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文档简介
1、仅供个人参考灯具做CE认证时的电磁兼容测试灯具做CE认证时的电磁兼容测试CE-EMC认证是CE认证关于电磁兼容方面的认证,灯具的EMC认证的测试包括以下方面:1、静放电(ESD)2、射频干扰(RI)3、工频磁场(HI)4、快速脉冲群(EFT)5、电流注入(CI)6、浪涌(Surge)7、电压跌落(VD)关于目前EMC测试项目说明:EMI ( CISPR 15):1,骚扰电压(Disturbanee voltage)2, 辐射电磁骚扰( Radiated eleetromagnetic disturbanee)3,插入损耗(电感镇流器)(Insertion loss)EMS ( IEC 6100
2、0-4-6):1,传导抗扰度(Conducted immunity)备注(Remark):电子变压器、电子镇流器需要做上述EMI中的1、2项即可,电感镇流器只需要做上述EMI中的第3项即可,电子感应器、电子调光器需要做上述EMI、EMS中的所有项目。抗干扰标准简介如果打算把电子产品销往国外,就不但要了解一些有关抗干扰方面的问题,还要知道用哪些测试方 法和设备才能使产品符合欧盟(EU的标准。欧盟的EMC标准要求所有的电子产品都要进行抗干扰试验,包括认为干扰和自然干扰两种。标准还 要求产品不能发射出有害的信号,因为这种信号会干扰其他产品的正常工作。产品是否符合 EMC要求,应根据欧洲标准(EN-E
3、uropean Norms )进行测试。欧洲标准由电子技术标 准化委员会颁布,而EN的抗干扰标准则是由国际电工技术委员会(IEC-1 nternationalEleetroteehnicalCommissi on)制定而成,并从1997年1月起,采用与 EN同样的编号。如IEC1000-4-2 变成IEC61000-4-2, 这和 EN61000-4-2 的静电放电(ESD-Eleetrostatie Diseharge)标准是相同的。由IEC制定的抗干扰标准有一定的设备要求,并与放射标准有明显的差别,对于美国厂商销售产品 会带来一些问题。因此,选择正确的设备和了解正确的测试方法具有同样的重要
4、性,最终的目的是使产 品符合要求。本文介绍四种抗干扰标准:1. IEC61000-4-2静电放电测试:这是一项对产品的一般性测试,目的是考察仪器在ESD条件下的性能。放电在人与仪器附近的目标之间进行,或者使放电干扰直接传到仪器中去。在IEC61000-4-2中,要求一个人手持一金属物(如改锥等)去接近仪器的某个部位。该标准规定了空气放电方式和直流放电方式。在空气放电方式下,从ESD信号发生器的测试探头发出的火花传向待测的设备(EUT。测试探头必须能提供8kV的可调充电电压。直流放电方式要求用ESD信号发生器的冲击脉冲,当信号发生器的探头尖部接触到EUT时,发生放电。在这种方式下,信号发生器应能
5、提供4kV的可调电压。2. IEC61000-4-3辐射电磁场测试:这项测试是考察电子产品对辐射EMI场的敏感度。例如,考察一台计算机在非常靠近一个辐射能量的天线时的性能。该标准规定了产品在保持正常工作的情况下所能承受的辐射能量等级。例如,产品经受得住手提无线电收发信机、荧光、工业焊机或半地TV天线等产生的强电磁场的电磁干扰。测试过程和测试等级由标准加以规定,并作为测试设备的共同标准。测试频率为80MHz-1000MHz调制度为80%到EUT的距离为3米。不得用于商业用途仅供个人参考3. IEC61000-4-4 电快速瞬变测试:当一个感性负载(如电机等)关断时就会产生一个尖脉冲或突 发脉冲,
6、这就是所谓的电快速瞬变( EFT-E lectrical Fast Transients )。当一个开关断开时在 接点之间也会发生严重打火。起初,当接点合上时电火花在低电压和高频率上发生,当接点分开 之则在高电压和低频率上发生。当电源线中有大电流流动,而且非常靠近电源、数据或 I/O 电缆 时,EFT就会耦合进电子设备。4. IEC61000-4-5 浪涌敏感度测试:电网的开关操作和附近的雷电冲击都会在交流电源线上发生浪涌现象。该项标准规定了设备对浪涌的敏感度测试方法及其测试等级,并且描述由于高能量对电 源和互连线的干扰而引起的单方向浪涌现象。开关式瞬时变化主要是由于电源系统的开关、短路或谐振
7、电路引起的,如闸流管等。闪电感应的 瞬时变化是由于直接冲击系统的电源线路并通过系统中的几条传导路径而产生高压大电流的结 果,见解地闪电冲击也会在设备中才产生瞬时变化。新电磁兼容指令 2004/108/EC从 2007 年 1 月开始,欧共体国家将新的 EMC 指令作为其国家的规范,新的指令将在 2007 年 7 月开始 实施。从 2009 年 7 月开始新指令将被强制实施, 只有符合新指令的产品才能被允许在欧共体国家中销售 .文章对欧洲电磁兼容新指令 2004/108/EC 的部分内容作了简单介绍,包括某些定义、适用/不适用的设备、基本要求、协调标准、符合性评定程序、技术文件、符合性声明、标识
