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文档简介

1、黑色艺术-入门讲座1、什么是电磁兼容?2、为什么要进行电磁兼容测试?3、电磁兼容需要测试哪些项目?4、我们的产品根据哪些标准进行测试?5、怎么判断电磁兼容测试结果?6、产品在国内外销售需要通过哪些认证?7、什么阶段进行电磁兼容设计?8、电磁兼容有哪些设计技术?入门必问一、电磁兼容原理二、电磁兼容标准三、电磁兼容测试四、电磁兼容认证五、电磁兼容设计六、电磁兼容书籍入门必备一、电磁兼容原理二、电磁兼容标准三、电磁兼容测试四、电磁兼容认证五、电磁兼容设计六、电磁兼容书籍入门必备1、电磁兼容定义电磁兼容一词,源于英语 electromagnetic compatibility (EMC),按照直译应为

2、电磁兼容性。国家标准GB/T 4365-2003制定工作组经过认真讨论达到如下共识:EMC一词,对一门学科、一个领域、一个工业或技术范围来讲,应译为“电磁兼容”,以反映整整一个领域,而不仅仅是一项技术指标;而对于设备、分系统、系统的性能参数来说,则应译为“电磁兼容性”。根据这一共识,所以GB/T 4365-2003的标准名称用电工术语 电磁兼容,而该标准内的词条则用:“电磁兼容性”。电磁兼容原理61、电磁兼容定义国家标准GB/T 4365-2003电工术语 电磁兼容(等同国际标准IEC 60050-161)中的定义为:“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

3、骚扰的能力。”另一种定义:电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下,各种用电设备(分系统、系统、广义的还包括生物体)可以共存并不致引起降级的一门科学。 电磁兼容原理7电磁兼容原理2、电磁兼容研究的领域 骚扰源特性的研究 敏感设备的抗干扰性能 电磁骚扰的传播特性 电磁兼容测量 系统内与系统间的电磁兼容性8电磁兼容原理3、电磁兼容的重要性 电磁干扰普遍存在 电子技术日益普及 越来越多的干扰源进入电磁环境 电子设备的灵敏度越来越高 干扰和抗干扰成为一个日益突出的问题 9电磁兼容原理4、电磁兼容相关术语(电磁)发射(Electromagnetic) Emission: -“从源向外

4、发出电磁能的现象”。(性能)降低Degradation (of performance): - “装置、设备或系统的工作性能与正常性能 的非期望偏离”。 电磁骚扰ElectroMagnetic disturbance: -“任何可能引起装置、设备或系统性能降低 或对有生命或无生命物质产生损害作用的 磁现象。注:电磁骚扰可能是电磁噪声、 无用信号或传播媒介自身的变化”。 电磁干扰ElectroMagnetic Interference: -“电磁骚扰引起的设备、传输 通道或系统性能的下降”。10电磁兼容原理4、电磁兼容相关术语(对骚扰的)抗扰度 Immunity (to a disturbanc

5、e): -“装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低 运行性能的能力”。 电磁敏感度 ElectroMagnetic Susceptibility): - “在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或 统不能避免性能降低的能力”。 注:敏感度高,抗扰度低。 11电磁兼容原理5、电磁兼容三要素干扰源 :指产生电磁骚扰的元件、器件、 设备或自然现象。耦合途径:或称耦合通道,指把能量从 骚扰源耦合到敏感设备上,并 使该设备产生响应的媒介。敏感设备:指对电磁骚扰产生响应的设备。12电磁兼容原理5、电磁兼容三要素干扰源、耦合路径、敏感设备13电磁兼容原理6、电磁骚扰源14电磁兼容原理6、电磁骚扰源自然骚扰源: 来自

6、银河系的电磁噪声(天体产生) 来自太阳系的电磁骚扰(太阳黑子导致 地球表面的磁暴) 来自大气层(比如闪电) 热噪声15电磁兼容原理6、电磁骚扰源人为骚扰源: 工科医(射频)设备 声音和广播电视发射机 信息技术设备 通信、广播、定位等大功率无线电设备 电牵引系统 内燃机点火系统 静电放电 核电磁脉冲 高压电力系统16电磁兼容原理7、传输途径传导 公共电源、公共地线、互连线17电磁兼容原理7、传输途径辐射 通过空间传播:近场耦合或叫感应场区耦合(电容 耦合、电感耦合)、远场耦合(干扰源的发射的 电磁能量以电磁波的形式,通过空间传播作用到 接收器上)18一、电磁兼容原理二、电磁兼容标准三、电磁兼容测

7、试四、电磁兼容认证五、电磁兼容设计六、电磁兼容书籍入门必备1、电磁兼容标准化组织国际标准化组织: IEC 国际电工委员会 ISO 国际标准化组织 CISPR 国际无线电干扰标准化特别委员会 ITU 国际电信联盟 CCIR 国际无线电通信咨询委员会 IEEE 国际电气电子工程师学会电磁兼容标准201、电磁兼容标准化组织国际电工委员会IEC 国际电工委员会IEC成立于1906年,是世界上最早的国际性电工 标准化机构,总部在日内瓦。1947年ISO成立后,曾合并到ISO,根据1976年ISO与IEC新协议,两个组织各自独立,IEC负责有关电工、电子领域的国际标准化工作,其他领域则由ISO负责。 IE

