电磁兼容知识培训-201383

1、电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /1电磁兼容基础知识培训电磁兼容基础知识培训电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /2内容安排1. 电磁兼容基本概念2. GB4343-1995介绍3. GB4343.2-1999介绍设电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /3电磁干扰源自然的：宇宙、太阳、大气等人为的：有意的：AM、FM、TV、通讯等 无意的：计算机、继电器、开关、电机等电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /4电磁兼容定义电磁兼容-Electromagnetic compatibility

2、(EMC) 设备或系统在其电磁环境中能够正常工作，且不对该环境中的任设备或系统在其电磁环境中能够正常工作，且不对该环境中的任何事物产生不允许的电磁骚扰的能力何事物产生不允许的电磁骚扰的能力。设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。 EMC=EMS+EMI电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /5电磁兼容的几个基本定义1.电磁骚扰，Electromagnetic disturbance 任何可能可能引起装置、设备或系统性能降低的电磁现象 。 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。 2.电磁干扰，Elect

3、romagnetic interference (EMI) 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。3.电磁敏感性Electromagnetic susceptibility (EMS)在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的特性4.电磁抗扰度, Electromagnetic Immunity 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兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /6在设备开发阶段早期重视EMC性能的必要性设计阶段可采取的技术同解决问题的相对费用试验阶段生产阶段技术自由度费用设备的开发阶段电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 20

4、22-4-26Buxl /7电磁骚扰的耦合机理传导传导骚扰通过电源线、控制线或信号线进行传输（包括通过共阻抗耦合）。辐射辐射骚扰以电磁波的形式传输，不需要传输媒质。(静电放电)有时被划分为第3种耦合机理，理论上是以上两种耦合机理的组合。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /8传导和辐射骚扰图示内部传导辐射端口：直流电源端口、交流电源端口 外壳端口、信号端口、控制端口电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /9骚扰传输模式干扰发生的三要素 骚扰源，耦合通道，感受器 骚扰源耦合通道感受器电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /

5、10与家用电器相关的电磁兼容标准GB4343:1995 电磁兼容 - 对家用电器、电动工具和类似装置的要求 - 第1部分: 发射 - 产品族标准GB4343.2:1999 电磁兼容 - 对家用电器、电动工具和类似装置的要求 - 第2部分: 抗扰度GB17625.1:2003 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流16A）GB17625.2:1999 对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统产生的电压波动和闪烁的限制电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /11GB4343介绍标准覆盖范围 可能对广播业务接收引起干扰作用的家用电器、电动工具和类似装置。例如

6、，家用电器；手持便携式电动工具，可移动式电动工具，由电池供电的电动工具；电热器具；马达驱动的电动医疗装置；幻灯和电影放映机；充电器, 整流器等等。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /12EMI测试基本要求1.试验方法和配置必须能保证结果的正确性和可重复性2.工作条件和设备布置能产生最大的发射3.EMI 接收机( 带准峰值检波器和平均值检波器) 和传感器 ( 传导骚扰测试使用的LISN， 骚扰功率测试时使用功率吸收钳) 满足CISPR 16-1 的要求4.试验场地: 传导骚扰和骚扰功率测试一般在屏蔽室内进行 5.环境噪声: 一般要求环境噪声一般要求环境噪声( ( 受试

7、设备按测试要求受试设备按测试要求布置但不处于工作状态布置但不处于工作状态) ) 至少低于限值至少低于限值2020dBdB电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /13GB4343规定的测试项目1.骚扰电压, 0.15-30MHz2.断续骚扰 0.15、0.50、1.4、30MHz 喀呖声 限值为连续骚扰限值的断续骚扰3.干扰功率, 30-300MHz电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /14传导骚扰电压测试原理电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /15传导骚扰电压测试配置电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-2

8、6Buxl /16传导骚扰电压允许值频率范围 电源端子 在负载端子和附加端子上 1 2 3 4 5 (MHz) dB(V) 准峰值 dB(V) 平均值 dB(V) 准峰值 dB(V) 平均值 66 to 56 59 to 46 0.15 to 0.50 随频率的对数线性减小 80 70 0.50 to 5 56 46 74 64 5 to 30 60 50 74 64 电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /17传导骚扰电压测试曲线01 02 03 04 05 06 07 08 0L e v e l d B V 1 5 0 k3 0 0 k5 0 0 k1 M2 M3