8、和信息等。该指令将取代 89/336/EMC 。新的欧洲电磁兼容指令欧洲议会和理事会2004/12/15 关于使成员国电磁兼容法律相似并废止89/336/EEC 的 2004/108/EC 指令(DIRECTIVE 2004/108/EC OF THEEUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 15 December 2004 on theapproximation of the laws of the Member States relating to electromagneticcompatibility and repealing Directi
9、ve 89/336/EEC )已于 2004 年 12 月 31 日在 “欧盟的官方期刊 ” ( Official Journal of the European Union )上发布,并于2005 年1月20日开始生效。 被取代的 89/336/EEC 指令将于 2007 年 7 月 20 日废止;不过符合 89/336/EEC 指令要求的设备可以销售到 2009 年 7 月 20 日。 在 2007 年 7 月 20 日前,制造商可以根据自己的需要从两者中任选一个指令。注:为便于描述,以下简称 2004/108/EC 为“新指令 ”, “89/336/EEC ”为 “老指令 ”, “欧盟的
10、官方期 刊”(Oficial Journal of the European Un io n)为"OJ:新指令完全被重新编写,以便更符合新指令的格式。新指令有不少重大变化,有些要求更严格了,有 些要求却放松了。同老指令相比,新指令为每条都增加了标题。有关定义和说明老指令针对的对象是 “apparatus ,”而新指令针对的则是“ equ i pme nt 。 ”两者的中文意思几乎相同,都可以译作 “设备 ”,但在新指令中两者有一点区别: equipment 包括 apparatus (设备)和fixed installations (成套设备),涵盖的设备范围更宽。由于对 appar
11、atus 、 fixed installations 的要求 不同,故新指令将其分别列入第二章“apparatus 和”第三章 “fixed installation 。”根据新指令的文本,equipment 一词出现在第一章、附录 1 和附录 6 这些无须区分 apparatus 和 fixed installations 的章节内, apparatus 一词用于第二章及与其相关的附录 25 中,而词组 fixed installations 仅在第三章和附录 1 中 分别出现12次。考虑到fixed installations 出现的次数少,且在描述它时都已明确用成套设备”一词,尤其考虑到
12、大家的习惯,本文在翻译 apparatus 和 equipment 时不加区别,均译作 “设备”。Equipment 、 fixed installation 是新增的定义, apparatus 的定义也被做了修改。Fixed installation 的定义为:几种类型设备、其它装置( devices )(适用时)经过装配、安装并在一 个预先规定的地点永久使用的特定组合。其典型的例子为电力网、电话网。新指令还增加了 “ safety purposes 术”语,删除了老指令中的 “ Competent body 和”“ EC type-examination certificate 术语”。新
13、指令适用的设备新指令适用于第 2 条规定的设备,即 equipment 、apparatus 和 fixed installation 。新指令不适用的设备1) 不会产生超过允许电磁骚扰电平的无线、电信设备和其它设备;按预期正常工作、虽然有电磁骚不得用于商业用途仅供个人参考扰出现但没有出现工作性能降低的设备;2)1995/5/EC 指令欧洲议会和理事会关于无线和电信终端设备及其符合性互认的 1999/5/EC 指令 ( Directive 1999/5/EC of the European Parliament and of the Council of 9 March 1999 on rad
14、io equipment and telecommunications terminal equipment and the mutualrecognition of their conformity )适用的设备;3)欧洲议会和理事会 2002/7/15 的法规( EC)No 1592/2002 所指的航空设备、部件和设备;4)在"ITI宪章和公约 ” the Constitution and Convention of the ITU)框架内采纳的 无线规则"(RadioRegulation )意义内无线电业余爱好者使用的无线设备,除非设备是可购商品。由无线电爱好者装配