8、C承担研究工作的主要是电磁兼容咨询委员会(ACEC)、无线电干扰特别委员会(CISPR)和第77技术委员会(TC77),该技术委员会近年来负责制订出版的IEC61000系列标准。电磁兼容标准211、电磁兼容标准化组织国际无线电干扰特别委员会 CISPR 国际无线电干扰特别委员会CISPR成立于1934年,其宗旨是保护无线电声音广播接收不受干扰。近几年来,由各国家委员会和国际组织组成的CISPR及其下属的7个分委员会,对已出版的EMC发射方面的出版物进行了全面修订,CISPR制订的标准,自成体系,其基础标准通过被引用而构成产品类标准的必要组成部分。 TC77 主要制定抗干扰标准 CISPR主要制

9、定干扰标准电磁兼容标准221、电磁兼容标准化组织欧洲标准化组织: CENELEC 欧洲电工技术标准化委员会 CEN 欧洲标准化委员会 ETSI 欧洲电信标准协会美国标准化组织: ANSI 美国国家标准学会 MIL 美国军用标准 FCC 美国联邦通信委员会电磁兼容标准231、电磁兼容标准化组织德国标准化组织: VG 德国军用标准 VDE 德国电气工程师学会 DIN 德国工业标准日本标准化组织: JISCI 日本工业标准调查会 VCCI 干扰自愿控制委员会电磁兼容标准241、电磁兼容标准化组织英国标准化组织: BSI 英国标准学会中国标准化组织: 全国无线电干扰标准化技术委员会 全国电磁兼容标准化

10、技术委员会电磁兼容标准252、电磁兼容标准体系与分类国际EMC标准体系电磁兼容标准标准体系由基础标准、通用标准和产品类标准三个层次构成,每个层次都包含两个方面的标准:发射和抗扰度。通用标准又按产品的使用环境将产品分为A类和B类。262、电磁兼容标准体系与分类国际EMC标准分类基础标准(Basic Standards) 基础标准是制定其他EMC标准的基础,一般不涉及具体产品。它规定了现象、环境特征、试验和测量方法、试验仪器和基本试验装置,也可以规定不同的试验等级及相应的试验电平。基础标准如CISPR 16 对应GB/T 6113系列标准, IEC 61000-4对应GB/T 17626系列标准。

11、电磁兼容标准272、电磁兼容标准体系与分类国际EMC标准分类通用标准(Generic Standards) 通用标准规定了一系列的标准化试验方法与要求(限值),并指出这些方法和要求所适用的环境。即通用标准是对给定环境中所有产品的最低要求。如果某种产品没有产品(类)标准,则可以使用通用标准。通用标准将环境分为A和B两大类。A A类(工业环境):类(工业环境):例如工、科、医(lSM)设备的工作场所;频繁切断大的感性负载或大的容性负载的环境;大电流并伴有强磁场的场所。电磁兼容标准282、电磁兼容标准体系与分类国际EMC标准分类通用标准(Generic Standards)B B类(居住、商业和轻工

12、业环境)类(居住、商业和轻工业环境): :居住环境:如住宅、公寓等居住场所;商业环境:像商店、超市等零售网点;办公楼、银行等商务楼;电影院、酒吧、舞厅等公共娱乐场所;加油站、停车场、游乐园等室外场所;轻工业环境:像工场、实验室、维修中心等轻工业场所。 电磁兼容标准292、电磁兼容标准体系与分类国际EMC标准分类产品标准(Product Standards) 产品标准根据适用于产品范围的大小和产品的特性又可进一步分为产品类标准和专用产品标准。 产品类标准(Product Family Standards):针对某类产品规定了特殊的电磁兼容要求(发射或抗扰度限值)以及详细的测量程序。产品类标准不需

13、要像基础标准那样规定一般的测试方法。产品类标准比通用标准包含更多的特殊性和详细的规范,其测量方法和限值与通用标准相互协调,如存在偏差,应说明其必要性与合理性,并可增加测试项目和测试电平。电磁兼容标准302、电磁兼容标准体系与分类国际EMC标准分类产品标准(Product Standards) 产品标准根据适用于产品范围的大小和产品的特性又可进一步分为产品类标准和专用产品标准。 专用产品标准:是关于特定产品、系统或设施而制定的标准,根据这些产品特性必须考虑一些专门的条件,它们采用的规则和系列产品必须考虑一些专门的条件,它们采用的规则和产品类标准相同。专用产品标准应比产品类EMC标准优先采用。电磁

