电磁兼容性（EMC） 设计方法及实验过程

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1、,一 电磁兼容性（EMC） 二 电磁兼容性的规定和规范（标准） 三 产品使用环境与电磁兼容测试限值及项目 四 产品的电磁兼容性设计 五 服务和电磁兼容性试验室,1引言 2电磁发射（EME）和敏感度/抗电磁干扰度（EMS） 3干扰的传播和测量,电磁兼容性（EMC）,第1页,电磁兼容性（EMC）,自从电子设备问世以来，就知道它们之间存在相互干扰。国际上自1928年起已经有抗无线电干扰（EMI-电磁干扰和RFI-射频干扰）的法规。 随着电气的和电子的装备越来越广泛地被使用，不仅要重视抗无线电干扰，而且要考虑到能使所有的设备在没有功能损害的情况下正常运行。电磁兼容性是在电磁环境中电气设备满意地进行工作

2、的能力，同时这种环境也属于其他的设备共有，不允许被干扰。 自1996年1月1日，欧共体EMI（89/336/EWG）确定生效以来，欧盟（EU）各成员国将其转换成相应的法规。要遵守对于干扰发射和抗扰度方面相应的欧洲标准（EN-Normen），此标准亦为其它各国引用，其中包括中国。,第1页,电磁发射（EME）和敏感度/抗电磁干扰度（EMS）,电磁兼容性的概念包括电磁发射（EME）和抗电磁干扰（EMS）两个方面， 参见图1-1-1。,Fig1-1-1,由干扰源散发出的电磁能可以是导线传导的或空间发射的。制定出经济的解决EMC方法不仅需要注意区分电磁波段，而且要重视干扰的传播方式和途径。,第1页,电磁

3、干扰的传播和电磁兼容性测量技术,干扰源和干扰装置 干扰源 干扰源是发射电磁干扰的一种电气设备。这可以按照发射的频谱的类型分成两个主要部分（图1-2-1）。,Fig1-2-1,具有不连续的频谱设备如收音机和电视机发射的干扰能量集中在窄的频带上。 开关设备和在家用器具中的电动机的干扰能量分布在宽的频带上，并且归属于具有连续的频谱的干扰源。 干扰装置 产生干扰和被干扰的电子、电气装置或设备称作为干扰装置。 干扰装置也可以用与干扰源相同的方法按频率特性进行分类。人们以窄带的抗扰度与宽带的抗扰度来区分（图1-2-2）。 窄带系统如收音机和电视机，而数据处理设备通常是归属于宽带系统。,第2页,电磁干扰的传

4、播和电磁兼容性测量技术,Fig1-2-2,由干扰源产生导线传导的和辐射的电磁干扰可以通过测量干扰电流和干扰电压来证实（图1-2-3）。,第3页,电磁干扰的传播和电磁兼容性测量技术,Fig1-2-3,为了能对干扰装置的抗扰度进行检验，同样是考虑导线传导的和辐射的两种途径。 为此，作为干扰发生器将使用正弦波振荡器，也可用各种脉冲波形的脉冲发生器。,电磁兼容性的规定和规范（标准）,1中国电磁兼容国家标准来源 2强制性产品认证制度和认证中的电磁兼容问题 3强制性产品的认证方法,第1页,电磁兼容性的规定和规范（标准）,在电磁兼容性领域，近几年来许多法规开始生效，并公布了标准。在欧盟中自1996年1月1日

5、起欧共体委员会的EMC准则89/336/EWG生效。任何电子设备自该日起必须符合EMC准则的保护目的。相应标准的认证将由制造商或进口商用一个认证说明来作书面证明。设备必须标有CE标志。 原则上，所有的电气或电子仪器、设备和系统必须满足EMC准则或国家的EMC法规的保护要求。对于大多数的仪器，需要制造高或者进口商的一个认证说明以及推行标上CE标志。特殊情况和特殊的规则将在EMC法规中进一步的进行说明。 欧共体将制钉出新的一致的欧洲标准。这个标准包括测量方法和极限值以及严酷度，既用于电子仪器、设备和系统的发射，又用于抗扰度。 欧洲标准不同类别的分类（参见表1和表2）可以很容易的对各自设备规定的规范

