EMC 基础知识介绍

EMC基础知识介绍Presentedby:Huang2013.8.8•基本术语•单位•电磁兼容的概念•电磁骚扰测试介绍•电磁抗干扰测试介绍•产品与标准专业、卓越、精准2基本术语•电磁环境（ElectromagneticEnvironment）3电磁骚扰（ElectromagneticDisturbance）电磁干扰（ElectromagneticInterferenceEMI）电磁兼容性（ElectromagneticCompatibilityEMC）电磁发射（ElectromagneticEmission）电磁敏感性（ElectromagneticSusceptibilityEMS）专业、卓越、精准基本术语•电磁环境（ElectromagneticEnvironment）4电磁骚扰（ElectromagneticDisturbance）电磁干扰（ElectromagneticInterferenceEMI）电磁兼容性（ElectromagneticCompatibilityEMC）电磁发射（ElectromagneticEmission）电磁敏感性（ElectromagneticSusceptibilityEMS）专业、卓越、精准兼容性指设备或系统在其电磁环境中，能正常工作且不对该环境中的任何实物构成不能承受的电磁骚扰的能力电磁环境是指存在于给定场所的所有电磁现象的综合电磁骚扰指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无声明物质产生损害作用的电磁现象电磁干扰指电磁骚扰引起的装置、设备或系统性能降低电磁发射指从源向外发出电磁能的现象电磁敏感性指在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不降低其运行性能的能力基本术语•对骚扰的敏感度（Immunitytodisturbance）5抗扰度裕量骚扰（ImmunityMargin）电磁兼容裕量（ElectromagneticInterferenceMargin）发射裕量（EmissionMargin）专业、卓越、精准基本术语•对骚扰的敏感度（Immunitytodisturbance）6抗扰度裕量骚扰（ImmunityMargin）电磁兼容裕量（ElectromagneticInterferenceMargin）发射裕量（EmissionMargin）专业、卓越、精准电磁兼容裕量是指电磁兼容限值与发射限值之间的差值对骚扰的抗扰度是指在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统具有不降低其运行性能的能力抗扰度裕量是指抗扰度限值与电磁兼容电平的差值电磁兼容裕量是指装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间的差值单位•电磁骚扰的常用单位7专业、卓越、精准骚扰的单位通用分贝来表示，分贝的原始定义为两个功率的比：单位•电磁骚扰的常用单位8专业、卓越、精准通常用dBm表示功率的单位，dBm即是功率相对于1mW的值：单位•电磁骚扰的常用单位9专业、卓越、精准通过以下的推导可知电压由分贝表示为（注意有一个前提条件为R1=R2)：单位•电磁骚扰的常用单位10专业、卓越、精准通常用dBuV表示电压的大小，dBuV即是电压相对于1uV的值：对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量，其单位是V/m。通常用的单位是dBuV/m。电磁兼容（EMC）•为什么要做电磁兼容？