电磁兼容标准和测试整改

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1、电磁兼容标准和测试整改,沙 斐 北京交通大学抗电磁干扰研究中心,什么是电磁兼容？,电磁兼容（EMC-Electromagnetic Compatibility）是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰的问题。即怎样使在同一电磁环境下工作的各种电子电气的器件、电路、设备或系统，都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态。,构成干扰三要素,EUT,EUT,骚扰源,传输途径,敏感设备,空间辐射的电磁波 导线传导的电压电流,任何电子电气设备都可能是骚扰源，也可能是敏感设备。 骚扰源也包括雷电、静电等自然骚扰源。 骚扰源可以是有用的功能性信号，也可以是无信息的电磁噪声。,设备的电磁兼容性（EMC）,设

2、备的发射特性（EMI） 设备向外部发射电磁骚扰的特性。 设备的抗扰度（IMUNITY）（敏感度EMS） 设备抵抗外部入侵的电磁骚扰的能力，设备越敏感，抗扰度越差。 只有设备的EMI和EMS都符合要求了，才能说设备的EMC合格了。,设备常见的EMI项（4项）,辐射发射RE-通过空间以电磁波的形式发射电磁骚扰能量。 传导发射CE（其中包括功率，喀呖声）-通过导线以电压电流的形式发射电磁骚扰能量。 谐波 -设备工作时向交流供电电源注入的50Hz高次谐波。 电压波动和闪烁 -设备工作时引起的交流供电电压的起伏波动。 设备类型举例-信息技术、工科医、家用电器、音视频设备、医用设备、变频设备等。,设备常见

3、的EMS项（7项）,辐射抗扰度 RS-对空间骚扰电磁波的抗扰度。 传导抗扰度CS-对导线传导的骚扰电压和电流的抗扰度。 静电放电ESD-对静电放电产生的脉冲骚扰的抗扰度。 电快速瞬变脉冲群EFT-对某些电路产生的群脉冲骚扰的抗扰度。骚扰从导线加入。 浪涌-对雷电或某些电路产生的脉冲骚扰的抗扰度。骚扰从导线加入。 电压暂降、短时中断和电压变化-对供电电源变化的抗扰度。 工频磁场-对50Hz交流电产生的强磁场的抗扰度。,电磁兼容测试-诊断（预）测试,产品在研发阶段、生产线上的质量控制测试、送权威实验室检测之前进行的预测试、送检产品不合格后的整改测试。 调查是否存在电磁兼容问题和产生的原因，确定产生

4、骚扰和被干扰的具体部位，在采取抑制措施后有否改进。 并不要求完全按标准在正规实验室中进行。,电磁兼容测试-符合性（一致性）测试,根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行测试，评估其是否达到标准提出的要求。 产品在定型和进人市场之前必须进行符合性（一致性）测试，国家产品强制认证制度（3C 认证）规定的电磁兼容测试就是属于符合性测试。,国际电磁兼容标准和规范,目前国际上有权威性的电磁兼容标准和从事EMC标准制订工作的专业委员会有： 国际电工委员会：CISPR 标准和IEC标准（TC77） 国际标准化组织：ISO标准 国际电信联盟：ITU标准 欧共体：EN标准(CENELEC)和ETS标准(ETSI

5、) 德国：VDE标准 美国：FCC标准和军用标准MIL-STD 日本：VCCI标准 这些标准正在逐步走向国际统一。,国内电磁兼容标准和规范,我国已经制订了100多个民用电磁兼容标准GB ，军用部门制定了军标GJB。 不少行业还制定了准对本行业产品的电磁兼容标准行标。 通信行业例如YD/T1312（无线通信设备) 医疗行业例如YY0505（医用设备） 铁道行业例如TB/T3073（铁路信号设备）,几种电气电子产品的电磁兼容国家标准,国标GB9254信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法； 国标GB/T17618信息技术设备抗扰度限值和测量方法； 国标GB 4343家用和类似用途电动、电热器具，电

