EMC电磁兼容基本介绍(一)

电磁兼容（EMC））基本介绍2008电磁兼容------目录EMC技术概论EMC测试项目与相关标准EMC相关基础理论EMC整改常用元件选择与应用EMC干扰抑制对策结束一、EMC技术概论1.EMC重要性2.EMC基本概念3.EMC测试标准4.EMC认证介绍1.EMC重要性进军各个市场的必要条件目前很多国家和区域联盟都要求进入其市场的产品必须符合相应的EMC标准，并通过相应的认证。例如：美国FCC认证日本VCCI认证欧盟CE认证中国大陆3C认证1.EMC重要性进军各个市场的必要条件有关指令要求加贴CE标志的工业产品，没有CE标志的，不得上市销售，已加贴CE标志进入市场的产品，发现不符合EMC要求的，要责令从市场收回，持续违反指令有关CE标志规定的，将被巨额罚款或永久禁止进入欧盟市场。1.EMC重要性产品入网认证要求目前虽然很多产品没有强制认证要求，但是在市场招标或者是进行入网测试时同样会有相关的电磁兼容指标强制要求。例如：军用产品进入部队进行装备时候需要通过军标：GJB151A-97；铁路设备进行入网测试电磁兼容标准要求：TB/T3073-20031.EMC重要性产品内部电路兼容问题汽车电子处于一个充满噪声的工作环境：环境温度范围为－40度到125度；振动和冲击经常发生；有很多噪声源，如刮水器电动机、燃油泵、火花点火线圈、空调起动器、交流发电机线缆连接的间歇切断，以及某些无线电子设备，如手机和寻呼机等，因此汽车电子必须具有优秀的电磁兼容(EMC)性能。1.EMC重要性产品内部电路兼容问题一轿车，在氧传感器附近自行加装一高音喇叭，电源线取自点火开关。事后不久，发现发动机不时出现报警现象，提取故障码为13（氧传感器），测量氧传感器的输出电压，其值在0.1～0.3V间不断变化，说明氧传感器正常，但当安喇叭时，氧传感器输出信号就发生混乱，发动机运转也瞬时失常。将喇叭拆除后，故障排除。1.EMC重要性市场应用抗干扰问题1992年，医务工作者在将一心脏病人送往医院途中，救护车上的监视器始终对她进行观察。但当医务人员一打开无线通话机请求帮助时，心机就会关闭，结果这位病人死了。分析表明：因为救护车顶已由金属材料改为玻璃钢，使监视器暴露在高场内，同时车内又安装有远程无线天线。因此证明：汽车屏蔽效能的降低与强辐射信号的结合对此设备干扰极大。1.EMC重要性市场应用抗干扰问题高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的线路纵联保护。当前随着电网容量的增大、系统电压的升高，各类电磁干扰现象比较严重。由于输电线路是高频通道的一部分，所以高压系统的断路器操作、短路故障和遭受雷击等引起的电压，就可能对高频收发讯机产生干扰，导致高频保护误动作。1.EMC重要性市场应用抗干扰问题雷击的危害2.EMC基本概念什么是电磁兼容(EMC)?术语：EMC=ElectromagneticCompatibility(电磁兼容)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事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。1）电磁干扰(EMI，ElectromagneticInterference）:由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统的性能降级。电磁骚扰：ElectromagneticDisturbance电磁发射：ElectromagneticEmission2.EMC基本概念术语：2）电磁灵敏度：(EMS，ElectromagneticSusceptibility))在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降级的特性。3）电磁抗扰度：(ElectromagneticImmunity)在存在电磁骚扰的情况下，装置或系统正常工作，不出现性能降级的能力。4）电磁环境:(electromagneticenvironment)存在于给定场所的所有电磁现象的总和。2.EMC基本概念术语：5)（骚扰源的）发射电平：emissionlevel（ofadisturbancesource）用规定的方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定电磁骚扰电平。6)（性能）降低：degradation（ofPerformance）装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。7)电磁噪声：ElectromagneticNoise一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。注：噪声与信号的区别，主要在于是否携带信息2.EMC基本概念术语：8)电磁辐射：ElectromagneticRadiationa.能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。b.能量以电磁波形式在空间传播。9)抗扰度试验电平：ImmunityTestLevel进行抗扰度试验时，用来模拟电磁骚扰试验信号的电平。2.EMC基本概念术语：10)(电磁波的)场强：FieldStrength(ofelectromagneticwave)为通用术语，常用于表示场矢量的幅值，一般用伏每米表示（V/M）也可表示磁场矢量的幅值，用安每米表示（A/M）11)电场强度：ElectricfieldStrengthA、对于无线电波的传播，定义为：电场矢量的幅值B、对交流电源线的工频电场强度的定义为：对于空间某点，位于该点的正电荷所受的力对该电荷电量的比值(当该电量趋近于零时)的极限。2.EMC基本概念术语：12）磁场强度：MagneticFieldStrengthA、对于无线电波传播，定义为：磁场矢量的幅值。B、由电流产生的磁场强度反应了电流在空间某点产生的力。其定义为：邻近一个流有电流电路的某点，在该点处的磁力在该点处的磁力(电路的每个非常小长度(长度元)的电流(电流元)都在该点产生一个非常小的磁力)是电路中所有电流元作用的矢量和。2.EMC基本概念术语：13）峰值检波器PeakDetector输出电压为所施加信号峰值的检波器。