15、的套 件和由无线爱好者修改并使用的商业设备不认为是可购商品。对第一段所指的设备,针对附录 I 中的基本要求,如果其它委员会指令全部或部分地提出了比新指令 更明确的要求,则从那些指令实施开始,新指令将不再适用。基本要求 (essential requirements)设备产生的射频骚扰不会高于某个电平; 超过此电平时, 无线和通信设备或其它设备不能按预期工作。 另外,设备对预期使用中将遇到的电磁骚扰有抗扰性。同老指令比较,新指令还增加了对固定成套设备 的基本要求,即对零件的安装、安装过程的文件化和存档提出了要求。协调标准( Harmonized standards )“协调标准 ”指经过公认的欧
16、洲标准化技术机构采用的技术详细说明。设备满足有关协调标准的要求后 将被成员国认为符合新指令的基本要求。符合协调标准与否可以作为符合性评定的一个方法,但符合协 调标准不是强制的,也即还有其它的符合性评定方法。在 OJ 内,列出了所有的协调标准。由于标准的换 版,期刊会不时地更新协调标准的版本。通常,新版协调标准推出后,相应的旧版协调标准并不会马上 作废,而是两者共存一段时间,通常有好几年。如果成员国或委员会认为某协调标准没有完全满足附录 1 所描述的基本要求,则对有关协调标准的引用可能是:1)不引用;2)有限制地引用;3)在 OJ 维持对其的引用;4)从 OJ 中撤消对其的引用。设备符合性评定程
17、序老指令中提供了 3 条设备符合性评定途径:用得最广的自我申明途径(也称标准途径)、技术结构文件(TCF )途径和EC型号核准证书途径,见图1。新指令规定了两种符合性评定途径, 差别在于制造商是否请下述的 Notified Bodies (被通知机构) (以 下简称 NB )进入了符合性评定过程,见图2。因此,符合性评定的途径被简化了,详见指令附录 2 和指令附录 3。不管哪条途径,新指令都要求制 造商或其在欧盟的授权代表提供一份技术文件(其详细内容见附录4)以此作为符合基本要求的证据。技术文件可以由制造商自己拟订(见指令附录2),也可以委托给 NB (见指令附录 3)。需要说明的是:老指令中
18、的 “能力机构( Competent Bodies ) ”已成为新指令中的 NB ,两者的职能是 相同的(见老指令附录 2 和新指令附录 4)。不要将新指令中的 NB 和老指令中的 NB 弄混,老指令中的 NB 在新指令中已没有对应的角色,因为无线发射设备已不属于新指令的范围了。在任何情况下,NB 是否加入到符合性评定过程中完全由制造商决定,即使在协调标准没有完全应用于评定时也如此。新指令第十二条为有关 NB 的内容:1)成员国应通知委员会本国内被指定为进行附录 3 所指任务的机构。成员国将依据附录 4 列出的判 据来指定机构。这样的通知应申明这些机构是否被指定成可以: 为新指令中所包括的所有
19、设备进行附录3 所指的工作,和 /或完成附录 1 中所指的基本要求或指定的范围被限制在一定的领域和 /或设备种类上。2)符合相关协调标准规定的评定判据的机构应被认为:在这些协调标准所包括的范围内符合附录6中的判据。委员会将在 OJ 中公布这些标准。3)委员会将在OJ中列表公布NB。委员会将确保该表的内容都是经过更新的。4)如果一个成员国发现某 NB 不再满足附录 4 中列出的判据, 它应通知委员会和其它成员国。 委员会 应从第三段中的表中撤消该机构的名称。仅供个人参考技术文件 (Technical documentation)对 EMC 指令而言,技术文件是新增内容,但技术文件的内容与老指令中
20、的技术结构文件( Technical Construction File )非常相似,之所以这么修改,是考虑到技术文件是新近发布的一些新方法指令中的一 个要求。新指令附录 4 1 )对技术文件的内容进行了规定: 技术文件必须使设备满足基本要求的符合性可以得到评定。它必须包括设备的设计和制造,尤其是:1) 设备的一般描述;2) 如果全部或部分使用了协调标准,应提供符合协调标准的证据。3) 如果没有使用协调标准或只使用了一部分,则提供为满足指令基本要求而采取的步骤描述和解释, 包括附录 2 第一点提出的电磁兼容评定的描述、所作的设计计算结果、实施的检查、测试报告等;4) 当按附录 3 程序实施时,
21、 NB 的声明。EC 符合性声明 (EC declaration of conformity)新指令的 EC 符合性声明比老指令所要求的内容更多、更严格。新指令附录 4 2 )对技术文件进行了 规定:EC 符合性声明必须至少包括以下内容:1) 新指令的引用;2) 按第九条( 1 )对设备的标识;3) 制造商、它在欧盟内的授权代表(适用时)的名称和地址;4) 声称的符合性根据注有时间的引用规范作出,保证设备的符合性符合新指令的规定;5) 发布声明的时间;6) 制造商或其授权代表的授权签字人的身份和签名。新指令附录 2 规定的符合性评定程序1) 制造商应根据相关的现象对设备进行电磁兼容评定,以便满
