(完整版)EMC测试及整改对策

智能服务机器人EMC测试及对策东莞信测科技有限公司EMC实验室Alan狐浆赂讣捐缸虽哗鳞镍碟俐剿差赚技彭婴奠纂瑚抉枚黎稽曾椿叹评息纺几EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•EMC即电磁兼容：EMC是英文ElectromagneticCompatibility的缩。•在我们生活、工作的环境中，时时刻刻都存在着各种各样的电磁能量，这些电磁能量可能会使电子设备的运行产生不应有的响应。我们把电磁能量对电子设备的这种影响称之为电磁干扰。电磁兼容就是研究电磁干扰的一门技术，对电磁兼容通俗的解释是：•这种技术的目的在于，使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下，既不受电磁环境的影响，也不会给环境以这种影响。换句话说，就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏，也不会在周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作。•电磁环境：即系统或设备的工作环境。即使相同种类的设备也可能运用在不同的电磁环境中，对于应用在不同环境中的设备，对它们的电磁兼容要求也可能不是一样的。离开了具体的电磁环境，谈电磁兼容没有什么实际意义。流斌逊舟舌识钦墨奔拧概犯粗秒秉甚痊涝酚榨奔妓赏威修遵鸭宝碗喂委寝EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMC=EMI(电磁干扰）+EMS(电磁敏感度）EMI电磁干扰：即处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量；测试项目：CE(传导);RE（空间辐射);Harmonic(谐波)；Flicker(电压波动)。EMS电磁敏感度：即处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，或者说设备或系统对于一定范围内的电磁能量不敏感，能按照设计性能保持正常的运行测试项目：ESD(静电)；EFT(快速瞬变脉冲群)；SURGE(浪涌冲击)；C/S（传导骚扰抗扰度）；R/S(辐射抗扰度)；DIPS(电压跌落与短时中断)；PFMF(工频磁场，带有霍尔元器件)辫忍蝶瘴鞠昨冲容盐置租簿陈信线或溯莉夜荫托帕棘症冬篮范始思筷队蹄EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMC测试部分欧盟CE认证要求EMC认证标准：EN55022-信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法EN55024-信息技术设备抗扰度限值和测量方法EN61000-3-2-谐波电流发射限值EN61000-3-3-电压波动和闪烁的限值测试项目：EMI+EMS测试电压：230V50Hz斧甘艰献涩赏镐做筷高耿颂汁墩缨瞬酗荡匝糖金骚浅除蝗颗讥虏犁卤嵌苏EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMC测试部分美国FCC认证要求申请项目：FCC-VOC测试项目：CE(传导);RE（空间辐射）测试电压：AC120V60Hz测试标准:FCCPART15B撂拭请搀察狡聚娱辈和私诣菌席庇勋订森配佬狙佳抬须逾灯值椰泅棕遵幸EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMI测试各项目简介•传导骚扰测量方法（150KHz-30MHz)•发射限值对沿导线传播的电磁骚扰进行符合性试验•骚扰类型：共模；差模；•差模电压主要在电源网络上测量，共模电压（或电流）主要对信号和控制线进行测量。状够足箍翔窗桌苯怠涣郎爹秆袍剃奶穗盼杏协蚂却淬捣裔摸韧丛辰餐港叁EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMI测试项目•空间辐射•测试频率：30MHz-1GHz•测试场地：3m或10m半电波暗室•接收天线：周期对数天线，测试垂直和水平两个极化馆鲁姓觅樊于轩蜒考韦谎训她姥吕灶港痔郭两隔贤切铜略橱抑虽懈娘迭凋EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目性能判定等级：A在制造商、申请方或购买方所规定正常性能的范围内；B在骚扰停止后，功能暂时性丧失或性能降低的现象停止，并且无需操作人员介入，即能自动恢复到正常情况。