14、兼容标准313、电磁兼容常用标准、国际标准对应情况电磁兼容标准设备类型设备类型国际标准国际标准欧洲欧洲中国中国美国美国信息技术设备信息技术设备CISPR 22CISPR 24EN55022EN55024GB 9254GB 17618FCC P15音视频设备音视频设备CISPR 13CISPR 20EN55013EN55020 GB 13837 GB/T 9383FCC P15通信设备通信设备CISPR 22CISPR 24EN55022EN55024GB 9254GB 17618FCC P15灯具灯具CISPR 15EN55015EN61547GB 17743GB/T 18595FCC P18

15、家用电器家用电器CISPR 14-1CISPR 14-2EN55014-1EN55014-2GB 4343.1GB 4343.2FCC P 15EN55011EN50082-1324、电磁兼容标准体系与分类我国EMC标准溯源引自CISPR出版物引自IEC/TC77制定的61000系列标准部分引自美国军用标准MIL-STD部分引自ITU有关文件引自国外先进企业标准根据我国自己的科研成果制定的标准。电磁兼容标准33一、电磁兼容原理二、电磁兼容标准三、电磁兼容测试四、电磁兼容认证五、电磁兼容设计六、电磁兼容书籍入门必备1、电磁兼容测试内容电磁兼容测试EMCEMIEMSCERECSRSSuscepti

16、bilityEmission351、电磁兼容测试内容电磁兼容 EMC: Electromagnetic Compatibility 电磁发射 EMI: Electromagnetic Emission 电磁敏感度EMS: Electromagnetic Susceptibility 传导发射 CE: Conducted Emission 辐射发射 RE: Radiated Emission 传导敏感度CS: Conducted Susceptibility 辐射敏感度RS: Radiated Susceptibility电磁兼容测试362、电磁兼容测试项目EMI电磁干扰 电磁干扰的辐射发射测试

17、是测试电子产品通过空间传播的电磁干扰辐射场强。辐射骚扰 (Radiation)骚扰功率 (Power clamp) 电磁干扰的传导发射测试是测试电子产品通过电源线、信号线、控制线或地线向外发射的骚扰。根据骚扰的性质,可分为以下几类:连续骚扰电压 (Conducted emission)断续骚扰喀呖声测试 (Click)谐波测试 (Harmonic)电压波动 (Flicker)电磁兼容测试372、电磁兼容测试项目EMS 电磁敏感度静电放电抗扰度(ESD)射频电磁场辐射抗扰度(RS)电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT)浪涌(冲击)抗扰度(SURGE)射频场感应的传导骚扰抗扰度(CS)电压暂降短时中断和

18、电压变化抗扰度(DIPS)工频磁场抗扰度( PFMF )电磁兼容测试383、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.1测试示意图 M1 M2电磁兼容测试393、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.2测试场地-开阔场 电磁兼容测试 开阔试验场是进行辐射发射测试的首选试验场地。它是一个平坦的、空旷的、电导率均匀良好的、周边无任何反射物的椭圆形试验场地。其长轴是测试距离的2倍,短轴是测试距离的3倍。 403、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.2测试场地-开阔场 开阔试验场的接地平板一般采用花纹钢板建造,该接地平板的质量及其接地性能直接反应开阔试验场的质量。CISPR标准用归一化场地衰减NSA来考核试验场地,

19、只有当测量值与理论值之差在4dB以内时才能作为合格场地。实际上,对于开阔试验场来说这一指标并不难以达到,国外有些开阔场的NSA甚至可以达到1dB之内,关键是周围电磁环境问题。为了保证电磁兼容测试的可信度,要求背景噪声电平在相应测试标准规定限值的6dB以下。由于电子技术的飞速发展特别是通信设施的高度普及,要找到这样一块没有电磁污染的“净土”是非常困难的,在城市中是绝对不可能,只有到非常偏僻的远郊,但是由此又给测试和维护带来诸多不便,基于这种情况,绝大部分检验机构都采用替换试验场地即电波暗室。电磁兼容测试413、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.2测试场地-开阔场 电磁兼容测试423、EMI 电磁

20、干扰-辐射骚扰场强3.3测试场地-电波暗室 电波暗室是在屏蔽室的基础上建造的。在屏蔽室的六个内表面均安装吸波材料则称为全电波暗室,在屏蔽室的五个内表面(除地面外)安装吸波材料则称为半电波暗室。半电波暗室用以模拟开阔场进行辐射测试。与开阔场一样,NSA是评价半电波暗室有效性的关键指标。 由于半电波暗室是一个封闭式有限空间,不可避免会产生谐振现象;另一方面,吸波材料的吸收性能是有限的,不可避免存在剩余反射,这样,相对于开阔场来说,其归一化场地衰减要求不是很容易达到的,其场地有效性必然逊色于开阔场。但是,半电波暗室可以完全屏蔽掉周边电磁环境的影响,而且不受时间、地点和气候的限制,在这一点上又较之开阔

21、场有绝对的优势。电磁兼容测试433、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.3测试场地科正3米半电波暗室 电磁兼容测试443、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.3测试场地科正10米电波暗室 电磁兼容测试45电磁兼容测试46电磁兼容测试47电磁兼容测试483、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.4测试设备辐射骚扰场强最主要的两个设备是:EMI测量接收机接收天线 电磁兼容测试493、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.4测试设备EMI接收机 ESIB 26 电磁兼容测试 EMI接收机 是一台测量动态范围大,灵敏度高的专用测量接收机。由于测量的对象时微弱的连续波信号,或是幅值很强的脉冲信号,这就要求测量接收机