22、足附录 1 第一点中的保护要求。如果 所有相关协调标准都得到了正确应用,则认为完成了电磁兼容评定。2) 电磁兼容评定应考虑所有预期的工作条件。如果设备有多种配置,则电磁兼容评定应在制造商规 定的所有配置下进行以确保设备满足附录 1 第一条的保护要求。3) 根据附录 4 的规定,制造商应编制技术文件用以作为设备符合新指令基本要求的证据。4) 按管理机构的要求,从该设备最后生产的日子往后计算,制造商或其在欧盟内的授权代表应至少 保存技术文件 10 年。5) 制造商或其在欧盟内的代表应用 EC 符合性声明来证明设备符合所有相关基本要求。6) 按管理机构的要求,从该设备最后生产的日子往后计算,制造商或
23、其在欧盟内的授权代表应至少 保持 EC 符合性声明 10 年。7) 如果制造商或其在欧盟内的代表均未确定, 则管理机构要求保持 EC 符合性声明和技术文件的义务 由将设备投放到欧盟市场的人承担。8) 制造商应采取所有必要的措施确保产品的制造是根据第三点所指的技术文件和新指令的规定进行 的。9) 应根据附录 4 中的规定编制技术文件和 EC 符合性声明。 如果制造商或其授权的代表愿意,还可以按附录 3 规定的程序进行评定。 新指令附录 3 规定的符合性评定程序1) 本程序由附录 2 和以下内容组成;2) 制造商或其在欧盟内的代表应将技术文件提交给NB, 由它进行评定。 制造商或其代表应向 NB
24、规定基本要求中的哪些方面必须由 NB 评定;3) NB 对技术文件进行审查,并评定技术文件是否恰当地证明了指令中需要评定的要求得到满足。如 果符合性得到了确认, NB 将为制造商或其代表颁发证书。证书内容应限于 NB 针对基本要求已评定的那 些方面;4) 制造商把 NB 的证书加到技术文件里。其它标识和信息新指令第九条 “其它标识和信息 ”为新增内容。考虑到简化产品的符合性评定程序时赋予了制造商更多 仅供个人参考 的权利,为了避免风险,通过以下标识和信息,可以极大地方便欧盟对产品的管理,降低各种管理费用。 新增的内容为:1)应用型号、批次、串号或其它信息来标识每个设备;2)每个设备都应附有制造
25、商或其在欧盟授权代表或负责将设备投入到欧盟市场的人的姓名和地址;3)制造商应提供任何有关装配、安装、维护或使用的专门防范信息;4)对于在居住区不能确保符合保护要求的设备,应附有限制使用的醒目指示。合适时该要求也适用 于设备的包装上;5)在随设备提供的使用说明中,应包含使设备按预期目的使用的信息。固定成套设备新指令中的第十三条 “固定成套设备 ”属新增内容:1)已销售的并且可以被并入一个固定成套设备的设备,应满足新指令为设备列出的所有相关规定。2)但对于预期并入一个特定固定成套设备的设备, 如果该设备不能在其它处购得, 则第 5、7、8 和 9 条的规定则不是强制性的。此时,随附的文件将对该固定
26、成套设备及其电磁兼容特性加以确定,指出将 设备组合成固定成套设备需要预防的问题, 以便不损害成套设备的符合性。 此外, 它还应包括第九条 ( 1) 和( 2)所指的信息。3)当有迹象表明固定成套设备不符合要求,尤其是有人抱怨它产生了骚扰时,有关成员国的管理机 构可以要求得到固定成套设备的符合性证据,恰当时,开始评定。4)当不符合性得到了确定,管理机构可以采取强制措施以便使该固定成套设备满足附录 1 中第一点 提出的保护要求。5)成员国应提出必需的规定以便确定负责固定成套设备符合相关基本要求的人 员。EMC 测试指南一、EMI (电磁骚扰)分射频和工频两类测试l射频类测试项目:1.1 射频分传导
27、和辐射两项测试 射频传导(屏蔽室测试)1.1.1 传导分电压和功率两项测试1.1.2 传导电压标准: CISPR11、 14、 15、 221.1.3 传导功率标准: CISPR11、 14 射频辐射(电波暗室测试)1.1.4 射频辐射标准: CISPR11、 22、 IEC60571l工频类测试项目(实验室测试)1.2 工频分谐波和闪烁两项测试 工频谐波 1.2.1 IEC6100-3-2 工频闪烁 1.2.2 IEC6100-3-3二、EMS(电磁敏感度)分瞬变、射频、低频磁场、电源质量l瞬变类测试项目(实验室测试)2.1 瞬变分静电、瞬变脉冲和浪涌三项测试瞬变静电 IEC6100-4-2
28、瞬变脉冲 IEC6100-4-4瞬变浪涌 IEC6100-4-5l射频类项目2.2 射频分传导和辐射两项测试 射频传导 IEC61004-6 (实验室测试) 射频辐射 IEC6100-4-3 (电波暗室测试)l低频磁场类测试项目(实验室测试)2.3 低频磁场分脉冲磁场和工频磁场两项测试 脉冲磁场 IEC6100-4-9仅供个人参考工频磁场 IEC6100-4-8电源质量类测试项目(实验室测试)2.4 分跌落、中断、电压变化三项测试IEC6100-4-11 注:几点说明:1. 传导功率测试面积 > 7x1M2. 传导电压测试桌:推荐 2x1.5x0.8 要考虑柜式设备的测试面积。3. 谐波
