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1、如何顺利通过电磁兼容试验 认证检测中常见的电磁兼容问题与对策,信息产业部电子五所 （中国赛宝实验室） 安全与电磁兼容检测中心：朱文立,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,本次课程内容介绍及时间安排,电磁骚扰发射测试常见问题对策及整改措施,谐波电流测试常见问题对策及整改措施,瞬态脉冲抗扰度测试常见问题对策及整改措施,工频（低频）场电磁干扰、抗扰及防护,概述,第一部分,第二部分,电子产品3C检测中常见电磁兼容问题与对策,本日课程 时间安排表,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,1概述,1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策 对一个电子、电气产品来说，在设计阶段就应该考虑其电磁兼容性，这样可以将
2、产品在生产阶段出现电磁兼容问题的可能性减少到一个较低的程度。 但其是否满足要求，最终要通过电磁兼容测试检验其电磁兼容标准的符合性。 由于电磁兼容的复杂性，即使对一个电磁兼容设计问题考虑得比较周全得产品，在设计制造过程中，难免出现一些电磁干扰的因素，造成最终电磁兼容测试不合格。 在电磁兼容测试中，这种情况还是比较常见的。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,对产品定型前的电磁兼容测试不合格的问题，我们完全可以遵循正常的电磁兼容设计思路，按照电磁兼容设计规范法和系统法，针对产品存在的电磁兼容问题重新进行设计。 从源头上解决存在的电磁兼容隐患。属电磁兼容设计范畴。 目前国内电子、电气产品比较普遍存
3、在的情况是： 产品在进行电磁兼容型式试验时，产品设计已经定型，产品外壳已经开模，PCB板已经设计生产，部件板卡已经加工，甚至产品已经生产出来等着出货放行。 对此类产品存在的电磁兼容问题，只能采取“出现什么问题，解决什么问题”的问题解决法，以对产品的最小改动使其达到电磁兼容要求。 这就属于电磁兼容整改对策的范畴，这是我们这次课程需要探讨的问题。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,1.2 常见的电磁兼容整改措施,对常见的电磁兼容问题，我们通过综合采用以下几个方面的整改措施，一般可以解决大部分的问题： 可以在屏蔽体的装配面处涂导电胶，或者在装配面处加导电衬垫，甚至采用导电金属胶带进行补救。 导电
4、衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属(铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳状簧片接触指状物等。 在不影响性能的前提下，适当调整设备电缆走向和排列，做到不同类型的电缆相互隔离。 改变普通的小信号或高频信号电缆为带屏蔽的电缆，改变普通的大电流信号或数据传输信号电缆为对称绞线电缆。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,加强接地的机械性能，降低接地电阻。同时对于设备整体要有单独的低阻抗接地。 在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器。 在可能的情况下，对重要器件进行屏蔽、隔离处理，如加装接地良好的金属隔离板或小的屏蔽罩等。 在各器件电源输入端并联小电容，以旁路电源带来的高频干扰
5、。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,下面，我们分别就电子、电器产品在传导发射、辐射发射、谐波电流、静电放电、电快速脉冲、浪涌等电磁兼容测试项目试验过程中较常出项的问题及解决方案和补救措施与大家共同探讨。 我们根据各项目的特点，将这些内容分为四大类分别进行讨论：,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2电磁骚扰发射测试常见问题对策及整改措施,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.1 电子、电气产品内的主要电磁骚扰源,设备开关电源的开关回路：骚扰源主频几十kHz到百余kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。 设备直流电源的整流回路：工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz；高频整流噪声频率上限
6、可延伸到数十MHz。 电动设备直流电机的电刷噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。 电动设备交流电机的运行噪声：高次谐波可延伸到数十MHz。 变频调速电路的骚扰发射：骚扰源频率从几十kHz到几十MHz。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,设备运行状态切换的开关噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。 智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰：骚扰源主频几十kHz到几十MHz，高次谐波可延伸到数百MHz。 微波设备的微波泄漏：骚扰源主频数GHz。 电磁感应加热设备的电磁骚扰发射：骚扰源主频几十kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。 电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波：骚扰源主频数十MHz到
7、数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。 信息技术设备的及各类自动控制设备数字处理电路：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,电磁干扰的主要传播途径,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.2 骚扰源定位,2.2.1 根据测量曲线定位： 依据：超标骚扰频率范围、超标骚扰频域分布、窄带骚扰还是宽带骚扰等,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.2.2 根据被测设备工作方式和内部结构定位：,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.2.3 根据被测设备组成和功能定位：,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.2.4 根据功能模块工作