22、的本身噪声极小,灵敏度很高,检波器动态范围大,前级电路过载能力强,而且在整个测量频段内测量精度能满足2dB。 简单的理解:接上天线它就是一台高档收音机。503、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.4测试设备天线 电磁兼容测试 天线用来接收骚扰电磁场,把场强转变成电压,骚扰测量仪测量的是转变后的电压值,所以测量仪的读数要用天线系数加以修正后才能得到骚扰场强值。如果连接天线和骚扰测量仪的同轴电缆有损耗,则还应加上损耗值,即骚扰场强 d B ( V / m ) 测 量 仪 读 数dB(V)天线系数dB(1/m)电缆损耗(dB)。513、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.5测试过程 辐射骚扰场强测试过程

23、分为预测与终测。预测:测试峰值曲线,最大值保持。终测:根据预测结果,选取余量最小的6个点进行准峰值 测量。预测过程根据接收机所选取的不同模式可分为两种模式:接收机模式和频谱仪模式。电磁兼容测试523、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.5测试过程 模式一:接收机模式预测过程:预测时转台分别设置了0、90、180、270四个角度,天线高度分别设置了100cm、200cm、300cm、400cm四个高度,天线极化方向有垂直V和水平H。因此一共可以组合比如(0、100cm、V)、(180、200cm、V)等32种状态。在每个状态下接收机均从30MHz1000MHz扫描,整个峰值曲线是最大值保持的值,同

24、时会记录最大值时转台的角度、天线的高度和极化方向。测试示意图电磁兼容测试533、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.5测试过程 模式二:频谱仪模式预测过程:预测时天线高度分别设置了100cm、200cm、300cm、400cm四个高度,转台则从0 至360连续转一圈。天线极化方向有垂直V和水平H。这样一共测试8种状态。在每个状态下接收机均从30MHz1000MHz扫描,整个峰值曲线是最大值保持的值,同时会记录最大值时转台的角度、天线的高度和极化方向。测试示意图电磁兼容测试543、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.6测量标准及限值 以信息技术设备为例 GB 9254-2008频率范围:30MHz-

25、1GHz和1GHz-6GHzITE 分级:A级和B级。 电磁兼容测试553、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强 电磁兼容测试563、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.6测量标准及限值 以信息技术设备为例 GB 9254-200830MHz-1GHz限值如表5和表6所示: 电磁兼容测试573、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.6测量标准及限值 以信息技术设备为例 :GB 9254-20081GHz-6GHz限值如表7和表8所示: 电磁兼容测试583、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.6测量标准及限值 以信息技术设备为例 :GB 9254-2008说明:表5和表6里规定限值是10米距离的,如果在3米距

26、离测量时需要加上10dB。转换公式:20log L1(d1/d2)=20logL1+20log(10/3) =30dBuV/m+10.45dBuV/m 约等于40dBuV/m公式参见GB 9254 P16 电磁兼容测试593、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.7测试布置 电磁兼容测试EUT 布置要求:EUT中的每一种类型的 接口至少接一种负载。EUT沿桌子边沿摆放, 与辅助设备间距0.1m电源线自然垂落。电缆互连线超长部分, 在中心附近折叠后捆扎, 长度0.3m0.4m离地面 高度0.4m以上。603、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.8测试结果-图表 电磁兼容测试01020304050607

27、080Level dBV/m30M40M50M70M100M200M300M400M600M1GFrequency Hzxxxxxxx xMES 048-5F_fin QP MES 048-5F_pre PK LIM GB 9254 F QP(A-3m) Field Strength QP Limit613、EMI 电磁干扰-辐射骚扰场强3.8测试结果-数据MEASUREMENT RESULT: 048-5F_fin QP 4/27/11 9:00AM Frequency Level Transd Limit Margin Height Azimuth Polarisation MHz dBV

28、/m dB dBV/m dB cm deg 264.000000 54.80 15.2 57.0 2.2 100.0 186.00 VERTICAL 744.000000 55.80 23.6 57.0 1.2 108.0 225.00 HORIZONTAL 792.000000 55.40 23.8 57.0 1.6 100.0 225.00 VERTICAL 840.000000 56.00 24.6 57.0 1.0 100.0 214.00 HORIZONTAL 888.000000 54.90 24.9 57.0 2.1 100.0 164.00 VERTICAL 936.00000

29、0 54.50 26.0 57.0 2.5 100.0 284.00 HORIZONTAL 电磁兼容测试624、EMI 电磁干扰-骚扰功率4.1骚扰功率测试示意图电磁兼容测试骚扰功率主要测试家用电器和音视频设备 通过电源线和信号线向外辐射的干扰信号。测试频率范围为:30MHz-300MHz测试场地:屏蔽室测试设备:EMI接收机、功率吸收钳测试标准:GB 4343.1 (家用电器) GB 13837 (音视频设备)PC634、EMI 电磁干扰-骚扰功率4.2骚扰功率测量设备电磁兼容测试PC644、EMI 电磁干扰-骚扰功率4.3骚扰功率测试图表电磁兼容测试01020304050607080Lev