6、动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值； 国标GB4343.2电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第2部分：抗扰度； 国标GB13837声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法； 国标GB/T9383声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限值和测量方法,医用电气设备的电磁兼容标准,YY0505-2012(IEC60601-1-2：2004) 医用电气设备第1-2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求和试验 GB9706.1-1995医用电气设备第1部分：安全通用要求(IEC60601-1:1988+A11991),YY0505-2005引用的发射标准,GB

7、9254 信息技术设备无线电骚扰特性限值和测量方法； GB4824 工、科、医（ISM）射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法； GB4343.1 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第一部分：发射； GB17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法； GB17625.1 谐波电流发射限值的测试； GB17625.2 电压波动和闪烁的限值的测试。,YY0505-2005引用的抗扰度标准,GB17626.2 静电放电（ESD）抗扰度试验； GB17626.3 辐射（射频）电磁场抗扰度试验； GB17626.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验； GB17626.5 浪涌（冲击）抗

8、扰度试验； GB17626.6 对射频场感应的传导骚扰抗扰度试验； GB17626.8 工频磁场抗扰度试验； GB17626.11 电压暂降、短期中断和电压变化抗扰度试验。,变频器和PLC设备的电磁兼容标准,GB/T12668.3 (IEC/EN61800-3：2004) 可调速电气传动系统 第三部分 产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法 抗扰度：p.53表11, p.55表12 发射：p.67表14 p.81表22 IEC61131-2 ：2007 可编程控制器PLC 第二部分 设备要求和测试 抗扰度：p.71表32 p.74表35 发射：p.68表29,变频器和PLC设备的EMC测试项,

9、EMI：辐射发射RE 传导发射CE 谐波 EMS：辐射抗扰度 RS 传导抗扰度CS 静电放电ESD 电快速瞬变脉冲群EFT 浪涌 电源低频端抗扰度：电压暂降、短时中断和电压变化，换相缺口，谐波输入，输入频率变化，输入电压不平衡,三C认证（China Compulsory Certification）,2001年国家建立了强制性产品认证制度，并公布了首批进行强制性认证的产品目录，涉及9大类别的132种产品。自2003年5月1日起上述产品必须经国家指定的认证机构认证，在安全和电磁兼容性检测合格后取得证书和三C标志（CCC），方可出厂销售、进口和在经营活动中使用。,国家质量监督检验检疫总局(质检总局

10、),1、国家标准化管理委员会（标准委） 全国无线电干扰标准化技术委员会（CISPR） 全国电磁兼容标准化技术委员会 （IEC/TC77） 有关产品的专业标准化技术委员会 2、国家认证认可监督管理委员会（认监委） 中国合格评定国家认可委员会（CNAS） 认证机构技术委员会 中国质量认证中心（CQC） 实验室技术委员会 20个专业委员会,强制性产品的EMC认证 CQC http:/ 实验室认可/资质认定CNAS http:/ CNAS-CL01检测和校准实验室能力认可准则CNAS-CL16实验室认可准则在电磁兼容检测实验室的应用说明,标准的内容,测量场地 -开阔场地、半电波暗室、全电波暗室、屏蔽室

11、 、TEMCELL、G-TEMCELL、混响室 等。 EUT的配置和工作状态代表实际中的典型应用情况，EUT发射最大或最敏感。 测量仪器和设备测量接收机、频谱分析仪以及天线、人工电源网络（LISN）、功率吸收钳、耦合去耦网络（CDN）等。 测量方法测量布置、试验程序 、注意事项。 数据处理和试验报告试验结果、不确定度。,限值： 1、EMI测试限值（频域值）峰值准峰值有效值平均值； 辐射发射用场强或功率表示， 传导发射用电压电流或功率表示。 所有频率点的测试结果必须低于限值才能判合格。 2、EMS测试限值用试验等级和性能判据表示。 试验等级所加骚扰的严酷程度； 性能判据加入骚扰后EUT的反映。

