EMC基本知识培训.ppt

1、Feb 19，09,EMC基础知识培训,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,EMC: Electro Magnetic Compatibility,EMI: interference,EMS: sensitivity,传导,辐射,静电,群脉冲,浪涌,Class A Class B,Level 1 Level 2 Level 3 Level 4,培

2、训主题:,EMC(电磁兼容性)的全称是Electro Magnetic Compatibility， 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,EMI 干扰按干扰信号信号可分

3、为共模干扰（COMMON INTERFERE）和差模干扰（DIFFERENTIAL INTERFERE）。凡是来自电源火线（HOT/ Live wire）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,在GB/T 9254 1998中规

4、定是这样定义的，如下：, 返回目录,电磁兼容的概念-2,电磁骚扰 electromagnetic disturbance：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 electromagnetic interference (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 electromagnetic emission：从源向外发出电磁能的现象。 电磁辐射 electromagnetic radiation：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,电磁兼容的概念-3(条件),干扰源

5、、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。,干扰源分类,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20MHz500MHz，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20 MHz以下的无线电通信影响

6、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。,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

7、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20MHz1000MHz，作用距离可达50 100m。 4）开关干扰 5）工频干扰,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。,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CISPR11-1990 CISPR是一个国际性的电磁兼容标准化组织，它是IEC下属的一个

8、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 ；CISPR 13 ；CISPR 14 ；CISPR 16 ；CISPR 22 ；CISPR 24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CISPR12-1997 3）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CISPR13-1996 4）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,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CISPR17-1981 6）信息技

9、术设备的无线电骚扰特性的测量方法和限值CISPR22-1993 7）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),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IEC61

10、000-4-4：(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),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

11、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。,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,安全等级分类：, 返回目录,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 IEC61000-4 GBT 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技术

12、静电放电抗扰度试验.pdf GBT 17626.4-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验.pdf GBT 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验.pdf GBT 17626.6-2008 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,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:150KHZ30MHZ,峰值,准峰值,平均值 目的:测试产品对外界的

13、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 EMC training (中文)-龚盛.ppt P1417,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 / 50 ohm” 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:1.06 ohm 50uH:47 ohm 100nF:10.6 ohm 50ohm dominates at high frequency,EMI-传导干扰(CONDUCTION)-

14、实验等级,Quasi Peak Mornsun Quasi Peak Average Mornsun Average,Display from the spectrum analyser,EMI-传导干扰(CONDUCTION)-实验等级,EMI-传导干扰(CONDUCTION)-Class A,EMI-传导干扰(CONDUCTION)-Class B,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,EMI-传导干扰(CONDU

15、CTION)-关键部件,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。,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/dt dv/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

16、机上没有可比性,EMI-传导干扰(CONDUCTION)-客户端应对,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:30MHZ1GHZ,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,EMI-辐射干扰(RADIATION)-实验方法,EMI-辐射干扰(RADIATION)-实验等级,EMI-辐射干扰(RADIATION)-Class A,EMI-辐射干扰(RADIATION)-Class B,EMI-辐射干扰(RADI

17、ATION)-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,EMC training (中文)-龚盛.ppt P9498,EMI-辐射干扰(RADIATION)-关键元件,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,EMI-辐射干扰(RADIATION)-客户端应对,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

18、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 GBT 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验.pdf P8-9,EMS-浪涌(SURGE)-实验方法,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 P10 P28,EMS-浪涌(SURGE)-适用环境,EMS-浪涌(SURGE)-结果判定,EMS-浪涌(SURGE)-关键元件,EMS-浪

19、涌(SURGE)-客户端问题,EMS-浪涌(SURGE)-客户端解决,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,EMS-电快速群脉冲(EFT)-实验方法,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,EMS-电快速群脉冲(EFT)-适用环境,EMS

20、-电快速群脉冲(EFT)-结果判定,EMS-电快速群脉冲(EFT)-关键元件,EMS-电快速群脉冲(EFT)-客户问题,EMS-电快速群脉冲(EFT)-问题解决,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0.71NS), 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 GBT 17626.2-2006 电磁兼容 试验和

21、测量技术 静电放电抗扰度试验.pdf P5-6 (四种放电类型),EMS-静电放电(ESD)-实验方法,EMS-静电放电(ESD)-实验方法,GBT 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验.pdf P11 P19 A.2 P21,EMS-静电放电(ESD)-实验等级,EMS-静电放电(ESD)-适用环境,EMS-静电放电(ESD)-结果判定,EMS-静电放电(ESD)-关键元件,EMS-静电放电(ESD)-客户端,EMC-应对措施,1,EMC滤波网络 2,结构与布线 3,屏蔽体 4,接地 ,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

22、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:LH05-10BXX LB03-10BXX LH10-10B/A/DXX LB05-10B/A/DXX LH15-10BXX LH20/25-10BXX LB15-10BXX LD0310-10BXX 不可回避的曾经的问题: 桥堆浪涌问题,十六、CE认证,CE认证代表欧洲统一（CONFORMITE EUROPEENNE），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认证标志进入市场的产品