30、el dBpW30M100M150M200M250M300MFrequency Hz+xxx x xxx xMES 3252-1P_fin QP + +MES 3252-1P_fin AV MES 3252-1P_pre PK MES 3252-1P_pre AV 654、EMI 电磁干扰-骚扰功率4.4骚扰功率测试数据电磁兼容测试 MEASUREMENT RESULT: 3252-1P_fin QP 4/11/12 10:03AM Frequency Level Transd Limit Margin Position MHz dBpW dB dBpW dB cm 98.640000 34.

31、70 2.3 48 12.9 220.0 107.640000 39.10 2.6 48 8.8 30.0 117.180000 40.50 2.1 48 7.8 210.0 118.440000 40.20 2.2 48 8.1 400.0 122.760000 40.10 2.4 48 8.3 440.0 134.160000 36.70 1.8 49 12.1 231.0 MEASUREMENT RESULT: 3252-1P_fin AV 4/11/12 10:03AM Frequency Level Transd Limit Margin Position MHz dBpW dB d

32、BpW dB cm 30.780000 5.50 4.6 35 29.5 334.0 64.020000 7.70 3.0 36 28.5 123.0 88.020000 11.80 1.8 37 25.4 30.0 119.760000 15.50 2.4 38 22.9 345.0 156.480000 13.20 1.3 40 26.5 520.0 207.180000 7.50 0.9 42 34.1 230.0665、EMI 电磁干扰-电源端子骚扰电压5.1电源端子骚扰电压测试示意图电磁兼容测试电源端子骚扰电压主要测量EUT通过电源线向外发射的干扰。以ITE为例:测试频率范围为:15

33、0KHz-30MHz测试场地:屏蔽室测试设备:EMI接收机、人工电源网络测试标准:GB 9254 PC675、EMI 电磁干扰-电源端子骚扰电压5.1电源端子骚扰电压测试图表电磁兼容测试01020304050607080Level dBV150k300k500k1M2M3M4M5M7M10M30MFrequency Hz+xxxxxxx xMES 3252-1L_fin QP + +MES 3252-1L_fin AV MES 3252-1L_pre PK MES 3252-1L_pre AV 685、EMI 电磁干扰-电源端子骚扰电压5.1电源端子骚扰电压测试数据电磁兼容测试 MEASURE

34、MENT RESULT: 3252-1L_fin QP 4/11/12 9:49AM Frequency Level Transd Limit Margin Line PE MHz dBV dB dBV dB 0.178000 54.50 10.1 65 10.1 L1 GND 0.246000 49.00 10.1 62 12.8 L1 GND 0.262000 47.70 10.1 61 13.7 L1 GND 0.270000 46.60 10.1 61 14.5 L1 GND 0.290000 45.60 10.1 61 15.0 L1 GND 0.330000 43.60 10.1

35、60 15.9 L1 GND MEASUREMENT RESULT: 3252-1L_fin AV 4/11/12 9:49AM Frequency Level Transd Limit Margin Line PE MHz dBV dB dBV dB 0.150000 43.80 10.1 59 15.2 L1 GND 0.186000 39.60 10.1 57 17.1 L1 GND 0.194000 38.50 10.1 56 17.7 L1 GND 0.246000 33.50 10.1 54 20.1 L1 GND 0.262000 32.30 10.1 53 20.6 L1 GN

36、D 0.270000 31.70 10.1 53 21.0 L1 GND696、EMI 电磁干扰-谐波电流6.1谐波电流标准要求GB17625.1-2003 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流16A) 1.适用范围本标准适用于所有准备接入到公用低压供电系统(频率为50Hz/60Hz,电压为220V/380V或230V/400V或240V/415V)中的电气电子设备。 2.设备分类 A类: -平衡的三相设; -家用电器,不包括列入D类的设备; -工具,不包括便携式工具; -白炽灯调光器; -音频设备。 未规定为B、C、D类的设备均视为A类设备。 B类: -便携式工具; -不属于专

37、用设备的电弧焊设备。 C类: -照明设备。 D类: 功率不大于600W的下列设备: -个人计算机和个人计算机显示器; -电视接受机 电磁兼容测试706、EMI 电磁干扰-谐波电流6.1谐波电流标准要求3限值(详见标准GB17625.1-2003 ) 1)A类设备的限值见表1。 2)B类设备的限值为表1中允许值的1.5倍。 3)C类设备的限值见表2。 4)D类设备的限值见表3。表3适用的EUT的有功功率范围为75W 600W。 5)下列类型设备的限值未作规定: -额定功率75W及以下的设备,照明设备除外; -总额定功率大于1kW的专用设备; -额定功率不大于200W的对称控制加热元件; -额定功