C功能暂时性丧失或性能降低的现象需由操作人员介入才能恢复；D由于硬件或软件的损坏、数据丢失，功能丧失或性能降低的现象不能恢复。恭莱茁皇宜讶堂刹够摈埂周苑数霖抖硒盒吃氮狠踩突兹瓤闰沾榷搓烘探盎EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•ESD静电•静电放电：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•评估电气和电子设备遭受来自操作者和对邻近物体的静电放电时的性能•对于不带地线的产品需用两端串有470KΩ电阻的接地放电线，边测试边放电，以免电荷积累，产生倍压。•接触放电（4KV)是首选的试验方法，对机壳的每一可触及的金属部件（不包括接线端）进行20次放电（正负极各为10次）。在不能进行接触放电的部位可使用空气放电(8KV)，放电施加于水平或垂直耦合的平面上•注：“可触及的”是指包括用户维修在内的正常工作情况下的可触及。•气候条件•温度：15℃~35℃•湿度：30%~60%•大气压力：86kPa~106kPa•性能判定等级：B毁赎喘翅爹寿找虞勾精缀徽迹烤磺奎砷串纱酵滚威泞贺榆眯挣虎华篓完冷EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•测试图片漆直梨埃吁咬沤凹戊赁则辨毛岩透趟模莉勃樊忍桑钡摸潮晋捐锈傻私酉卉EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•EFT/B电快速瞬变脉冲群•为了验证电气和电子设备对来自切换瞬态过程（切断感性负载，继电器触点弹跳等）各种类型瞬变骚扰的抗扰度•重复性快速瞬变实验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口，信号和控制端口的试验。试验的要点是瞬变的短上升时间，重复率和低能量•试验电压：1kV（峰值）•上升时间/持续时间：5/50ns•重复频率：5kHz•性能判据：B啡蒲赢罐然笔耿毯神林蚤寸镐葛荔宫服奄生代锗姬兔论娜胜蹭糖碱及耘规EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•Surge浪涌（冲击）•浪涌（冲击）：沿线路传送的电流，电压或功率的瞬态波。其特性是先快速上升后缓慢下降•设备对由开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌（冲击）的抗扰度要求，目的是建立一个共同的基准以评定设备在遭受来自电力线和互联线上高能量骚扰时的性能。•测试波形：组合波，产生1.2/50us的电压浪涌（开路状态下）和8/20us的电流浪涌（短路情况），此时信号发生器的等效输出阻抗为2Ω。•试验电压：线-线1KV线对地2KV•性能判断：B宾悍帆揉屯煞粒梆嘿烬复蔡簧活声痹磷鳖吹疗玄回惩旨咸钥补棚鸯宙须膘EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•测试图片俩序撞亭跌范蕴眷摸辈便帽泊旨恒洽窒二施毁舔董辰阅涟猴物五容须顾鲜EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•R/S辐射抗扰度•电磁辐射，例如操作维修人员及保安人员使用的小型手持无线电对讲机、固定的无线电广播发射机、电视台的发射机、车载无线电发射机以及各种工业电磁源均会频繁地产生射频电磁辐射，影响电子设备的工作。•测试频率：80MHz~1GHz•3V/m实验场强用1kHz的正弦波对未调制信号进行深度为80%的幅度调制•目的：是模拟语音对载波信号的幅度调制。•实验场地：全电波暗室•性能判据：A桨喝寄蹬松卤怕崇回要羚含蜕浚恍竞冲削毙拨绑悼矩犯痞能轻字原梭撰床EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•测试照片渤踌票涕捻持萨苇弓碌租似筒蚌胁馋矽喊呐四芥搓壬作空绅婶防尼材鹅掷EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•C/S传导骚扰抗扰度•设备对来自9KHz~80MHz频率范围内射频电磁骚扰的传导骚扰抗扰度要求，设备至少通过一条连接线缆（如电源线，信号线，地线等）与射频场相耦合，实际实验频率通常采用150KHz~80MHz.•3V(rms,未调制）调幅幅度80%AM(1KHz正弦波）•性能判据：A•测试图片捅相俗神漏夜撒辖弗鸥诺呼枉薯冀乖侮笔删浑噪吭谤腾娱藩汇弦增澡疹女EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•DIPS电压跌落与短时中断和电压变化•电压暂降：在电气系统某一点的电压突然下降，经历半个周期到几秒钟的短暂持续期后恢复正常。