29、及闪烁测试面积 >2x24. 静电放电测试桌:推荐 2x1.5x0.85. 瞬变及电源质量测试桌: 推荐 2x1.5x0.84. 5.可用同一张测试桌6. 传导射频敏感度测试桌: 推荐 2x1.5x0.85. 6.可用同一张测试桌 7. 屏蔽室和实验室要有相应的温湿度要求 8. 敏感度测试时周围不能有敏感设备9. 在实验室做测试时,周围不能有发射或干扰设备否则测试要在屏蔽室内进行。10. 除功率放大器和谐波,闪烁系统为三相供电外,其他 设备均为单相供电。11. 有标准,为现在手头的标准。12. 以上为最低测试环境要求!13. 所有测试标准,如需要国标的请对照标准对照表! !国内外电磁兼容
30、标准概况与测试手段简介随着技术的发展,特别是人们环境保护意识的增强,对产品的电磁兼容性越来越重视。我国已将产品 的电磁兼容性要求纳入了国家强制性产品认证范围,国家规定从 2003 年 5 月 1 日起凡列入国家强制性产 品认证目录的产品未经认证不得出厂、进口和销售。那么什么是产品的电磁兼容性?国内外电磁兼容标准 发展情况又如何?产品的电磁兼容性测量又需要那些环境条件和测量设备。本文就上述内容作出简单介 绍。电磁兼容性(electromagneticcompatibility)缩写EMC就是指某电子设备既不干扰其它设备,同时也不受其它设备的影响。电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样,是产品质量最重
31、要的指标之一。安全 性涉及人身和财产, 而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。 在我们的日常生活中经常会遇到这样一些情况, 在我们正常收听广播或收看电视节目的时候如果户外有汽车驶过,很容易造成收听或收看质量下降,还有 当我们在家玩电子游戏机时,常常造成邻居家电视机的某些频道无法正常收看;同样邻居家在玩游戏机时 也会影响自家电视机的接收效果。这样的例子足以说明,在我们日常生活的空间确实存在着另外一种环境 污染电磁污染。可以这样说,凡有电、有开关的设备均会产生电磁干扰。早在一九三四年国际电工委员会就成立了无线电干扰特别委员会简称CISPR,专门研究无线电干扰问题,制定有关标准,旨在保护广播接收效果。当
32、初只有少数国家参加该委员会,如比利时、法国、荷兰 和英国等。经过多年的发展人们对电磁兼容的认识发生了深刻的变化,1989 年欧洲共同体委员会颁发了89/336/EEC指令,明确规定,自1996年1月1日起,所有电子、电器产品须经过EMC性能的认证,否则将禁止其在欧共体市埸销售。 此举在世界范围内引起较大反响,EMC已成为影响国际贸易的一项重要指标。随着技术的发展CISPR工作范围也由当初保护广播接收业务扩展到涉及保护无线电接收的所有业务。国 际电工委员会IEC有两个专们从事电磁兼容标准化工作的技术委员会:一个就是CISPR成立于1934年;另一个是电磁兼容委员会 TC77,成立于1981年。C
33、ISPR最初关心的主要是广播接收频段的无线电骚扰问 题,之后在EMC标准化工作方面进行了不懈的努力,CISPR共有七个分技术委员会其中A分会涉及无线电骚扰和抗扰度测量设备及测量方法;B分会涉及工业、科学、医疗射频设备的EMC C分会涉及架空电力线路和高压设备的 EMC D分会涉及车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置的EMC E分会涉及收音机和电视接收机及有关设备的EMC F分会涉及家用电器、电动工具及荧光灯和照明装置的EMC G分会涉 仅供个人参考及信息技术设备的 EMC'可题。CISPR已基本上将通常的工业和民用产品的EMC考虑在其标准中。CISPR还起草了通用射频骚扰限额值国际标准
34、草案,这样,对那些新开发的以及暂时还不能与现有CISPR产品标准相对应的产品,可以用射频骚扰限额值来加以限制。几年前CISPR将其工作频率范围扩展为 DC-400GHZ目前实际工作范围为 9KHz- 18GHz以前的CISPR标准主要涉及无线电干扰限额值及其测量方法,近年来在抗扰度方面加强了研究,并已制定了一些标准。TC77最初主要关心低压电网系统的EMC间题(9KHz以下频段),后来将其工作范围扩大到整个EMC所涉及的频率范围及产品。目前CISPR已制定有CISPR22(1997)信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法及限值等14个标准;TC77也已制定了 25个IEC标准,其中 IEC61
35、000-4 系列标准是目前国际上比较完整和系统的抗扰度基础标准。我国的EMC测试及标准化工作始于六十年代,当时国内的一些院所建立了相对简陋的试验室,开展 无线电干扰(骚扰)测试研究,同时参考前苏联和欧美国家标准制定我们国家自已的EMC标准和技术条件,自从1986年成立了全国无线电干扰标准化委员会后,我国才开始有组织有系统地对应CISPR/IEC开展国内EMC标准化工作。目前全国无线电干扰标准化委员会已成立了八个分技术委员会,其中七个分会 与CISPR/, S分会是根据我国国情而成立的,它主要涉及无线电系统与非无线电系统之间的电磁兼容问 题。目前我国已制定了六十多项EMC国家标准,其中基础标准为