38、率不大于1kW的白炽灯独立调光器。 电磁兼容测试716、EMI 电磁干扰-谐波电流6.1谐波电流测试注意事项1)测试用的试验电源应为纯净电源,要求频率稳定、幅度稳定、谐波含有率低, 应符合标准规定要求。2)受试设备应运行在使其产生最大谐波电流的正常工作状态。3)当谐波电流小于5mA或小于输入电流的0.6%时可不予考虑。4)当手动或自动地将一台设备投入或退出运行,开关动作后第一个10s内的谐波电流 不予考虑。5)谐波电流的测量要求: -对于每一次谐波,按照附录B的规定在每一个DFT(离散傅氏变换)时间窗口 内测量1.5s的平滑有效值谐波电流; -在规定的整个观察周期内,计算由DFT时间窗口得到的

39、测量值的算术平均值。6)谐波电流限值的应用: 在整个试验观察周期内得到的单个的谐波电流的平均值应不大于所采用的限值。 对于每一次谐波,所有的1.5s的谐波电流平滑均方根值应不大于所应用的限值的150%电磁兼容测试727、EMS电磁敏感度电磁兼容测试EMS电磁敏感度测试项目根据干扰途径可做以下分类:737、EMS电磁敏感度-静电放电抗扰度电磁兼容测试7.1静电放电的起因静电放电的起因有多种,但在静电放电抗扰度试验标准中主要是描述在干燥气候条件下通过摩擦等因素,使人体积累了静电电荷。比如,操作人员在地毯上走动,会将其身体上的电子传给化纤织物或从化纤织物上获得电子,从而形成一定的静电积累;操作人员的

40、衣服与其座椅之间的摩擦也会产生电荷交换并形成静电积累。在这种情况下,带有静电的操作人员使用电子电气设备时,就会产生静电放电现象。静电电荷的积累主要取决于环境的相对湿度和合成纤维的种类,如下图所示。从图中可以看出,低湿度情况下合成纤维的充电电压值可达1万多伏。 747、EMS电磁敏感度-静电放电抗扰度电磁兼容测试与不同材料接触时,可能对操作人员充电静电电压的最大值 757、EMS电磁敏感度-静电放电抗扰度电磁兼容测试 7.2试验目的静电放电试验用以评价电子电气设备抗静电干扰的能力。该试验主要模拟两种情况:(1)操作人员在接触设备时的放电(直接放电)。(2)操作人员对邻近物体的放电(间接放电)。这

41、两种不同的放电方式将对设备产生不同的后果:(1)直接放电直接产生能量交换,可能引起半导体器件的损坏。(2)间接放电通过放电电流引起近场的电磁场变化,可能造成 设备的误动作。767、EMS电磁敏感度-静电放电抗扰度电磁兼容测试 7.3 试验发生器下图分别给出了静电放电发生器的原理简图和放电电流波形图。其中,储能电容为150PF,代表人体电容,放电电阻为330,代表操作人员手握钥匙或者其它金属工具时的人体电阻。现已证明,用这种放电模式来再现人体放电现象是足够严酷的。 。静电放电器原理图放电电流波形图777、EMS电磁敏感度-静电放电抗扰度电磁兼容测试 7. 4放电方式及试验方法 放电方式有两种:接

42、触放电和气隙放电。接触放电是对受试设备的导电部位施加放电,试验时先将放电电极的顶端接触到试验点,然后再操作放电开关。气隙放电用于对受试设备的非金属部位施加放电,试验时应将放电电极的圆形放电头尽可能地接近并触及受试设备,每次放电之后,应将放电电极从受试设备移开,然后重新进行新的单次放电。在气隙放电情况下,用作接触放电的放电开关应当闭合。不管是接触放电还是气隙放电,一般以1次/秒的速率进行放电,以便让受试设备对试验来得及响应。另外,在正式试验前可以用20次/秒的放电速率对受试设备表面很快扫视一遍,以找出设备对静电放电最敏感的部位,当然此时的试验电压应低于所选定的试验等级。另一方面,放电方式又可分为

43、直接放电和间接放电。如前所述,直接放电是对受试设备本身施加的放电,而间接放电是对耦合板施加的放电。耦合板分为水平耦合板和垂直耦合板,其使用材料及相应的厚度与接地参考平面一致,而且每端设置一个470k的电阻与接地参考平面相连。787、EMS电磁敏感度-静电放电抗扰度电磁兼容测试 7. 5试验配置图为台式设备的试验配置。对于台式设备,应放在离接地参考平面0.8m高的木桌上,而且应用一个厚0.5mm的绝缘衬垫与水平耦合板隔离。对于落地式设备,应用一个厚0.1m的绝缘支架与接地参考平面隔开,任何与受试设备有关的安装脚架应保持原位。 7. 6试验等级信息技术设备试验等级为4kV接触放电8kV空气放电,性