8、情况进行故障定位：,若设备的各个模块可以暂停和恢复工作，可以通过逐个暂停这些模块的工作来判断骚扰来源。 若模块不可以独立暂停和恢复工作，可以通过与设备其它功能模块一起组合进行暂停和恢复工作，从而判断骚扰的大概来源。 若模块不可以独立暂停和恢复工作，可以通过与其它设备的合格功能模块一起组合进行暂停和恢复工作，从而判断骚扰的大概来源。 对怀疑骚扰超标的模块，可以用置换的方式来进行骚扰判定。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.3 电子、电气产品连续传导发射超标问题及对策,电子、电气产品连续传导骚扰一般测量频率范围为150kHz-30MHz或9kHz-30MHz。 测量分别在电源端子及负载端子
9、和附加端子上进行。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,当我们通过骚扰定位方式找到超标点的骚扰来源后， 即可采用相对应的骚扰抑制措施。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.3.1 射频传导发射试验失败的原因,导致射频传导发射超标的原因如图所示。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,（1）开关电源或DC/DC变换器工作在脉冲状态，它们本身会产生很强的干扰，这种干扰既有共模的，也有差模的。对于一般开关电源和变换器，在1MHz以下以差模为主，在1MHz以上以共模为主。 （2）数
10、字电路的工作电流是瞬变的，虽然在每个电路芯片的旁边和线路板上都安装了解耦电容，但还是会有一部分瞬变电流反映在电源中，沿着电源线传导发射。 （3）机箱内的线路板、电缆都是辐射源，这些辐射能量会感应进电源线和电源电路本身，形成传导发射。需要注意的是，当机箱内各种频率的信号耦合进电源电路时，由于电源内有许多二极管、三极管电路，会使这些不同频率的信号相互发生混频、调制，甚至对干扰进行放大，从而导致严重的干扰。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.3.2 通过射频传导发射试验的措施,在电源线入口处安装电源线滤波器是保证通过射频传导发射试验的惟一方法。 如果仅做150kHz30MHz范围内的传导发射
11、试验，一般的电源线滤波器就可以满足要求，大部分电源线滤波器在100kHz以上都已有较大的插入损耗。由于30MHz以上的高频性能不良会导致辐射发射的问题，所以应加以注意。 如果需要做30300MHz频率范围内的骚扰功率发射试验，选择滤波器时必须注意滤波器的高频特性。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.3.2.1 对电源线的处理,（1）检查电源线附近有无信号电缆存在，有无可能是因为信号电缆与电源线之间的耦合使电源线的传导骚扰发射超标（这种情况多见于超标频率的频段较高的情况下）。如有，或拉大两者间的距离，或采取屏蔽措施。 （2）加装电源线滤波器（如果已经有滤波器。则换用高性能的滤波器），要特
12、别注意安装位置（尽可能放在机箱中电源线入口端）和安装情况，要保证滤波器外壳与机箱搭接良好、接地良好。 （3）虽经采取措施，设备传导骚扰发射仍未达标（特别是在低频段没有达标）。此时可考虑在设备内部线路连接接地端子的地方串入一个电感。由于这部分连接属单点接地，平时无电流流过，因此这个电感可以做得很大，而无需担心有铁心的饱和问题。 采取这一措施的理由是设备传导骚扰发射测试实际上是共模电压测试（电源线对大地的骚扰电压测试），电源线上有工作电流流过，故滤波器的滤波电感值受制于工作电流，不能做得很大，滤波器的插入损耗也就有限，特别是低频端损耗更加有限。新方案里的附加电感正好可以弥补这一缺憾，从而取得更好的
13、传导骚扰抑制能力。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.3.2.2 对信号线的处理,（1）注意信号线周围有无其他辐射能量（附近的布线及印刷板的布局）被引到信号线上。如有，或拉大两者的距离，或采取屏蔽措施，或考虑改变设备内部布局和印刷板的布局。 （2）在信号线上套铁氧体磁环（或铁氧体磁夹）。 （3）对信号线进行共模滤波，必要时采用滤波连接器（或滤波阵列板）。注意滤波器的参数，传导骚扰发射超标的频率比辐射骚扰发射超标的频率应低些，因此取用的元件参数应当偏大一些。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,对电源端连续传导骚扰可以通过以下的电路加以抑制：,图1：交流电源滤波网络,2.3.3 典型实
14、例,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,对于负载端子和附加端子的传导骚扰可以通过以下的电路加以抑制：,图2：直流输出滤波网络,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,无论是对电源端子、负载端子和附加端子采取抑制措施，若使用独立的滤波器时，需注意其安装方式。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,常见的传导抑制滤波器,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.4 电子、电气产品断续传导发射超标问题及对策,例如：家电类产品断续传导骚扰标称测量频率范围148.5kHz-30MHz（实际为150kHz-30MHz）。 测量在电源端子上进行，喀呖声测量的频率点为：1
15、50kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz 断续传导骚扰的主要来源： 恒温控制器具，程序自动的机器和其他电气控制或操作的器具的开关操作会产生断续骚扰。 此类操作一般通过继电器和程控电子/机械开关等实现。 此类骚扰一般由继电器、开关的触点抖动及非纯阻负载通断所产生的电涌冲击形成。 可采用相对应的骚扰抑制措施。 抑制措施主要针对以上两个方面进行。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.5 电子、电气产品辐射骚扰超标问题及对策,电子、电气产品辐射骚扰场强测量频率范围30MHz-1000MHz。 测量一般在开阔场或
16、半电波暗室中进行。 辐射骚扰的主要骚扰来源： 开关电源的开关频率及谐波骚扰 交流电机的运行噪声、直流电机的电刷噪声 电磁感应设备的电磁骚扰 智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰等,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,辐射发射解决框图,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,当我们通过骚扰定位方式找到辐射骚扰超标点的骚扰源后，即可采用相对应的骚扰源抑制措施。 一般来说： 首先抑制骚扰源，这可以通过优化电路设计、电路结构和排版，加强滤波和正确的接地来达到。 其次是要切断耦合途径，这可以通过正确的机壳屏蔽和传输线滤波达到。,如何顺利通过电磁兼容试验,21:54,2.5.1 导致辐射发射试验失败的原因,设备的辐射骚扰发射超标有两种可能： 一种是设备外壳的屏蔽性能不完善； 另一种是射频骚扰经由电源线和其他线缆的逸出。 判断方法是，拔掉不必要的电线和电源插头，继续做试验，如果没