9、M4 M 5 M 7 M 1 0 M3 0 MF re q u e n cy H z+xxxxxxxxx x ME S X Q B 5 0 -1 0 L 5 0 _fin Q P + +ME S X Q B 5 0 -1 0 L 5 0 _fin A V ME S X Q B 5 0 -1 0 L 5 0 _p re P K ME S X Q B 5 0 -1 0 L 5 0 _p re A V L IM E N 5 5 0 1 4 V Q P V o lta g e Q P L imitL IM E N 5 5 0 1 4 V A V V o lta g e A V L imit电磁兼容基础

10、知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /18断续骚扰电压几个定义.喀呖声超过连续骚扰的限值，持续时间不大于超过连续骚扰的限值，持续时间不大于200ms，而且后一个而且后一个骚扰离前一个骚扰至少为骚扰离前一个骚扰至少为200ms的一种骚扰，两个间隔时间的一种骚扰，两个间隔时间与连续骚扰限值的电平有关。与连续骚扰限值的电平有关。.最小观察时间T：a:40个喀呖声或个喀呖声或40次开关操作次开关操作b:120min3.喀呖声率：n/T 或N=fn/T电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /19喀呖声图示一次喀呖声两次喀呖声电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022

11、-4-26Buxl /20断续骚扰的分类 断续骚扰多由控制恒温的开关动作、控制器的自动程序、或其它开关动作产生。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /21断续骚扰的分类(续)2.在任意2s内，经常发生两次以上的喀呖声3.喀呖声率大于30的喀呖声4.喀呖声其中,前三类采用连续骚扰限值,最后一类采用喀呖声骚扰允许值.电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /22喀呖声测量方法 1.示波器法EMI 接收机：幅值示波器：时间参数.断续干扰分析仪法电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /23断续干扰限值.连续干扰允许值适用于产生下述

12、断续干扰的所有器具：A：除喀呖声以外的干扰；或B：2s内多于两次的喀呖声；或C：喀呖声率等于或大于30的喀呖声。.喀呖声的允许值Lq是相应的连续干扰允许值L加上：Lq=L+44 (N0.2) Lq=L+20lg(30/N) (0.2N30) .喀呖声率不大于且是瞬时开关（也就是每个喀呖声的喀呖声率不大于且是瞬时开关（也就是每个喀呖声的持续时间小于持续时间小于1010msms）的器具认为符合限值要求，无论喀的器具认为符合限值要求，无论喀呖声的幅值是多少。呖声的幅值是多少。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /24干扰功率试验配置 L/2+0.6m, 对于30MHz至少为

13、5.6m电源线放在非金属导轨上，导轨距离其它金属结构至少0.4m (包括屏蔽室的金属墙壁)电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /25干扰功率限值 家 用 和 类 似 电 器 电 动 工 具 1 2 3 4 5 6 7 8 9 频 率 范 围 电 动 机 额 定 功 率700W 700W1000W (MHz) dB(pW) 准 峰 值 dB(pW) 平 均 值 dB(pW) 准 峰 值 dB(pW) 平 均 值 dB(pW) 准 峰 值 dB(pW) 平 均 值 dB(pW) 准 峰 值 dB(pW) 平 均 值 随 频 率 线 性 增 加 30-300 45 to 5

14、5 35 to 45 45 to 55 35 to 45 49 to 59 39 to 49 55 to 65 45 to 55 如 果 准 峰 值 测 试 结 果 低 于 平 均 值 限 值 ， 则 可 认 为 受 试 设 备 同 时 满 足 两 个 限 值 ， 平 均 值 测 量 可 以 不 再进 行 。 电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /26干扰功率测试曲线01 02 03 04 05 06 07 08 0Le v e l d B p W3 0 M1 0 0 M1 5 0 M2 0 0 M2 5 0 M3 0 0 MF re q u e n cy H z+x