11专业、卓越、精准完整信号信号畸变信号达不到预期目的功能串扰地线，电源噪音外界干扰（传导，辐射）电磁兼容信号本身的失真（反射，损耗）电磁兼容（EMC）•电磁骚扰现象在海陆空环境都有存在12电磁兼容（EMC）•电磁骚扰对数字信号的干扰13电磁兼容（EMC）•电磁骚扰的危害是巨大的14电磁兼容（EMC）•电磁兼容三要素15专业、卓越、精准电磁兼容（EMC）•电磁兼容三要素16专业、卓越、精准电磁干扰源电磁干扰敏感源标准中干扰发射限制标准中敏感度限制耦合路径电磁兼容（EMC）•电磁兼容三要素之骚扰源17专业、卓越、精准变化的电流，电压辐射天线电磁波例如：雷电，静电，感性负载的通断，脉冲电路等等产生电磁骚扰的元件、器件、设备或自然现象电磁兼容（EMC）•电磁兼容三要素之骚扰源18专业、卓越、精准辐射天线：电磁兼容（EMC）•电磁兼容三要素之敏感源19专业、卓越、精准任何电路都可能成为敏感源敏感设备，指对电磁骚扰产生响应的设备。电磁兼容三要素之耦合路径空间耦合传导耦合互感耦合电容耦合天线辐射地线电源线耦合途径或称耦合通道，指把能量从骚扰源耦合到敏感设备上，并使该设备产生响应的媒介电磁兼容（EMC）•电磁兼容的测试项目（EMI&EMS）20专业、卓越、精准电磁发射（EMI）1.辐射发射RE（RadiatedEmission）测试通过空间传播的电磁能量。2.传导发射CE（ConductedEmission）测试沿电源线、控制线或信号线传播的电磁能量。注意：谐波电流测试，电压波动和闪烁测试这两个测试项目一般是没有划在电磁发射（或电磁骚扰）里面的。这两个测试项目主要是测试设备运行对电网供电质量的影响电磁兼容（EMC）21专业、卓越、精准•电磁兼容的测试项目（EMI&EMS）抗扰性(EMS)1.静电放电抗扰度ESD（Electrostaticdischarge）模拟操作人员或物体在接触设备时的放电以及人或物体对邻近物体的放电。2.辐射敏感度试验RS（RadiatedSusceptibility）：测试被试设备对空间电磁骚扰的抗扰性。电磁兼容（EMC）22专业、卓越、精准•电磁兼容的测试项目（EMI&EMS）抗扰性(EMS)3.电快速瞬态脉冲群抗扰度EFT（Electricalfasttransientburst）模拟对电感性负载的切换（如继电器、接触器）；对高压开关的切换（如真空开关、六氟化硫）设备的干扰。放电波形为5ns/50ns（上升沿5ns，半波时间50ns）的脉冲串，脉冲串持续时间15ms，脉冲周期为300ms。特点是上升时间快、持续时间短、能量低，但有较高的重复频率。电磁兼容（EMC）23专业、卓越、精准•电磁兼容的测试项目（EMI&EMS）抗扰性(EMS)4.浪涌抗扰度SURGE模拟电网中的故障；雷击（直接或间接）对设备的干扰,，电网中的开关操作。放电波形为开路电压1.2us/50us、短路电流8us/20us的脉冲。特点是上升时间慢（相对EFT/B）、持续时间较长、能量大。5.射频场感应的传导敏感度CS（Conductedsusceptibility）测试被试设备对沿电源线、控制线或信号线传输的电磁能量的敏感度。电磁兼容（EMC）24专业、卓越、精准•电磁兼容的测试项目（EMI&EMS）抗扰性(EMS)6.电压跌落与中断抗扰度DIP/interruption模拟由低压、中压或高压网络中的故障所造成（短路或接地故障）的电压瞬时跌落和中断；以及由连接到电网的负荷连续变化引起的电压变化。7.工频磁场辐射敏感度试验PMS（Powerfrequencymagneticsusceptibility）检验电子电气产品对工频磁场的抗扰性。注意：除了以上常用的几项测试外，还包含有阻尼振荡、衰减振荡、高频噪音等抗扰测试项目电磁骚扰测试之辐射骚扰(CISPR16-2-3)25专业、卓越、精准•测试整体结构图暗室内部结构放大器，滤波器电磁骚扰测试之辐射骚扰26专业、卓越、精准•整体模拟图电磁骚扰测试之辐射骚扰27专业、卓越、精准•样品摆放（参考EN55022）电磁骚扰测试之辐射骚扰28专业、卓越、精准•限值换算E=E1+20lg(d1/d)E:标准规定的场强限值E1:按实际测量距离修正后的场强限值d1:标准规定的测试距离d:实际的测试距离举例：EN55022要求30MHz-230MHz,在10m测试距离的限值为30dBuV/m,那么在3m法电波暗室测试时，其对应的限值为：E=E1+20lg(d1/d)=30+20lg(10/3)=40.4dBuV/m•必要的测试设备暗室（开阔场）（GB6113.104ORCISPR16-1-4）29电磁骚扰测试之辐射骚扰实验场地周围的环境应能够确保受试设备的骚扰场强测试结果的有效性和可重复性。