6、进行选择，我国也相应等效采用上述分类标准（参见表3），即基础标准、通用标准、产品系统标准和专用产品标准。,第2页,电磁兼容性的规定和规范（标准）,下列的标准和规范组成了用于认证测试的框架：,表3,第3页,电磁兼容性的规定和规范（标准）,1)在产品系列的安全标准和质量标准中规定。 2)工业的、科研的和医疗设备。 3)信息技术设备,第4页,电磁兼容性的规定和规范（标准）,下表列出用于抗扰度领域的最主要的标准 表2,标准系列IEC1000或者EN 61000计划作为主要的EMC标准，近期在这些标准中将所有的EMC规范统成一体（例如IEC801，IEC555）。,第5页,电磁兼容性的规定和规范（标准）

7、,我国电磁兼容有关的国家标准一览表 （国家强制性标准和推荐性标准） 表3,第6页,电磁兼容性的规定和规范（标准）,总规范原则上适用于所有的设备，适用于没有特有的产品系统标准或者没有产品专用标准的。 基础标准包含有关于干扰现象的说明和一般的测量方法。,第1页,中国电磁兼容国家标准来源,中国电磁兼容标准的主要来源有： CISPR出版物 CISPR是国际无线电干扰标准化特别委员会的法文缩写，是IEC下设的一个特别委员会。它成立的初衷是避免无线电业务中出现障碍，为此对各种用电设备的无线电骚扰提出了限值与测量方法。 目前世界各国对用电设备的无线电骚扰的限制大多取材于它。迄今几乎所有的CISPR出版物都已

8、被转换成我国的国家标准。 由于用电设备的无线电骚扰会影响其他用电设备的正常工作，故从CISPR出版物转换过来的国家标准大都定为强制标准，如GB4343、GB9254 、GB13837 GB14023等等。 IEC/TC77 制定的IEC61000系列标准 TC77 是IEC下设的一个技术委员会，其全称是电气设备（包括网络）的电磁兼容性技术委员会，它是研究电气设备电磁兼容性的专业委员会。工作范围有：A)整个频率范围内的抗干扰度；B）低频范围内（9kHz）的骚扰发射现象。 TC77的工作成果莫过于目前世界各国广泛采用的IEC61000系列标准。它涉及电磁环境、发射、抗干扰、试验程序和测量规范，其中

9、IEC61000-4系列是比较完整的抗干扰度测试基础标准。我国的国家标准，如GB/17624、 GB17625 、GB/T17626 、GB/T17799等系列标准均由相应内容转化过来。这些标准较少直接采用，往往变成条款但包含在各个产品标准中，一旦相应的产品被列为强制性检测产品，则相应项目也就变成强制性标准检测项目，所以对这些标准的内容绝对不能掉以轻心。 美国军用标准 我国军用标准主要取材于它，其中电磁兼容的标准号为GJB151和GJB152。 国外先进企业的内控标准 这部分标准数目甚少。、 部分根据国内自主科研成果而制定的标准 目前国内执行的一些系统间的电磁兼容标准有一部分是国内自主编制的。

10、 ,第1页,强制性产品认证制度和认证中的电磁兼容问题,组织机构 为适应世贸的需要，制定了新的国家性产品认正制度，先将原国家质量技术监督局和原国家出入境检验检疫局合并组建了新的国家质量监督检验检疫总局，后又成立了国家认证认可监督管理委员会,负责统一管理、监督和综合协调全国的认证认可工作，提出了一个对进口和国产商品都适用的，统一的强制性认证目录、认证标准、认证标志和收费标准。 第一批实施强制性产品认证的产品目录 新的国家强制性产品认证目录于2001年12月3日颁布。 标准的基础为- CCIB认证（原进口商品的安全质量许可证制度）、CCEE认证（针对国内市场销售产品的强制性安全认证制度，粘贴长城标志

11、）、EMI安全认证（电磁兼容安全认证制度，粘贴CEMC标志），在公布时作了适当增加。 在强制性产品认证目录上的19大类产品中，除少数明显与电的技术无关外（如机动车辆轮胎、安全玻璃和乳胶制品等），多数都与电有关，相当多的产品涉及到电磁兼容问题。,第1页,强制性产品的认证方法,产品使用环境与电磁兼容测试限值及项目,1电磁发射（EME）,2敏感度/抗电磁干扰度（EMS）,第1页,产品使用环境与电磁兼容测试限值及项目,使用在住宅、商业、轻工业环境和工业环境的产品，由于环境不同，电磁兼容测试限值也不同，但试验端口的设置和试验项目的选择大体上是一致的。 试验可以归并为三类： 高频电磁骚扰的发射测试： 0.