44、能判据为B798、EMS电磁敏感度-射频电磁场辐射抗扰度8.1 测试示意图测试场地:全电波暗室测量设备:RS测试系统包括信号源、功率计、功放、射频选择开关、 发射天线。电磁兼容测试808、EMS电磁敏感度-射频电磁场辐射抗扰度8.2 试验等级其中,等级1对应于低电磁辐射环境,如离无线电台、电视台1km以上。等级2对应于中等辐射电磁环境,如在附近使用低功率便携收发机(通常功率小于1W),是一种典型的商业环境。等级3对应于严重电磁辐射环境,如附近有大功率广播发射台和工科医设备,或者接近设备使用2W或更大功率的便携收发机,是一种典型的工业环境。 电磁兼容测试818、EMS电磁敏感度-射频电磁场辐射抗

45、扰度8.3 试验波形 试验等级中规定的试验场强是未调制幅值。试验时要用1kHz正弦波进行80%的幅度调制,以模拟实际环境中的辐射电磁场。电磁兼容测试828、EMS电磁敏感度-射频电磁场辐射抗扰度8.4试验方法电磁兼容测试 受试设备应按典型的配置、布置以及典型的工作状态进行试验,要特别注意使受试设备的连线平行于“均匀域”,以使其处于较敏感的位置,而且要使暴露在电磁场中的连线的长度为1m。试验时,首先要进行校准测试,即按照选定的试验等级,不加调制信号,得到产生规定试验场强所需要的输出信号,然后使受试设备的受试面与“均匀域”平面重合,施加调制信号,在整个频率范围内以不超过基频的1%步长进行扫描。试验

46、应对受试设备的每一个侧面进行,而且发射天线要处于两种极化方式。 839、EMS电磁敏感度-电快速瞬变脉冲群抗扰度9.1 起因及后果电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级 电快速瞬变脉冲群主要来自电路中的切换瞬态过程,如断开感性负载、继电器触点弹跳等。这类干扰脉冲的特点是:脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。实践中,因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少,但使设备产生误动作或死机的情况经常可见,信息设备和各种类型的控制器对这种脉冲干扰最为敏感。 849、EMS电磁敏感度-电快速瞬变脉冲群抗扰度9.2 试验目的 电快速瞬电脉冲群抗扰度试验是为了验证电气电子设备

47、的供电电源端口、信号和控制端口在受到群脉冲干扰时的抗击能力。电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级859、EMS电磁敏感度-电快速瞬变脉冲群抗扰度9.3 试验发生器 电快速瞬变脉冲群为了消除因各种类型发生器特性的分发生器的动态源阻抗是50,但发生器能在短路条件下工作。散性而可能出现的试验结果的不确定性,应对发生器的特性参数按规定程序进行校准,即将其输出通过一个50的同轴衰减器接至示波器上,观察输出波形,示波器的带宽至少为400MHz,特性参数应符合以下要求:单个脉冲的上升时间:5(130%)ns 脉冲持续时间(50%值):50(130%)ns脉冲重复频率:5kHz或2.5kHz 脉冲群的持续时间

48、:15(120%)ms脉冲群的重复周期:300(120%)ms电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级869、EMS电磁敏感度-电快速瞬变脉冲群抗扰度9.4 脉冲波形电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级单个脉冲的上升时间:5(130%)ns 脉冲持续时间(50%值):50(130%)ns879、EMS电磁敏感度-电快速瞬变脉冲群抗扰度9.5 电快速瞬变脉冲群概略图电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级脉冲重复频率:5kHz或2.5kHz 脉冲群的持续时间:15(120%)ms脉冲群的重复周期:300(120%)ms889、EMS电磁敏感度-电快速瞬变脉冲群抗扰度9.6 试验等级电磁兼容测试表表1 试

49、验等级试验等级等级供电电源端口,保护接地信号和控制端口10.5kHz,5kHz0.25kV,5kHz21kV,5kHz0.5kV,5kHz32kV,5kHz1kV,5kHz44kV,2.5kHz2kV,5kHzX待定待定第1级:具有良好保护的环境(如计算机机房)。第2级:受保护的环境(如工厂和发电厂的控制室)。第3级:典型的工业环境(如发电厂和户外高压变电站的继电器房)。第4级:严酷的工业环境(如露天高压变电站配电装置工作区域)。8910、EMS电磁敏感度-浪涌(冲击)抗扰度10.1 起因及后果浪涌抗扰度试验主要考核电子电气设备在遭受来自开关瞬态和雷电瞬态过电压引起的高能量骚扰时的抗击性能。雷

50、电瞬态产生浪涌电压的主要原理如下: 1)直接雷击于户外线路,注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗 而产生干扰电压。 2)间接雷击(如云层间或击于附近物体的雷击)在建筑物内、外导体 上产生感应电压和电流。 3)附近直接对地放电的雷电入地电流耦合到公共接地系统时产生干扰 电压。开关瞬态主要包括以下情况: 1)主电源系统切换; 2)配电系统内在仪器附近的开关动作或者负载变化; 3)切换有谐振线路的可控硅设备; 4)各种系统故障,如设备组接地系统间产生的短路或电弧故障。电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级9010、EMS电磁敏感度-浪涌(冲击)抗扰度电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级10.2浪涌的