15、x xxxxxxx x ME S X Q B 5 0 -1 0 P -5 0 _fin Q P + +ME S X Q B 5 0 -1 0 P -5 0 _fin A V ME S X Q B 5 0 -1 0 P -5 0 _p re P K ME S X Q B 5 0 -1 0 P -5 0 _p re A V LIM E N 5 5 0 1 4 P Q P P o w e r Q P LimitLIM E N 5 5 0 1 4 P A V P o w e r A V Limit电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /27GB17625.1-2003标准介绍标

16、准适用范围 所有额定输入电流16A、预定接入公共低压电网中的所有 电气、电子设备 谐波电流的影响包括: 三相供电系统中中线的过热 相角调整电容的过早损坏 变压器中过大的热损耗 带有调光器的照明设备可能会受到谐波的影响 耦合到通讯电缆中的谐波会引起噪音电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /28A类: 平衡三相设备以及非B、C、D类设备B类: 便携式电动工具C类: 照明设备D类: 规定功率不大于600W的下列设备：个人计算机 和个人计算机显示器；电视接收机设备分类电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /29GB17625.2-1999标准介绍标准适

17、用范围额定电流不大于16A，预定接到220250V（相线中线）、频率50Hz的公共低压电网的电气电子设备需测量的参数相对电压变化: dc, dmax, d(t)用于考核突然的电压变化闪烁 Pst, Plt可用于评估连续电压波动的效应，同时考虑了电压变化特性和重复特性电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /30相对电压变化特性电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /31电压波动和闪烁限值短期闪烁短期闪烁P Pstst 1.0;1.0;长期闪烁长期闪烁P Pltlt 0.65;0.65;相对稳态电压变化相对稳态电压变化 d dc c 3%3%最大相对

18、电压变化最大相对电压变化 d dmaxmax 4%4%一次电压变化过程中一次电压变化过程中d(t)d(t)大于大于3% 3% 不应超过不应超过200200msms如果电压变化由手动开关引起或发生几率小于每小时一次，Pst 和Plt要求不适用. dc, dmax 及 d(t)的限值应乘以系数1.33。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /32GB4343.2标准介绍标准覆盖范围 单向额定电压不超过250V， 三相电压不超过 480V 并含有电气或电子线路的、由市电、电池或其它电源供电的家用电器、电动工具、电动玩具和类似器具。 电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-

19、4-26Buxl /33GB4343.2对产品的分类I类产品 无电子控制电路的产品 例: 只含电机、电动开关、恒温器件及可充电电 池的设备II类产品 带有电子控制电路并且由市电供电的电动器具、电动工具、电热器具和类似电器（如紫外线辐射仪，红外线辐射仪和微波炉），其电子控制线路的内部时钟频率或振荡频率不超过15MHz。 电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /34GB4343.2对产品的分类(续)III类产品 带有电子控制电路并且由电池（内装式电池或外装式电磁）供电的器具。在正常使用条件下，该类器具不与市电连接，其电子控制线路的内部时钟频率或振荡频率不超过15MHz。该类

20、产品包括装有可充电电池的器具，其上的可充电电池通过将器具接到市电上来进行充电，但是当该类器具通过接入市电来进行工作时，应按II类产品来进行试验。IV类产品 除I、II、III类以外的所有其它器具。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /35抗扰度试验性能判据性能判据A: 装置在试验期间应能按预定要求连续工作。性能判据B： 装置在试验后应能按预定要求连续工作。一般不允许在试验过程中存在工作状态和存储数据的变化。性能判据C： 允许暂时的性能丧失，但前提是功能可自我恢复或可通过允许暂时的性能丧失，但前提是功能可自我恢复或可通过操作或使用手册规定的任何操作来恢复。操作或使用手册

21、规定的任何操作来恢复。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /36抗扰度试验列表序号项目I类II类III类IV类静电放电电快速瞬变注入电流（0-230MHz)注射电流（0-80MHz)射频电磁场浪涌电压跌落和中断黄色代表该类器具需要进行该项目测试；、代表合格判断准则。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /37GB17626.2介绍.静电放电的发生机理 材料与材料接触后然后分开会导致静电电荷在一种材料上的积累。产生静电放电的三个步骤: 1. 绝缘体上产生电荷, 2. 静电通过接触或感应使得导体带电, 3. 带静电的导体接近另一个金属体时产生放电现