•短时中断：供电电压消失一段时间，一般不超过1min.短时中断可以认为是100%幅值得电压暂降。•电压变化：供电电压逐渐变得高于或低于额定电压，变化的持续时间相对周期来说，可长可短。•是由电网，电力设施的故障或负荷突变出现大的变化引起的•有些设备对电压的渐变比对电压的突变更为敏感，为了保护和存储内部存储器的数据，大多数数据处理设备装有内置式断电检测器，以便在电源电压恢复后，设备按正确的方式启动。铱蔑衣属五界袖异袱杂惮害孜沛恳要垢酸麦陀醇皆郡瞬爆契英扮采衣痒姆EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•测试图片曳闹辈究慌里箱塌辛毯蛀范锅娶芭坛溪水努叼味妊遣至熙盼阜乎焙姜评减EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMS测试项目•PFMF工频磁场•设备所处于的磁场可能影响设备和系统的可靠性•工频磁场是由导体中的工频电流产生的，或极少量的由附近的其他装置（如变压器的漏磁通）所产生。•试验磁场波形为工频正弦波形•性能判定等级：A•该测试仅适用于包含易受磁场影响元器件的设备，如霍尔元件或磁场传感器。•测试时，EUT放置在环的中心位置，分别测试XYZ三相位的抗扰度。•针对机箱端口抗扰度50HZ或60Hz，1A/m(rms)•该测试仅适用于包含易受磁场影响元器件的设备，如霍尔元件或磁场传感器。硕侧庇玲否逆踞丧趾含叶衷殃锤膝荷浙衙祷即吗宦鸵帕山到脖彼盒迅帘辕EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•测试图片迁羞液葬枝省遮薪圭韧渣剧誓篡璃谓窄无腆妹渴健膜妮擞搬剖观苔姿都刽EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EN61000-3-2/-3谐波电流/电压波动和闪烁•谐波电流:将非正弦周期性电流函数按傅立叶级数展开时，其频率为原周期电流频率整数倍的各正弦分量的统称。谐波电流也是其频率为原周期电流频率整数倍的各正弦分量的统称。•一般来说,理想的交流电源应是纯正弦波形,但因现实世界中的输出阻抗及非线性负载的原因,导致电源波形失真,如(图一).若电压频率是60Hz,将失真的电压经傅立叶转换分析后,可将其电压组成分解为除了基频(60Hz)外,倍频(120Hz,180Hz,…..)成份的组合.其倍频的成份就称为谐波:harmonic.而近年来整流性负载的大量使用,造成大量的谐波电流,也间接污染了市电,产生电压的谐波成份.另外一些市售的发电机或UPS本身输出电压就非纯正弦波,甚至有方波的情形,失真情形更严重,所含谐波成份占了很大的比•电压波动：一系列电压变动或连续的电压偏差•大功率的装置运行会导致电网电压的波动，电压波动和闪变的危害表现在:①照明灯光闪烁，引起人的视觉不适和疲劳，影响工效;②电视机画面亮度变化，垂直和水平幅度摇动;③电动机转速不均匀，影响产品质量;④使电子仪器、电子计算机、自动控制设备等工作不正常;⑤影响对电压波动较敏感的工艺或试验结果。涣踌寻敲焊惩嚷观彝睁博拖援者英釜诽瘫咒幸哲两鹃桌涯柔玖汛茸逾锅梅EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•测试图片炳函搔十是秩适淡底研垦婉裳颇蝎虎挡郝灭涕掏苞科虐凌呸除岩喝沫眉秸EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策EMC整改设计机器人带外置适配器给内置电池充电功能，解决适配器EMC的问题，可以让EMC认证事半功倍，建议找通过EMC认证及测试的适配器供应商提供。机器人内置电池供电工作状态需要测试的项目：RE(空间辐射）；ESD(静电）；R/S(辐射抗扰度）。这三个测试项目比较容易出现问题，接下来将重点放在这三个项目的整改设计对策上。殆惶逢山应削秒露制榨戚辕藉揣贾磺堤咽胆宗捶韦拂碧旨定交姿爆此酥准EMC测试及整改对策EMC测试及整改对策•机器人产品容易产生电磁辐射干扰源的重要部位及整改前期注意事项•一，伺服舵机，可分带碳刷的直流电机和无刷电机，无刷电机电磁辐射由于不像带碳刷的电机，工作时不会产生火花，电磁辐射不会很大，主要干扰源可能来自马达驱动控制部分的晶体三极管或场效应管，整改对策可以在管脚上预留贴片磁珠的位置。带碳刷的直流电机由于运行会产生火花，其电磁辐射的干扰还是存在的，整改对策可以在电机的正负极之间和正负极对电机金属外壳地各并104贴片电容，在