51、模拟按照基础标准IEC61000-4-5的要求,浪涌信号发生器要能模拟在电源线上和通信线路上的浪涌电压冲击现象。由于线路阻抗不一样,浪涌在这两种线路上的波形也不一样,要分别模拟。下图是组合波浪涌信号发生器原理简图9110、EMS电磁敏感度-浪涌(冲击)抗扰度电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级10.2浪涌的模拟按照基础标准IEC61000-4-5的要求,浪涌信号发生器要能模拟在电源线上和通信线路上的浪涌电压冲击现象。由于线路阻抗不一样,浪涌在这两种线路上的波形也不一样,要分别模拟。左图是组合波浪涌信号发生器能产生1.2/50s开路电压波形和8/20s短路电流波形,主要用于电源线路的浪涌抗扰度试

52、验。9210、EMS电磁敏感度-浪涌(冲击)抗扰度电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级10.3试验方法由于浪涌试验的电压和电流波形相对较缓,因此对试验室的配置要求比较简单。对于电源线上的试验,都是通过耦合/去耦网络来完成的。图20和图21分别给出了三相线路的线线耦合和线地耦合试验配置,其中耦合电容和等效输出阻抗分别为18f、2和9f、12。对于通信线路上的试验,则和被试线路有关,在此不作详述。试验中的注意点:1)该试验破坏性较强,操作人员要注意安全防护;2)试验前务必按照制造商的要求加接保护措施;3)试验速率为每分钟1次,不宜太快,以便给保护器件有一个性能恢复 的过程。事实上自然界的雷击现象和

53、开关站大型开关的切换也不可能 有非常高的重复率现象存在;4)要注意设置注入相角,有些产品类标准规定要选择0、90、180 、270四个相角,还要结合正负极性变换,找到一个最严酷试验状态。 9310、EMS电磁敏感度-浪涌(冲击)抗扰度电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级10.4 试验等级 应根据产品的安装环境和使用条件确定严酷度等级。对于信息技术设备、电信网络设备及无绳电话等,表4列出了试验等级要求及相应性能判据,要注意对于不同的注入方式(线线注入、线地注入),不同的连接方式(室内电缆、户外电缆),不同的电缆长度(大于3m、大于10m等),施加的浪涌电压值不同,还要注意选择正确的输出阻抗。94

54、10、EMS电磁敏感度-浪涌(冲击)抗扰度电磁兼容测试10.4 试验等级 设备分类交流电源端口直流电源端口信号端口性能判据信息技术设备1.0kV,1.2/50,线对线2.0kV,1.2/50,线对地0.5kV,1.2/50,线对地(适用于与室外电缆连接的端口)1.5kV,10/700(对无保护的端口,所连接的电缆长度超过3m)4kV,10/700(对设置了一级保护的端口,所连接的电缆长度超过3m)B9511、EMS电磁敏感度-射频场感应的传导骚扰 抗扰度11.1试验目的 空间的射频电磁场会在设备的连接电缆(电源线、信号线、控制线、地线)中感应出骚扰电压或电流,作用到设备的敏感部分,从而使设备产

55、生误动作,本试验用于评估电子电气设备对此类由射频电磁场感应的传导骚扰的抗扰性能。11.2试验配置下图为传导骚扰抗扰度试验的一般配置图,图中的衰减器T2起隔离和衰减作用,同时用以减少功率信号发生器与耦合网络之间的阻抗不匹配。受试设备应放在0.1m高的绝缘支座上,耦合/去耦网络置于参考接地平面上,辅助设备是为保证EUT正常工作而提供所需信号、控制、负载等的设备,试验时用耦合/去耦网络使之与EUT隔离,以避免受到试验骚扰信号的影响,注意此时CDN的注入端口要连接50电阻。电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级9611、EMS电磁敏感度-射频场感应的传导骚扰 抗扰度11.2试验配置电磁兼容测试表表1 试

56、验等级试验等级T端接的50电阻T2功率衰减(6dB)CDN耦合和去耦网络 9711、EMS电磁敏感度-射频场感应的传导骚扰 抗扰度11.3试验方法试验一般在屏蔽室内进行。 干扰注入方式主要是使用耦合/去耦网络和电流钳、电磁夹。耦合/去耦网络有很多不同的类型,应根据EUT的连接电缆类型来确定,如同轴电缆、屏蔽电缆、非屏蔽平衡电缆和不平衡电缆等等,对于屏蔽电缆则骚扰电流注入到电缆的屏蔽层上,对于非屏蔽电缆则骚扰信号直接注入到各条线上,图23和图24分别是屏蔽电缆和主电源线的干扰注入原理图。不论何种类型的CDN,由EUT端口视入的共模阻抗都应该是150。电流钳和电磁夹特别适合于多芯电缆的试验。其中电磁夹在1.5MHz以上频率时对试验结果有良好的再现性,在10MHz以上频率有较好的方向性,这样在辅助设备的共模点和参考接地平面之间不要求有专用的阻抗,因此使用更方便。 电磁兼容测试表表1 试验等级试验等级9811、EMS电磁敏感度-射频场感应的传导骚扰 抗扰度11.4

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