12、15MHz30MHz 的交流电源线传导骚扰测试 0.15MHz30MHz 的交流电源线断续骚扰测试 （仅家用电器产品有此要求） 0.15MHz30MHz 的信号线、控制线、直流电源线传导骚 扰测试 30MHz1000MHz 的辐射骚扰测试 （对家用电器和电动工具 做30MHz300MHz的辐射骚扰测试） 低频电磁骚扰的发射测试 02KHz的工频谐波、电压波动和闪烁测试 产品的抗扰度试验： 静电放电试验 高频辐射电磁场试验 电快速瞬变脉冲群试验 雷击浪涌试验 由射频场感应所引起的高频传导试验 电压跌落试验 工频磁场试验,电磁发射（EME）,a交流电源线的传导骚扰测量 b交流电源线断续骚扰测量 c

13、信号线、控制线、直流电源线传导骚扰测量 d电源线功率辐射 e产品工作时在电网中产生的谐波电流的测量,敏感度/抗电磁干扰度（EMS）,a电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 b雷击浪涌抗扰度试验 c静电放电抗扰度试验 d由射频场感应所引起的传导骚扰抗扰度试验,（测试频率范围0.15至30MHz） 试验在屏蔽室内进行。 接地平板用厚度0.5mm以上、面积为2m2m以上的金属板。接地平板与大地要连接良好（用长宽比小于5:1、厚度为0.5mm的薄铜条，通过屏蔽室与大地连接）。 试品与屏蔽室墙壁至少相距800mm。 试品与人工电源网络之间的距离为800mm；与测量仪器的距离应不小于800mm。人工电源网络与接地平

14、板在射频范围内应具有良好的连接。,1、试验布置,Fig1,交流电源线的传导骚扰测量,第1页,2、人工电源网络 适用于耦合不对称电压的V型人工电源网络（单相） 例：,Fig2 人工电源网络又称电源线阻抗稳定网络（LISN），它能在射频范围内为受试设备端子与参考地之间提供一个稳定的阻抗。与此同时，又将来自电网的无用信号与测量电路隔离开来，仅将受试设备的干扰电压耦合到测量接收机上。上面线路称为50/50uH的人工电源网络，用于0.1530MHz频率范围的骚扰电压测量。 3、人工模拟手 人工模拟手在前面的交流电源线传导骚扰的试验布置中没有提到，但是为了模拟测量传导骚扰电压过程中试验者握持试品（特别是像

15、测试手持式电动工具）时的人手的影响，需要用到人工模拟手。 人工模拟手由一个200pF（20）的电容与一个500（10）的电阻串联组成。RC元件的一端与试品上包裹的金属箔联接，另一端接测量系统的地。人工模拟手的RC元件可以装在人工电源网络的箱子内。,交流电源线的传导骚扰测量,第2页,（测试频率范围0.15至30MHz）,1、试验布置,Fig3 试验在屏蔽室进行。 2、 测量原理简述 断续骚扰测试又称喀呖声骚扰测试，在家用电器的电磁兼容测试中有此要求。断续骚扰是由机械电子开关瞬时动作而产生的。 与连续骚扰相比，断续骚扰在收音机及电视机的音频与视频输出端子上所引起的干扰在人们主观感觉上是不同的，因为

16、它是以短脉冲形式出现的。基于这一原因，对断续骚扰的限值可适当放宽。放宽的程度与脉冲的幅度、宽度及频度有关。当频度用喀呖声率N表示时（N是一分钟内的喀呖声次数），则喀呖声的限值可在连续骚扰限值上分别增加44dB（N0.2)，或20lg（30/N）dB，或0dB（N30）。当一分钟内的喀呖声次数大于30次时，喀呖声骚扰的限值将与连续骚扰相同；反之，当喀呖声的次数不大于5次时，其限值可放宽44dB（放宽到100倍以上）。,交流电源线断续骚扰测量,第1页,喀呖声骚扰要在规定频率范围内测试160KHz、500KHz、1.4MHz和30MHz四点，其细节规定不详述，可参阅有关标准。 3、测试方法 A.示波器观察法 将示波器的Y轴输入端与干扰测量仪的中频输出端用同轴线连接，即可进行断 续骚扰测量，但须由人工从示波器屏幕上读出脉冲的幅度、宽度和脉冲的间隔时间（脉冲的频度）。按标准要求，应测试四个规定频点。