EMC基本原理 家电

国际贸易关税壁垒非关税壁垒(技术壁垒)电磁兼容知识简介1.家里使用电吹风,干扰电视机工作,画面出现雪花点2.医疗电子设备(例如:医疗监护仪、心电起搏器等)3.导航系统的工作失常(如飞机上不能用手机)等4.实例:贵州一医院购买UPS给医院的医疗设备用,但该UPS影响到医疗设备正常工作.电磁干扰的危害非关税壁垒技术壁垒1.技术法规2.标准3.认证各国ＥＭＣ认证认证中国CCC安全+EMC欧洲的CE认证LVD(安全)+EMC美国UL(安全)+FCC澳大利亚C-Tick认证日本VCCI认证中国大陆－CCC认证中国大陆－CCC认证全称：ChinaCompulsoryCertification中国强制性认证性质：该认证针对产品安全和EMC要求，中国市场的强制要求。范围：所有存在潜在危险和电磁问题的设备，因首批公布的产品目录中有具体要求认证的设备。采用标准：不同产品采用标准不一样，对于家用电动设备，EMC采用GB4343.1和GB17625.1。备注：只要求EMI欧盟市场－CE认证全称：ConformitéEuropéene（法语）欧盟性质：该认证针对产品安全和EMC（含EMI和EMS）要求，欧洲市场的强制要求。范围：所有存在潜在危险和电磁问题的设备的电子设备采用标准：EN标准备注：EMC指令89/336/EEC于1992.1.1开始执行,过度期到1995.12.31,1996.1.1强制执行；新的EMC指令2004/108/EC于2005年1月20开始生效。被取代的89/336/EEC指令将于2007年7月20日废止;不过符合89/336/EEC指令要求的设备可以销售到2009年7月20日。在2007年7月20日前，制造商可以根据自己的需要从两者中任选一个指令。北美市场－FCC认证全称：FederalCommunicationCommission联邦通信委员会性质：该认证针对产品EMI要求，美国市场的强制要求，也就是说进入美国市场必须要经过该认证。范围：数字设备（DigitalDevice）（与咱们无关的在此不列出）采用标准：FCCpart15/18备注：和加拿大互认可，即可用于加拿大市场。加拿大的EMC认证是IC认证澳洲市场－C-Tick认证C-Tick是澳大利亚的电磁兼容部分，由澳大利亚通讯局(ACA-AustraliaCommunityAssociation)来管制,目前只对干扰部份进行管制,管制范围内的产品从1999年1/01开始强制执行。电气安全要求在澳大利亚，电气安全符合性评估是地方政府的责任。每一个主管部门统一采用“1945年电气安全法”的互惠认可架构（ApprovalsScheme）。此架构将电气产品分为“公告“（Declared）及”非公告“（Non-declared）两大类。公告产品须符合相关的澳洲安全标准，并取得州主管机关的认可证书。非公告的电气及电子设备可不经认证直接销售。但是，零售商、制造商及进口商必须保证该类电气的安全。EMC要求澳大利亚对EMC的要求采用EMC架构（1992无线电通信法）的自我宣告方式。在此架构规范的电气产品都须符合澳大利亚标准，并取得澳大利亚通信局的认可，才能使用C－Tick标志。若产品同时符合电气安全及电磁兼容要求，亦可申请法规符合标志(RCM)。任何获得澳大利亚安全标志的产品，在新西兰都被承认。也只要求EMI日本市场－EMC认证VCCI认证(信息设备)性质：该认证针对产品EMI（RE和CE）要求，日本市场的非强制要求，但是现在已经逐渐转变为强制性认证。范围：信息技术类产品的传导和辐射要求；其他标准：电器用品取缔法(家用电器、电动工具和工科医设备)日本基本没有抗扰度方面的标准,未来一般直接采用IEC61000系列标准EMC定义EMC：Electromagneticcompatibility，电磁兼容性EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的骚扰。EMC三要素，缺少任何一个都构不成EMC问题干扰源敏感设备耦合途径常见缩略语EMC(ElectromagneticCompatibility)：电磁兼容性EMI(ElectromagneticInterference)：电磁干扰EMS(ElectromagneticSusceptibility)：电磁抗扰度OATS(OpenAreaTestSite)：开阔场CISPR：国际无线电干扰特别委员会IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)：国际电工委员会EUT(EquipmentUnderTest)：受试设备FCC（FederalCommunicationCommission）：联邦通信委员会CE：字母CE是法文句子ConformitéEuropéene的缩写，意指欧盟。EMCEMI(自身)EMS(外界)基础标准某一类产品的标准，例如：GB9254(CISPR22)：信息技术设备的发射要求规定了一系列试验方法与限值要求，并且给出了这些方法要求适用于什么环境，例如：EN61000-6-2：工业区环境抗扰度通用标准是制定其它EMC标准的基础，通常不涉及具体产品类别。例如：IEC/EN61000-4-X系列标准通用标准产品类标准常见EMC测试项目EMC：电磁兼容性EMI：电磁干扰EMS：电磁敏感IEC61000-4-XRECEHarmonicsFlicker辐射发射传导发射及Click谐波电流闪烁RS-3CS-6ESD-2EFT/B-4Surge-5PMS-8辐射抗扰度传导抗扰度静电抗扰度电快速瞬变脉冲群浪涌抗扰度工频磁场抗扰度Dips-11电压跌落/短时中断RE：RadiatedemissionRE主要是考察设备在正常工作时自身对外界的辐射干扰强度，测试频段根据不同的标准要求不同，在CISPR22中，测试频段为30～1000MHz，值得注意的是设备进行RE测试时标准要求尽可能满配置、满负荷的运行。RE问题是EMC中的难点。主要因为RE设计产品EMC设计的各个环节：屏蔽、滤波、接地。辐射测试场地以及设置在RE测试中，天线的高度、天线的极化方向以及转台的角度都需要不断改变，以求检测到设备辐射的最大点。RE测试可以在开阔场和半电波暗室内进行。CE：Conductedemission任何一个非便携式设备都和其他设备有电缆互连关系，无论是通过电源电缆还是信号电缆，只要有这种互连关系的存在，设备就有一个途径将自身的共模电流传导给与其互连的设备，这种现象就叫传导干扰，又成为传导发射。