22、象。.模拟人体通过手指放电（直接或通过钥匙或其它导体）的产生的效应。标准同时考虑了直接和间接放电影响。电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /38典型的静电电压 静电放电电压 (V) 静电产生的方式 相对湿度 10 to 20% 相对湿度 65 to 90% 在地毯上行走 35,000 15,00 在乙烯基地面上行走 12,000 250 工人在工作台上行走 6000 100 打开乙烯基的包装袋 7000 600 拾取一个常见的聚乙烯袋子 20,000 1200 坐在一个垫有聚氨酯泡沫的椅子上 18,000 1500 电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26

23、Buxl /39静电放电电流波形电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /40需要施加静电放电的位置1.只适用于在一般使用情况下可以接触的点和表面2.在EUT内部, 只有用户进行维护时必须接触的点或表面，除非有明确的防止静电放电的说明3.只有在维护时（非客户自我维护）才能接触的点和表面不适用静电放电电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /41静电放电的两种施加方式1.直接放电直接放电 (模拟对设备直接产生的静电放电) 接触放电: 金属部分 (例如：螺钉，金属机壳), 有绝缘镀层的金属部分但生产商没有申明是绝缘涂层 空气放电: 所有其它的非金属部分2

24、.间接放电间接放电(模拟对设备附近物体放电时对设备产生的间接影响) 垂直耦合板 水平耦合板电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /42静电放电的试验等级电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /43GB17626.4介绍模拟现象模拟继电器、接触器等感性负载断开时产生的瞬态干扰特点: 能量低, 频谱宽，容易使数字电路发生变化电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /44EFT/B 试验等级电源端口，保护地I/O 信号,数据,控制端口等级峰值电压kV重复频率kHz峰值电压kV重复频率kHz10.550.2552150.553251

25、5442.522.5X待定待定待定待定电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /45对EFT/B发生器的要求接50欧姆负载时单个脉冲的波形电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /46接50欧姆负载时电快速瞬变脉冲群概略图电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /47容性耦合夹主要用于 I/O信号，数据及控制端口电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /48EFT/B 试验配置和步骤1.接地参考平面: 最小尺寸1mx1m, 其各边至少应比受试设备超出0.1m; 接地参考平面同保护地相连；2.落地式设备与参考

26、接地平面间绝缘支座的厚度为0.1m; 台式设备放在接地参考平面上方0.8m处；3.受试设备同耦合装置间电源线或信号线的长度应不大于1m。如果制造商提供的与受试设备不可拆卸的电源电缆的长度超过1m，则超出的部分应在接地参考平面上方10cm处以40cm的直径盘绕起来。4.受试设备的接地情况应当同其正常使用时相一致，并且不允许有额外的接地。5.EUT周围的空间: EUT至所有其它导电结构 - 包括试验发生器，容性耦合夹 - 之间至少应有0.5m的间距。耦合夹自身同其它所有导电性结构间的距离（除参考接地平面外）也至少应为0.5m。6.对于所选端口，对每个端口、每种耦合方式在两种极化方式下各测试1min

27、电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /49GB17626.5介绍模拟现象模拟雷击或开关操作（例如电容器组的切换、晶闸管的通断等）所产生的单向浪涌特点：能量大，经常会导致电子电气设备的损坏电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /50浪涌抗扰度试验等级试验等级开路试验电压10%kV10.521.032.044.0X待定电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /51对浪涌发生器的要求组合波信号发生器(1.2/50-8/20s发生器)波前时间: T1=1.67xT=1.2s30%半峰值时间: T2=50s20%开路电压波形短路电流波形波前时间: T1=1.25xT=8s20%半峰值时间: T2=20s20%电磁兼容基础知识电磁兼容基础知识 2022-4-26Buxl /52浪涌试验布置和测试步骤1.由于浪涌所占用的频谱远小于由于浪涌所占用的频谱远小于ESD, EFT/B, ESD, E