36、GB4365-1995电磁兼容术语;GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范。电磁兼容性的测量手段主要由测试场地和测试仪器组成。EMC测试所需埸地主要包括开阔埸、电波暗室( anechoic chamber )、屏蔽室等。开阔埸:根据标准要求通常测试埸成椭园形,长轴是焦距的两倍,短轴是焦距的"3倍,发射与接收天线分别置椭园的两个焦点上。两个焦点的距离即是我们所要求的测量距离,根据现有标准可分为3米、10米和30米。我国现有标准大多数规定 3米法测量,美国的 FCC标准、英国的 VDE标准有10米法测量 的要求。开阔埸一般应选择远离市区、电磁环境较好的地方建造,但这给
37、建造、试验、生活管理等带来了诸 多不便,目前国内大都利用楼顶平台,因地制宜进行建造。试验埸地应设有转台和天线升降塔,便于全 方位的辐射发射及天线升降测试,关于开阔埸还有一些具体要求,如要符合埸地衰减要求,埸地周围无 金属反射物等等。屏蔽室(screen room):在EMCi试中,屏蔽室能提供环境电平低而恒定的电磁环境,它为测量精度 的提高,测量的可靠性和重复性的改善带来了较大的益处。但是由于被测设备在屏蔽室中产生的干扰信 号通过屏蔽室的六个面产生无规则的漫反射,特别是在辐射发射测量和辐射敏感度测量中表现更严重, 导致在屏蔽室内形成驻波而产生较大的测量误差。目前国内生产的屏蔽室的屏蔽效能在10
38、Kz-10GHz频率范围内一般能大于 100dB。电波暗室 (anechoic chamber):通常所说的电波暗室在结构上大都由屏蔽室和吸波材料两部分组成。在工程应用中又分全电波暗室 (fully anechoic chamber)( 六面装有吸波材料)和半电波暗室 (semi anechoic chamber)( 地面为金属反射面)。全电波暗室可充当标准天线的校准埸地,半电波暗室可作为 EMC式验场地。电波暗室的主要性能指标有“静区”、“工作频率范围”等六个指标(静区是指射频吸波 室内受反射干扰最弱的区域)。但建造电波暗室的成本、难度均相当高,因为暗室的工作频率的下限取 决于暗室的宽度和吸
39、收材料的高度、上限取决于暗室的长度和所充许的静区的最小截面积,所以在建造 上有较大的难度。且由于吸波材料的低频特性等原因,总的测试误差有时高达几十分贝,造价需几百万 元。由于开阔场、电波暗室的诸多缺点,1974年美国国家标准局(NBS)的专家首先系统地论述了横电磁波 传输小室(简称TEM小室Tran sverse Electromag netic Tran smissio n Cell),其外形为上下两个对称梯形。横电磁波传输小室的优点是结构简单,主要缺点是可用频率上限与可用空间存在矛盾。标准TEM小室的测量尺寸大约限定在设计的最小工作波长的四分之一范围。如果要进行1GHz(波长30cm)的测
40、试,测试腔尺寸要限定在 7.5cm。如果对PC机进行测试,测试腔高度起码要有半米,即使加入一些側壁吸收 材料,可用频率上限也不会超过300MHz我们所引进的德国 RS公司生产的TEM小室腔高80cm,可用频率上限为250MHz用TEM小室的方法测量已列入 CISPR标准之中。为了克服 TEM小室的缺点,1987年瑞 士 ABB公司发明了 TEM小室家族中的新成员 GTEM、室,其外形为四棱锥形。GTEM、室综合了开阔场、屏蔽室、TEM小室的优点,克服了各种方法的局限性,便于进行几乎全部辐射敏感度及发射试验。其频率范 围可覆盖0-18GHZ,模拟入射平面波,可以产生强的场强、对周围的人员和设备没
41、有危害和干扰。仅供个人参考但GTEM、室的使用目前国际上尚有争论,还没有列入标准的测试方法之中,一般用于预测试。在电磁辐射敏感度测量方面还有一种非对称横电波传输室简称ATEM、( Asymmetric TransverseElectromagnetic Transmission Cell )。通常TEM小室呈对称形, ATEMb室为非对称形,其外形为中间 是方形的两头为非对称的棱锥形。 ATEM、室目前还处在研究阶段,主要用于预测试,尚未正式列入标准。电磁兼容性测量所需的仪器设备的技术参数在标准中都有描述,电磁兼容性的测量分干扰(骚扰) 和抗干扰:电磁干扰(electromagnetic in
42、terferenee)简称EMI,测量一般为两个参数即辐射干扰(Radiatedinterference) 和传导干扰 (Conducted interference) ,所谓辐射干扰是指通过空间传播的干扰,所谓 传导干扰是指通过电源端而产生的干扰。测量所需的主要设备有:1 接收天线(根据测量频率不同可 以选则偶极子天线、 双锥天线、对数周期天线等)。2.测量接收机。3.人工电源网络(artificialmainsnetwork 串接在被测设备电源进线处的网络。 它在给定频率范围内, 为骚扰电压的测量提供规定的负载阻 抗,并使被试设备与电源相互隔离)。4.天线升降架、转台及部分适配器。5.吸收