对于那些只能工作在使用现场受试设备，须另行规定。正常情况下，骚扰场强的测量是在开阔实验场地上进行的。该开阔实验场地具有空旷的水平的地势特征。这种实验场地应避开建筑物、电力线、篱笆和树木等，并应远离地下电缆、管道等，除非他们是受试设备供电和运行所必须的。•必要的测试设备暗室（替换场）（GB6113.104ORCISPR16-1-4）30电磁骚扰测试之辐射骚扰装有吸波材料的屏蔽室，可做到免收气候和周围环境电平的影响，而作为替代场地进行辐射发射的测量。什么样的暗室是被认为合格的？对于可替换的实验场地，通过在受试设备所占有的整个空间内进行多次NSA（归一化场地衰减）测量，所有的NSA测量的结果都应落入±4dB的误差预算中，才可认为该替换试验场地的实用性与靠阔试验场地是等效的。•必要的测试设备天线(GB6113.104ORCISPR16-1-4)31电磁骚扰测试之辐射骚扰标准要求需要采用平衡偶极子天线进行测量。在30-80MHz频段内用等于80MHz谐振长度（半波长）的天线；在80-1000MHz频段内用等于测量频率谐振长度的天线。实际测试中，可以用宽带天线来简化测试过程30-300MHz，用双锥天线300-1000MHz，用对数周期天线•必要的测试设备天线(GB6113.104ORCISPR16-1-4)32电磁骚扰测试之辐射骚扰•必要的测试设备天线(GB6113.104ORCISPR16-1-4)电磁骚扰测试之辐射骚扰33•必要的测试设备接收设备(GB6113.101ORCISPR16-1-1)电磁骚扰测试之辐射骚扰进行辐射骚扰测试时，测试接受设备就必须要包含以上几个检波器34•必要的测试设备接收设备(GB6113.101ORCISPR16-1-1)电磁骚扰测试之辐射骚扰35•必要的测试设备频谱分析仪(GB6113.101ORCISPR16-1-1)电磁骚扰测试之辐射骚扰滤波器频率基准对数放大器RF输入衰减器混频器IF滤波器检波器视频滤波器本地振荡器扫频发生器IF增益输入显示36•测试设置(EN55022/GB9254)电磁骚扰测试之传导骚扰EUTLISN80cm80cm40cmReceiverSystemSimulatorCommonAntennaPulseLimiter基地铝板基地铝板37•样品摆放(EN55022/GB9254)电磁骚扰测试之传导骚扰38•必要的测试设备LISN(ISN)(GB6113.101ORCISPR16-1-2)电磁骚扰测试之传导骚扰39•接收设备(EN55022/GB9254)电磁骚扰测试之传导骚扰40•放电方式(EN61000-4-2/GB17626.2)电磁骚扰测试之静电放电抗扰度静电放电直接放电间接放电空气放电接触放电HCPVCP接触放电为优先选择的实验方法，空气放电则用在不能使用接触放电的场合中41•直接放电方式(EN61000-4-2/GB17626.2)电磁骚扰测试之静电放电抗扰度除非有特殊说明，静电放电只施加在正常使用时人员可接触到的受试设备的点和面，且以下情况除外（即以下情况不施加放电）1.维修时，最终用户保养时才能触及得到的点和面2.设备安装固定后或按使用说明使用后不再能接触到的点和面3.外壳为金属的同轴连接器和多芯连接器可接触到的点（只对外壳施加）对于连接器外壳有无涂层，涂层是否绝缘的放电方式，可参考标准要求。测试注意点：1.单次放电的时间间隔至少为1s（初始放电可通过20次/s或以上放电重复频率来进行试探的方法加以选择）2.空气放电时，放电电极的原型放电头应尽可能快地接近并触及受试设备（不造成机械损坏）。每次放电之后，应将放电电极从受试设备一开。3.放电时，静电发生器的放电回路电缆与受试设备的距离至少保持0.2m。4.静电发生器应保持与实施放电的表面垂直42•间接放电方式(EN61000-4-2/GB17626.2)电磁骚扰测试之静电放