12、测试结果必须满足限值要求的试验等级和性能判据才能判合格。,性能判据可分为四级,A：EUT工作完全正常； B：EUT工作指标或功能出现非期望偏离，但当骚扰去除后可自行恢复； C：EUT工作指标或功能出现非期望偏离，骚扰源去除后不能自行恢复，必须依靠操作人员的介入，例如“复位”（不包括技术人员进行的硬件维修和软件得装）方可恢复； D：EUT的元器件损坏，数据丢失、软件故障等。,标准分类,基础标准(Basic Standards) CISPR16-2(GB/T6113.2)无线电骚扰和抗扰度测量方法 IEC61000-4-1 （GB/T17626.1 ）电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论 通用

13、标准(Generic Standards) A类(工业环境) B类(居民区、商业区及轻工业环境) 产品类标准(Product-Family Standards) 信息技术设备 ,家用电器/电动工具 ,工、科、医 设备,声音和电视广播接收机 、医疗器械等。 产品标准(Dedicated Product Standards),基础标准规定了：测量场地 、 EUT的配置和工作状态、测量仪器和设备、测量方法、数据处理和试验报告等内容，但不包括限值。 通用标准 、产品类标准和产品标准是以基础标准为依据制定的，并根据产品的属性和使用情况规定了限值。 测试时选择适当标准的顺序：产品标准产品类标准通用标准 。

14、,标准制订的原则： 1、科学、合理、实用、便于操作。 2、保证测试结果的可重复性、一致性、精确性。 GB/T6113.1规定的频率段范围 A频段9150kHz； B频段0.1530MHz； C频段30300MHz； D频段3001000MHz； E频段-1GHz以上,为什么要了解骚扰的波形和频谱？,EMC标准的骚扰限值是按频率规定的； EMC设计是以骚扰频率为依据的。 了解骚扰的波形有助于骚扰源的定位和抑制。 模拟信号的波形和频谱。 数字信号的波形和频谱。 脉冲信号（浪涌、电快速瞬变脉冲群、静电放电、人为脉冲等）的产生原因、波形和频谱。,如何获取骚扰的波形和频谱？,任何电信号都可以通过傅里叶变

15、换求得其频谱函数，式中f(t)是电信号的时域波形函数，F()为该信号的频谱函数，是角频率=2f，f为频率。 把电信号送入示波器可看时域波形，送入频谱仪可看该信号的频谱。,如何获取骚扰的波形和频谱？,任何电信号都可以通过傅里叶变换求得其频谱函数，式中f(t)是电信号的时域波形函数，F()为该信号的频谱函数，是角频率=2f，f为频率。 把电信号送入示波器可看时域波形，送入频谱仪可看该信号的频谱。,模拟信号的波形和频谱 （窄带信号）,数字和脉冲信号的波形和频谱 （宽带信号）,数字信号、浪涌、电快速瞬变脉冲群、静电放电、人为脉冲等的波形和频谱。 矩形数字信号的频谱,梯形数字信号的频谱,八种脉冲信号频谱

16、的比较,信息技术设备的工作信号一般是梯形信号，具有很宽的频带，能量主要集中在低频部分，高频部分能量随频率升高逐渐下降。从电磁兼容角度应该考虑的最高频率为： fmax = 1/tr 1020 fPR tr :脉冲的上升沿时间, fPR :脉冲的重复频率或时钟频率。 脉冲的前沿越陡峭或脉冲的重复频率越高，则脉冲包含的高频能量越大。,雷电和浪涌的模拟波形,开路电压 1.2/50 s 绝缘跳火器件试验 短路电流 8/20s 导电不跳火器件试验 CCITT波形 10/700 s 通信设备试验,雷电和浪涌模拟波形的频谱分析,雷电和浪涌波形是脉冲信号，具有很宽的频带。 能量主要集中在低频部分，高频部分能量随频率升高逐渐下降，最高频率也可用fmax = 1/tr 来估算。 但是由于浪涌的脉冲强度（幅度x