43、钳(absorbing clamp )。6. 计算机、接口板、软件等。价格不算太高根据不同的频率范围,价格在二十一一五十万马克之间。 我们所使用的EMI接收机为德国RS公司最新研制的 ESCS30它的频率范围为 9KHz-2.75GHz。关于EMI测量仪器的生产厂,目前国内尚没有这方面的生产能力,国际上也只集中在少数几家公司 如德国的罗德与施瓦茨公司(RS公司)是生产EMI仪器的著名公司,一直紧跟标准的变化,美国的惠普公司(HP公司,现为安捷伦公司)也以其自身的优势大量生产着EMI测量仪器,目前两家公司在技术、产品可靠性、售后服务、价格上各有千秋。还有美国的依顿公司、泰克公司、日本的目黑公司等
44、也生产 EMI 测量仪器。有的可用于认证测试,有的可用于企业预测试。对抗干扰(electromagneticsusceptibility) 简称EMS这方面的测量参数一般有10项:静电放电、无线电频率电磁辐射场、电快速瞬变脉冲、浪涌、由射频场引起的传导、电源频率磁场、脉冲磁场、阻 尼振荡磁场、电压跌落短期中断和电压变化、振荡波抗扰度试验。其中无线电频率电磁辐射场和由射频 场引起的传导两项试验所需的仪器多一些如需高频信号源、高频功率放大器、功率计、场监系统、计算 机及相应的专用测试软件和接口等,价格较高,另外一些大都是专用仪器或几合一的专用仪器如浪涌仪、 静电发生器、电快速瞬变模拟器等。如不考虑
45、广播电视及相关产品的EMS测试,那么仪器价格一般在二百万人民币左右。EMS仪器国内也有生产,国际上较著名的有瑞士夏弗纳公司、哈弗莱公司,国内较著名 的是日本与上海电科所合资的上海三基电子工业有限公司。我们实验室所使用的是瑞士哈弗莱公司生产 的整套仪器。广播电视及相关设备的抗扰度是EMS测量中最复杂的,他要求在有用信号上叠加干扰信号,目前国际上只承认德国 RS公司生产的TS9980系统,该系统完全满足 CISPR标准和EN标准要求,且价格也最贵 约为六十万德国马克。目前国内检验机构中只有我们实验室拥有这套系统。电磁相容性 (EMC) 测试各式各样之3C整合系统设备带给人类生活无限方便利益,却也造
46、成复杂电磁杂讯环境。四十年前欧体IEC/CISPR等委员会之电磁相容性 (ElectroMagnetic Compatibility, EMC)研究小组有鉴于此电磁杂讯环境趋势,发出 89/336/EEC EMC 指令(及后续修订版 92/31/EEC , 93/68/EEC) ,说明电子电机设备相 关产品必须符合辐射干扰与传导干扰发射规格外, 同时陆续增订辐射耐受性与传导耐受性规格, 要求 1996 年元旦起强制实施,国内各类电子电机产品厂商为强化所生产产品符合内外销相关EMC指令,促使EMC测试场地快速成长,较大规模之资讯厂都趋向自行筹建 EMI (ElectroMagnetic Inte
47、rference) 除错场地, 加速产品EMC设计达到外销各国相关 EMC需求。然而为了验证电子电机设备电磁相容性设计是否良好, 就必须在研发之整个过程中,对各种电磁干扰源之发射杂讯、传输特性及受干扰设备能否负荷耐受性测 试,验证设备是否符合相关电磁相容性标准和规范;找出设备设计及生产过程中,在电磁相容性方面之 盲点。在客户安装和使用设备时,提供了既真实又有效之数据,因此,电磁相容性测试是电磁相容性设 计所不可或缺之重要环节。本文将针对EMC测试最新之军规、商规、车辆规范等作一比较分析测试方法差异及相关经验。表一 .常见美军军规 , 欧美商规及车辆用电磁干扰 (EMI) 测试项目摘要比较不得用
48、于商业用途仅供个人参考不得用于商业用途电磁干扰测试EMI传导放射CMIL-STD-461DCE-06(VBW)天线端10KHZ40GHZEN/IEC-欧联传导干扰与辐射干扰EN550-11工业,科学与医疗仪器EN550-13广播接收机EN550-14家电及手工具产品辐 射 放 射RRE-101, 30HZ100KHZ!场量测RE-102, 10KHZ18GHZ| 场量测RE-103, 10KHZ40GH假 波与谐波EN550-15灯具类产 品EN550-22资讯类 产品 EN61000-3-2 电流谐波EN61000-3-3 电压变 动与闪烁传导干扰与 辐射干扰PART 15JPART 18传
49、导干扰与辐射干扰CISPR 12SAE J551C72/245/EEC 95/54/ECSAE J1113-23(扁条式天线)SAE J1113-25(平行板天线)FCC美国车辆-全车或零组件常见美军军规,欧美商规及车辆用磁用耐受性 (EMS)测试项目摘要比较MIL-STD-461DEN/IEC-欧联FCC-美 国车辆(全车或零组件CS-101,30HZ10KHZ,电源线,Pmax=80W电磁耐受性测试E传 导 耐 受 性C辐 射 耐 受 性RCS-103,15KHZ10GHZ交 互调变CS-104,30HZ20GHZ 消除不要讯号CS-105,30HZ20GHZ 交叉调变CS-109,60H
