EMS测试项目及相关法规介绍

EMSSeriesIntroduction电磁耐受量测技术•PCEG電子R/DLabagency•戴林軍•2004年4月6日定义:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何设备构成不能承受的电磁扰动能力ElectromagneticCompatibility(EMC):Abilitytooperatein,andnotoverlycontributeto,anenvironmentofelectromagneticradiation1系统产生的电磁扰动的程度低于一定的标准要求,不至于妨碍其它电器设备的正常工作;2系统具有一定的固有抗电磁扰动的能力,在不超过标准要求的电磁扰动的环境下正常工作.ElectromagneticInterference(EMI):ElectromagneticenergyemanatingfromonedevicewhichcausesanotherdevicetohavedegradedperformanceElectromagneticSusceptibility(EMS):Toleranceinthepresenceofelectromagneticenergy(performancedegradationduetoelectromagneticenergy)EMC=EMI+EMS基本概念电磁环境为什么要进行EMS抗扰度测试？日常生活现象：1DVD播放时电视显示出现雪花点或抖动！2在网吧手机没有信号了！！3手按键盘时显示器显示不稳定！！！4手握黑白电视天线接收效果更清晰！！！！为什么要进行EMS抗扰度测试？军事卫星通讯现象：1近期太阳黑子活动造成某些地区卫星通讯中断！2电磁波干扰雷达系统！！3航天器受雷击波的影响！！！电磁环境电磁环境抗扰度测试-I传导辐射静电脉冲群浪涌抗扰度测试抗扰度测试-II工频磁场脉冲磁场跌落振荡波各类电源抗扰抗扰度测试StandardTestItemsCapabilitySpecialityRadiationEmissionTestY30MHz~1GHzConductionEmissionTestY150kHz~30MHzEN61000-3-2PowerLineHarmonicTestYEN61000-3-3PowerFlickerTestY150kHz500kHz1.4MHz30MHzEN61000-4-2ESDTestY0.7~1/60ns600MHzAir+8kvContact+4kvEN61000-4-3RadiationSusceptibilityTestN80MHz~1GHz3v/mEN61000-4-4EFTTestY5/50nsTr/Th100MHzPowerLine+1kvSignalLine+0.5kvEN61000-4-5SurgeTestY1.2/50ms350kHzP-P,P-N+1kvP-PE,N-PE,P+N-PE+2kvEN61000-4-6ConductionSusceptibilityTestN150kHz~80MHzEN61000-4-8PowerFrequencyMagneticFieldY50HZ1A/M~100A/MEN61000-4-11PowerLineVoltageDip/InterruptY0%0.5T;40%10T,70%50TEN61000-4-12RingWaveTestYTr:0.5usor75nsEN55022ITE:InformationTechnologyEquipment资讯类产品测试项目Bytestitems测试项目之定义测试标准试验信号特性测试架构测试程序测试结果之不确定因素(一）ElectrostaticDischargeEN61000-4-2ESDIEC/EN61000-4-21998GB17626.21998ElectrostaticDischarge静电放电Purpose:ToevaluatetheimmunityabilityforequipmentsubjectedtoStaticdischarge模拟设备在正常使用过程中对静电的抗扰动能力.*具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起电荷转移*静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差，会产生放电电流。*静电放电产生的电磁场幅度很大,频谱极宽（从几十兆到几千兆），对电子产品造成干扰甚至损坏.静电之产生物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子核而侵入其他的原子,即造成不平衡，带上电荷.任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。兩絕緣體互相接觸摩擦，造成電子轉移，當兩物體又分開，電子可能不會回到原來的物體內，造成兩物體會帶正或負電IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998在乾燥之環境下，建立起靜電電荷之機會較高，特別是當相對濕度低於35%時。當提供靜電電荷一個對地之路徑時，靜電放電(ESD)就會發生。ESD最有機會發生之環境，像是在辦公室中，其空調系統可能將相對濕度降至35%以下。如果使用人造材質之地毯，當人體在地毯上行走之磨擦動作就會使人體帶電。典型的電壓可高達15kV。接觸到個人電腦，就很有可能產生ESD，因之造成其內部元件之損壞靜電放電IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998人在地毯上走，鞋底(絕緣體)因為接觸又與地毯分開，變成帶電。此電荷轉移至人體(導體)。人體接觸到金屬物質，靜電放電產生。在絕緣體中產生電荷藉由接觸或感應之方式，此電荷轉移至導體上。此導體接近一個金屬物體，造成靜電放電發生。