIATION 关键元件 38 EMI 辐射干扰 RADIATION 客户端 差模干扰 共模干扰 开关谐波 不产生辐射干扰 干扰源相互抵消 变压器原 副边 MOS漏级到安全地 寄生电感引起电流 寄生参数的谐振 输入输出线位置 PCB布线 客户整机结构 天线 孔缝 39 EMI 辐射干扰 RADIATION 客户端应对 40 EMS 浪涌 SURGE 概念 概念 输入或输出端口施加不同极性 不同相位的瞬态电压 电流或功率波特点 上升时间快 下降时间慢 瞬态高电压 大电流 高能量目的 模拟由开关或雷电瞬变过电压引起的单级性浪涌 冲击 时产品的抗干扰能力GBT17626 5 2008电磁兼容试验和测量技术浪涌 冲击 抗扰度试验 pdfP8 9 41 EMS 浪涌 SURGE 实验方法 42 EMS 浪涌 SURGE 实验等级 1 2 50US组合波 电源 1 2 50US电压浪涌8 20US电流浪涌10 700US通信线信号端口P10P28 43 EMS 浪涌 SURGE 适用环境 44 EMS 浪涌 SURGE 结果判定 45 EMS 浪涌 SURGE 关键元件 46 EMS 浪涌 SURGE 客户端问题 47 EMS 浪涌 SURGE 客户端解决 48 EMS 电快速群脉冲 EFT 概念 概念 许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口 控制端口 信号端口 接地端口特点 瞬变的高幅值 短上升时间 上升时间5ns 单个脉冲5ns 持续50ns 高重复率 群持续时间15ms 群周期300ms 低能量目的 模拟切断感性负载 继电器触点弹跳 瞬态切换过程 时产品的抗干扰能力 49 EMS 电快速群脉冲 EFT 实验方法 50 EMS 电快速群脉冲 EFT 实验等级 当输出负载为50欧姆时电压减半 51 EMS 电快速群脉冲 EFT 适用环境 52 EMS 电快速群脉冲 EFT 结果判定 53 EMS 电快速群脉冲 EFT 关键元件 54 EMS 电快速群脉冲 EFT 客户问题 55 EMS 电快速群脉冲 EFT 问题解决 56 EMS 静电放电 ESD 概念 概念 具有不同静电电位的物体相互靠近或者直接接触引起的电荷转移 施加在正常使用人员可接触的受试设备的点或者面特点 抗静电等级与相对湿度 材料 抗静电材料 合成材料 有关 越干燥 电压越高 关键 放电电流的变化速率 充电电压 峰值放电电流 上升时间0 7 1NS 目的 模拟设备遭受直接来自操作者和对邻近物体进行静电放电时产品的抗干扰能力GBT17626 2 2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 pdfP5 6 四种放电类型 57 EMS 静电放电 ESD 实验方法 58 EMS 静电放电 ESD 实验方法 GBT17626 2 2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 pdfP11P19A 2P21 59 EMS 静电放电 ESD 实验等级 60 EMS 静电放电 ESD 适用环境 61 EMS 静电放电 ESD 结果判定 62 EMS 静电放电 ESD 关键元件 63 EMS 静电放电 ESD 客户端 64 EMC 应对措施 1 EMC滤波网络2 结构与布线3 屏蔽体4 接地 65 EMC 客诉相关信息 客户的测试地点 专业的外围测试机构还是企业自己的测试设备 客户的输入电压 DC DC是否电瓶 所接负载 负载类型 纯阻还是其他 客户具体哪点不过 用哪个标准 传导 辐射能不能传过波形来 EFT SURGE是L PE N PE还是L N 是哪个等级 客户应用电路 如果可能 客户电路板布局的图片客户自测 直接测试我们电源产品 确定是否电源导致问题我司电源EMI LH05 10BXXLB03 10BXXLH10 10B A DXXLB05 10B A DXXLH15 10BXXLH20 25 10BXXLB15 10BXXLD03 10 10BXX不可回避的曾经的问题 桥堆浪涌问题 66 十六 CE认证 CE认证代表欧洲统一 CONFORMITEEUROPEENNE 它是一种安全认证标志 被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照 在欧盟市场 CE 标志属强制性认证标志 凡是贴有 CE 标志的产品就可在欧盟各成员国内销售 无须符合每个成员国的要求 从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通 没有CE认证标志的 不得上市销售 已加贴CE