50、Z100KHZ 结构电流CS-114, BCI, 10KHZ400MHZCS-115, BCI, 10KHZ 脉冲激发CS-116,阻尼式弦状波暂态RS-101,30KHZ100KHZ 磁场量测RS-103,10KHZ40GHZ 电场量测RS-105暂态电磁场电磁相容性测试范围与所采用之标准和规范IEC 1000-4-2ESD静电放电IEC 1000-4-3 辐射耐受性IEC1000-4-4 快速暂态与丛 讯IEC1000-4-5 雷击突波耐受 性IEC 1000-4-6 传导耐受性IEC 1000-4-8电源频率磁场IEC 1000-4-11瞬降瞬断电压ISO 11451-2(ISO 114
51、51-3(ISO 11451-4(全车辐射) 全车)全车BCI)不适用ISO 11452-2(0.2-18GHZ)ISO 11452-3(TEM CELL)ISO 11452-4(ISO 11452-5(ISO 11452-6(ISO 11452-7(零件BCI)扁条式天线)平行板天线) 射频电源注入)JASO 7637-1(12V 电源)JASO 7637-2(24V 电源)JASO 7637-3(12V-24V) 95/54/ECISO 10605(静电放电)依据相应之电磁相容性标准和规范,电磁干扰(EMI)及电磁耐受性测试(EMS)在不同频率范围内,采用不同之方式进行。基于任意电子电机设
52、备既可能是一个干扰源,也可能是被干扰者。因而,电磁相容性测试包含电磁干扰测试 (EMI)及电磁耐受性测试(EMS)。由于电磁相容性测试种类太多,实在无法逐一 详细说明,本文就表1及表2摘要列举了几个典型EMC测试标准和规范(含常见美军军规、欧美商规及车辆用EMC标准),在不同频率范围中之测试项目,从军规EMC标准之演变,就可观察到欧美商规EMC标准之趋势。近年来,车辆工业界面对二一世纪车辆设计新颖要求,纷纷成立车辆研发中心,由于国内主要汽车制造厂均需符合相关车辆用EM(标准和规范,因此更需了解比较车辆EMC设计与测试验证之方法。仅供个人参考此二表中 CE表示可以传导发射(Conducted E
53、mission) , CS表示传导耐受性(Conducted usceptibility) RE表示辐射发射(Radiated Emission) , RS表示辐射耐受性(Radiated Susceptibility)。一般电磁干扰(EMI,包括CE及 RE)测试主要内容有:电子电机产品和设备在各种电磁杂讯环境中之传导干扰和辐射干 扰发射量之测试(例如电子电机设备之交换式电源之脉冲干扰和连续干扰)及各种讯号传输时,干扰传递特性之测试(例如如各种传输线之传输特性和屏蔽效果)。而电磁耐受性(EMS包括CS及RS)测试主要内容则有:1. 对电场、磁场之辐射耐受性测试2. 对电源线、控制线、讯号线、
54、地线等注入干扰之传导耐受性测试3. 对静电放电和各种暂态电磁波(突波或电性快速暂态)之耐受性测试EMC测试场地之一般要求:如何有效地量测出实际待测产品设备溢出之杂讯,与产生类似EMI之干扰源,用来验证待测产品设备之电磁耐受性,都是 EMCT程人员所必须掌握。因此,为了模拟复杂电磁杂讯环境及保证EMC测试结果之重复性、准确性和可靠性,EMC测试对环境有较高之需求, 测试场地可分为隔离室(包含TEM/GTEMCell 等积向电磁波 EMC测试室)、电波暗室和室外开放测试区之场地(open Area Test Site ,OATS等。这些EMC测试场地之功能、建材和限制条件简述如下:就隔离室而言,隔
55、离室之作法一方面是对外来电子电机干扰加以屏蔽,从而保证室内电磁杂讯环境 满足要求,另一方面是对内部如天线等发射源进行屏蔽而不对外界造成干扰。MIL-STD-461及其它相关电磁相容性标准规定,许多测试项目必须在隔离室内进行,隔离室为一个由金属材料做成之六面体,其建材形式为镀锌钢板式、铜网式、多层复合金板式等等不胜枚举。影响隔离 室性能之主要原因有:屏蔽门、屏蔽材料、电源滤波器、通风波导、安装及焊接接缝、接地等。从屏蔽 效益来看,钢板式最好,在10kHz至18GHz频率范围,可满足屏蔽效益80120dB之要求。在使用隔离室进行电磁相容性测试时,要注意隔离室之共振及反射。根据电磁理论,隔离室是一个
56、很大之方形波导共 振腔,具有一系列之电磁共振频率,当隔离室发生共振时,将会影响屏蔽效益及测试结果,隔离室基本 共振频率公式为:f(MHz) = 150 腭丁 + (护 +暂(1)式中f为共振频率(MHz), a, b, c为隔离室之长、宽、高度(公尺);m, n, p为0及正整数,三者 中最多只能一个为零,对于TE波m不能为零,举例来说,商规长、宽、高9*6*6立方公尺之隔离室基本TE101波之共振频率约为 30MHz由式(1)可见,隔离室有许多个共振频率,当隔离室共振时,其屏蔽效 益大幅下降,并且会造成很大之测试误差,因此在进行EMC测试时应避免这些共振频率。天线等发射源将会在隔离室壁面上产生多重反射,从而影响测试结果,往往误差大到3040dB,为此在条件许可之各种状况下,在体积较大之隔离室内进行测试,同时使待测件在保证入射为平面波之前提下,缩短待测件 与接收天线之距离,对于最近之反射路径,针对反射点局部加贴吸波材料,可
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