传导发射包含两个部分：电源端CE和通信端CE电源端CE：测试设备通过自己的电源端口向交流电网或直流配电网络传送的干扰，测试频段为150kHz～30MHz，（原来直流的测试频段起始频率为20MHz，新版的欧洲386标准将其改为150kHz，此外FCC标准中测试频段也已经和CISPR22一致了）。通信端CE、测试频段同上，此处描述的通信端指得是针对接驳到公网的端口，如网口、ISDN口等才有CE测试要求，而对于接终端的信号端口如音视频端口则无CE要求。CE：测试示意图（电源端）LISN：Lineimpedancestabilizationnetwork线路阻抗稳定网络，用来进行电源端CE测试时的阻抗稳定，并且该网络上面有一取样端子，EUT沿电源线向外的干扰就从此端子取出，送至接收机进行检波。Harmonics：交流电源谐波设备的输入电压为正弦波（50Hz或者60Hz），当该电压的输入负载为非线性电路时，将会使得输入电流发生畸变，即输入电流不为正弦波，根据傅利叶变换，非正弦波信号在频域将会存在谐波，这些谐波电流将会降低设备电源的使用效率，并且会倒灌至电网，对电网产生污染。测试上限为基频的40次谐波频率。Flickers：交流电源闪烁考察设备电源模块引起输入电源的频率变化能力，该中频率变化从设备端口反灌入电网，会引起电网频率的波动，导致对人体的伤害。限值主要根据因供电电电压波动对230V/60W螺旋式灯丝的灯产生的闪烁的主观严酷角度确定的。静电放电ESD：ElectrostaticdischargeESD：静电放电，考察设备在接收外界静电源（如带电人体、带电设备等）所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力。静电波形及参数Tr约为0.7至1ns，因上升时间非常短，根据傅利叶变换，其产生干扰的频率可以延伸至500MHz静电放电试验包含两个部分：直接放电和间接放电直接放电：又包含接触放电和空气放电接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行。空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行，入喷有绝缘漆等。直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象。间接放电：只包含接触放电对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离，耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地，所以当对耦合板放电时，耦合板上的静电不会马上泄放到地，而以耦合板为静电源形成一静电场，对设备进行干扰。模拟设备抗静电场干扰的能力辐射抗干扰RS：RadiatedsusceptibilityRS：辐射抗干扰，该项试验的目的主要用来考察设备对于外界电磁场干扰的抗扰能力，例如在设备附近使用无线通讯设备时，设备已经在进行一场考验了，测试频段：80MHz～2500MHz，使用1kHz或2Hz的正弦波进行调幅。该项试验一般在全电波暗室内进行。EFT/B：电快速瞬变脉冲群EFT/B：电快速瞬变脉冲群模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲干扰(开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的暂态骚扰)。EFT/B波形及主要参数双指数脉冲15ms脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是300msSurge：浪涌试验浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的脉冲对设备的影响。包含电源端和信号端测试。电源端测试包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护地，其中第一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。信号端测试如果是屏蔽线，干扰加在屏蔽层上，如果是地线，干扰加在信号线上，例如对用户线，直接加在AB线上。Surge：浪涌波形浪涌波形有：1.2/50(8/20)组合波，10/700电压波，其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在电源端和室内信号端的试验上，而10/700电压波用在室外信号端的浪涌试验上。上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前时间，单位为us，50、20和700指得是波形的脉宽，单位也为us，可见浪涌波形的能量远大于EFT/B和静电，但是干扰频宽却要窄得多。Surge：试验方法传导骚扰抗扰度CS：Conductedsusceptibility现在的空间存在太多的电磁噪声，当空间的电磁波的波长和设备线缆的长度可以比拟时，电磁波将会耦合在此段线缆上并产生感应电压/电流，沿着该电缆流进设备内部，从而对设备的正常工作产生干扰，上述的设备线缆包含电源线和信号线。电源端CS试验此时频段150kHz～230MHz，加入的试验电压根据产品类型不同而不同，对于家电设备一般要求3V。信号端CS试验测试频段同电源端试验，加扰的强度也因产品类型不同而不同。CS：试验连接示意图信号端试验连接图EMCLAMPEUTATTENUATERSIGNALGENERATERAMPLIFIERAUXG.R.P0.1m0.4m0.3mCS：试验连接图示意图电源端试验连接图0.3mCDNATTENUATERSIGNALGENERATERAMPLIFIERG.R.P0.1mEUT0.4mPMS：Power-frequencymagneticsusceptibility试验仪器EUT线圈50Hz电流PMS：工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构成的磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感的主要是带线圈的设备如CRT等。试验