14）均方根值检波器Root--mean--squareDetector输出电压为所施加信号均方根值的检波器。15）静电放电ESDElectrstaticDischarge具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。2.EMC基本概念总结：EMC=EMI(电磁干扰）+EMS（电磁敏感度）EMC:ElectromagneticCompatibilityEMI:ElectromagneticInterferenceEMS：ElectromagneticSusceptibility2.EMC基本概念EMC常见现象1.电源快速瞬变干扰2.雷击干扰3.ESD干扰4.无线电射频干扰5.电压跌落与中断等2.EMC基本概念EMC常见现象2.EMC基本概念无线电频谱说明2.EMC基本概念常见EMC测试项目ESD：Electrostaticdischarge静电放电抗扰度试验－－IEC61000-4-2RS:Radiatedsusceptibility射频电磁场辐射抗扰度试验－－IEC61000-4-3EFT/B:Electricalfasttransientburst电快速瞬变脉冲群抗扰度试验－－IEC61000-4-4SURGE:浪涌（冲击）抗扰度试验－－IEC61000-4-5CS:Conductedsusceptibility射频场感应的传导骚扰抗扰度试验－－IEC61000-4-62.EMC基本概念常见EMC测试项目PMS:Power-frequencymagneticsusceptibility--IEC61000-4-8工频磁场抗扰度DIP/interruptions--IEC61000-4-11电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验Powerlinesinduction—-ITU-TK.20电力线感应试验Powerlinescontact---ITU-TK.20电力线接触试验2.EMC基本概念常见EMC测试项目RE:Radiatedemission辐射发射试验CE：Conductedemission传导发射试验Harmonics:--IEC61000-3-2谐波电流发射限制Flicker:--IEC61000-3-3对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制2.EMC基本概念EMC三要素干扰源造成敏感设备不能够正常工作的干扰耦合途径一般分为以下两种：第一：空间干扰耦合第二：传导干扰耦合干扰源敏感设备耦合途径2.EMC基本概念EMC三要素无论在任何条件下，只要di/dt≠0时，都会产生电磁噪声。虽然电磁骚扰不仅仅包括电磁噪声，但电磁噪声占据了电磁骚扰的主要部分2.EMC基本概念干扰源敏感设备耦合途径传导耦合辐射耦合EMC三要素：抑制措施：EMC平定指标：CS传导敏感度（传导抗扰度）CE传导发射（传导骚扰）RS辐射敏感度（辐射抗扰度)RE辐射发射（辐射骚扰度）2.EMC基本概念3.EMC测试标准EMC标准类别电磁兼容标准基础标准通用标准产品标准专用产品标准IEC61000-4-2EN61000-6-4EN55022/EN55024CISPR13/CISPR20GB19483-2004无绳电话的电磁兼容性要求及测量方法被引用到被引用到被引用到3.EMC测试标准EMC标准类别●基础标准：基础标准不涉及具体的产品，仅就现象、环境、试验方法、试验仪器和基本试验配置等给出定义及详细描述。●通用标准：通用标准给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容性要求。●产品标准：这是根据特定产品类别而制定的电磁兼容性能的测试标准。它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求的两方面内容●专用产品标准：专用产品标准通常不单独形成电磁兼容标准，而以专门条款包含在产品的通用技术条件中3.EMC测试标准EMC标准体系电磁兼容标准电源线/信号线辐射传导敏感度干扰发射辐射传导电源线信号\控制线天线端口电场磁场射频瞬态天线端口电场磁场静电放射3.EMC测试标准产品标准分类产品类别北美地区FCC认证欧盟地区CE认证中国3C认证信息技术设备FCCPATR15EN55022EN55024GB9254GB/T17618音视频设备FCCPATR15EN55013EN55020GB13837GB/T9383医疗设备FCCPATR18EN55011GB48244.EMC认证介绍CE认证欧盟（EuropeanUnion――EU）过去称为欧共体(TheEuropeanCommunities-EC)。包括：德国、法国、意大利、荷兰、比利时、卢森堡、英国、丹麦、爱尔兰、希腊、西班牙、葡萄牙以及1995年1月1日加入的奥地利、芬兰、瑞典等15个国家。下面提到的CE标记也适用于欧洲自由贸易联盟(EFTA)国家，包括：列支敦士登、挪威、冰岛。共18个国家，涉及3亿6千多万人口。欧盟CE标记4.EMC认证介绍CE认证CE是欧盟许多国家语种中的“欧共体”这一词组的所写，原来用英语词组EUROPEANCOMMUNITY缩写EC，因欧盟在法文是COMMUNATEEUROPEIA，所以称为CE认证。a.强制认证b.EMC+LVD(根据产品不同，需要满足的指令不同)c.没有工厂审查d.证书没有有效期e.可以以自我宣称的形式认证4.EMC认证介绍CE认证CE认证的要求是以指令（Directive)的形式发布要求。以下是常用CE指令：1.EMCDIRECTIVE:89/336/EEC(2004/108/EC)2.LVD(LowVoltageDirective)DIRECTIVE:73/23/EEC3.R&TTE(RadioandTelecommunicationsTerminalEquipment)DIRECTIVE:1999/5/EC4.MDD(MedicalDevicesDirective)DIRECTIVE:93/42/EEC4.EMC认证介绍CE认证4.EMC认证介绍CE认证4.EMC认证介绍FCC认证FCC是美国联邦通信委员会(FederalCommunicationCommission)的缩写，成立于1943年，它主要对无线电、通信等进行管理与控制，属政府机，有执法权。FCC认证是美国EMC强制性认证，主要针对9K—300