靜電放電產生IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998HumanBodyvehicleCS=upto10000pFVupto400kVW=approx1600JCS=100to150pFVupto16kVW=approx12mJ静电负荷IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998测试等级电压等级ContactdischargeAirdischarge1+/-2+/-22+/-4+/-43+/-6+/-84+/-8+/-15开放等级（产品规格定义）红色部分为为CE标准测试等级静电产生电路IEC/EN61000-4-21998GB17626.2199850Mohm:充电电阻330ohm:脉冲持续时间形成电阻ESD产生器规格IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998ESD产生器放电回路导线一般为2m，且波形须符合规格输出电流典型波形IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998上升时间:脉冲首次达到10%峰值的瞬时与随后达到90%峰值的瞬时时间间隔ESD特性参数IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998放电方式接触放电Contactdischarge对正常使用过程中人手可触摸的金属表面进行放电。先枪头垂直接触金属表面，再实施放电，对未特殊说明之表面金属绝缘烤漆部分，应先用尖头戳穿烤漆。空气放电Airdischarge对非金属表面，缝隙进行放电。先触发放电开关，再快速靠近并触及待测部位后移开重新触发。测试场地要求1接地参考平面，最小厚度0.25mm（铜或铝）,其他金属材料至少0.65mm最小尺寸1m*m,实际尺寸取决于受试设备大小，每边至少伸出受试设备或耦合板0.5m,并与保护接地相连。2受试设备与实验室墙壁和其他金属性结构之间最小距离1m。3不容许受试设备不容许有其他附加的接地连接线4耦合板应采用和接地参考平面相同的金属和厚度，且每端经过一470Kohm电阻与接地参考平面连接。电阻能耐受放电电压且具有良好绝缘和防止电荷积累，避免对接地参考平面短路。IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998环境条件气候条件空气放电试验，气候条件应在下述范围内：-----环境温度：15度~35度-----相对湿度：30%~60%-----大气压强：86kPa~106kPa电磁环境实验室的电磁环境不应影响实验结果。IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998桌上型设备测试架构IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998落地型设备测试例IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998受试设备与电缆用厚度约0.1m的绝缘支架与接地参考平面隔开施加於EUT在正常使用时時，人接触得到的位置及表面可使用20次/sec功能，来预先选择测点在预选点上，施加至少10次单点放电，间隔约1秒接触放电前，须先將放电头接触EUT,有烤漆处须用尖头戳穿烤漆层，再放电测试空气放电时，使用圆形放电头，触发开关后，以尽快速度接触EUTESD放电枪应与EUT保持至少0.2m距离对垂直和水平耦合板放电采用接触放电EUT的放电实施IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998测试结果判定试验结果按受试设备的运行条件和功能规范进行如下分类：A在技术要求限值内的性能正常B功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复C功能或性能暂时降低或丧失，但要求操作人员干预或系统复位D因设备（元件）或软件的损坏或数据丢失而造成不能自行恢复至正常状态的功能降低或丧失此结果判定等级适用于EMS所有项目测试结果判定！！！IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998测量结果不确定因素静电发生器的特性，精度（电压，电流，波形）环境湿度/温度，特别是对空气放电的影响测试的设置，EUT的摆放位置放电枪操作的姿试，测试的选点IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998IEC/EN61000-4-21998GB17626.21998图例（二）RadiationSusceptibilityEN61000-4-3RS电磁耐受测试IEC/EN61000-4-3：1995GB/T17626-3:1998RadiationSusceptibilitytest(RS)验证电气,电子设备的电磁场辐射抗扰度测试模拟各种辐射干扰源手持式无线电收发机无线广播电台电视发讯器汽车无线电发讯器各种工业电磁干扰源频率范围：80MHz～1000MHz实验等级IEC/EN61000-4-3：1995GB/T17626-3:1998测试设备无响室(AnechoicChamber)：具有合适的尺寸,能维持相对受试设备有足够维持标准场强，裝上的吸收材料可衰减內部反射EMI滤波器：在连接线路上，不产生振荡效应RF信号产生器：能涵盖要测试的频率，振幅被1KHz正弦波调制至80%，具有自动扫描能力(1.5×-3decade/s)，使用低通或帶通滤波器以解決監視(接收)信号装置，受谐波干扰问题IEC/EN61000-4-3：1995GB/T17626-3:1998功率放大器：放大信号以驱动天线至需求的场强等级，放大器产生的谐波和失真电平比载波电平至少低15dB.场强产生用天线：双椎形天线(20MHz～300MHz)对数形天线(80MHz～1000MHz)场强监测用天线：0.1m長度以下的双极式天线,具有足够抗扰度能力附属装置：记录功率等级，用于记录试验规定场强所需功率电平和控制产生试验场强的电平测试设备IEC/EN61000-4-3：1995GB/T17626-3:1998测试设置连线3m,卷绕成1m长导线均匀场区域吸收铁心或EMI滤波器于半无响室，需铺吸收材料以降低地板反射场发射天线非导体桌子连线大于3m或无规时外露长度为1mIEC/EN61000-4-3：1995GB/T17626-3:199875%以上(12点)的振幅