(完整版)EMC测试及设计

工业设备的EMC测试及认证1.EMC简介EMC（ElectromagneticCompatibility）国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义为：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰。EMI:指机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；EMS:指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。2、电磁兼容标准的制订电磁兼容标准主要通过标准化组织来制订。国际上主要标准化组织和标准国家或组织制定单位标准名称IECCISPRCISPRXXTC77IECXXXXX欧共体CENELECENXXXXX美国FCCFCCPartXXMILMIL-STD.XXX德国VDEVDEXXX日本VCCIVCCIIEC61236-1（GB/T18268）中引用的基础标准发射（Emission）：-GB4824（IDTCISPR11）工、科、医（ISM）射频设备电磁兼容骚扰特性限值和测试方法；-GB17625.1（IDTIEC61000-3-2）谐波电流发射限值的测试；-GB17625.2（IDTIEC61000-3-3）电压波动和闪烁的限值的测试；-GB4343.1（IDTCISPR14-1）电磁兼容-家用电器、电动工具盒类似器具的要求-第一部分：发射抗扰度（Immunity）-GB17626.2（IEC61000-4-2）静电放电（ESD）抗扰度的试验；-GB17626.3（IEC61000-4-3）辐射（射频）电磁场抗扰度试验；-GB17626.4（IEC61000-4-4）电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验；-GB17626.5（IEC61000-4-5）浪涌（冲击）抗扰度试验；-GB17626.6（IEC61000-4-6）射频场感应的传导骚扰抗扰度试验；-GB17626.8（IEC61000-4-8）工频磁场抗扰度试验；-GB17626.11（IEC61000-4-11）电压跌落、短期中断和电压变化抗扰度试验抗扰度要求抗扰度试验要求在表1中给出；预期用于工业场所设备的特殊要求在表2中给出；用于具有受控电磁环境的实验室或试验和测量区域设备要求在表3中给出；预期用于工业场所设备--工业场所是指以一个单独的供电网络为特征的场所，在多数情况下由一个高压或中压变电器馈送，专用于给制造或类似工厂输电的设施供电，并且具备下列一个或多个条件大的感性或容性负载的频繁切换；强电流和相应的磁场；存在工业、科学和医疗（ISM）设备；用于具有受控电磁环境的实验室或试验和测量区域设备实验室或试验和测量区域是一个专用于分析试验和服务的区域该范围内的设备。该范围内的设备必须经过培训的人员操作。受控电磁环境特征：通过设备用户或设施设计设别和控制电磁兼容性威胁。EMC测试需求工业设备抗扰度测试序号实验项目端口基础标准测试等级性能判据1ESD（静电放电）外壳IEC61000-4-2接触放电:±4kv；空气放电:±8kv；B2RS（射频电磁场的辐射抗扰）外壳IEC61000-4-380MHz-1000Mz,10v/m;1.4GHz-2GHz,3v/m;2GHz-2.7GHz,1v/m;A3EFT（电快速瞬变脉冲串）电源、I/O信号/控制IEC61000-4-4电源端口：2kv；I/O信号/控制：1kv；B4Surges（浪涌）电源、I/O信号/控制IEC61000-4-5电源端口：线-线：1kv；线-地：2kv；BI/O信号/控制：线-线：0.5kv；线-地：1kv；B工业设备抗扰度测试序号实验项目端口基础标准测试等级性能判据5CS（射频电磁场感应的传导抗扰）电源、I/O信号/控制IEC61000-4-6150kHz-80MHz：10vA6工频磁场外壳IEC61000-4-830A/mA7DIPS（电压暂降、短时中断和电压变化）交流电源端口IEC61000-4-110%0.5周期;B0%1周期;B70%25周期C0%250周期C性能判据对于EMI测试结果是以是否达到某个限值要求为准则；对于EMS试验，性能判据可分为下面3个等级判据A：试验时，设备性能正常，可以正常工作；判据B：试验时，功能或性能暂时降低或散失，当能自行恢复；判据C：试验时，功能或性能暂时降低或散失，但需要人工干预或系统恢复。静电放电抗扰度测试ESD目的：试验单个设备或系统的抗静电干扰能力；模拟：1）操作人员或物体在接触设备时的放电；2）人或物对邻近物体的放电。静电放电抗扰度试验试验环境环境温度：15-35℃相对湿度：30-60%大气压力：86-106kPa测试方法示意图：静电典型波形及电极测试方法接触放电：测试等级±4kv；对着EUT导体表面和耦合板进行测试；如：金属簧片、机壳、按键、螺丝等。空气放电：测试等级±8kv；对着EUT的孔、缝隙和绝缘表面进行测试。如：按键边缘的缝隙或面板各端口的缝隙等ESD试验判据试验结果判定判据A：试验时，设备性能正常，可以正常工作；判据B：试验时，功能或性能暂时降低或散失，当能自行恢复；判据C：试验时，功能或性能暂时降低或散失，但需要人工干预或系统恢复。测试评估：对于情形A和B，判为合格，C情况为不合格；传导抗扰度CS试验目的：考察电子和电气设备对来自9kHz~80MHz频率范围内射频发射机电磁骚扰的抗扰度要求。设备通过电源线、控制线或信号线等与射频场相耦合。CS试验等级CS试验等级选择CS试验示意图CS试验判据判据为A等级：设备性能正常，可正常工作，无任何异常。EFT/B目的：评估电气和电子的供电电源端口、信号、控制端口在受到重复性快速瞬变干扰时的性能确定一个共同的能再现的评定依据。本试验是为了验证电气和电子设备对来自切换瞬态过程的各种类型瞬变骚扰的抗扰度。EFT/B模拟对感性负载的切换（如继电器、接触器）；对高压开关的切换（如真空开关等）设备的干扰。放电波形：5ns/50ns(上升时间5ns，半波时间50ns)的脉冲串，脉冲持续时间15ms，脉冲周期为300ms。特点：上升时间快、持续时间短、能量低，但较高的重复频率。脉冲串概略图EFT波形接50Ω负载时单个脉冲的波形试验等级试验等级选择EFT测试方法示意图EFT测试判据试验结果判定判据A：试验时，设备性能正常，可以正常工作；判据B：试验时，功能或性能暂时降低或散失，当能自行恢复；判据C：试验时，功能或性能暂时降低或散失，但需要人工干预或系统恢复。测试评估：对于情形A和B，判为合格，C情况为不合格；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：上升时间慢（相对EFT）、持续时间较长、能量大组合波波形浪涌等级试验等级选择浪涌试验判据试验结果判定判据A：试验时，设备性能正常，可以正常工作；判据B：试验时，功能或性能暂时降低或散失，当能自行恢复；判据C：试验时，功能或性能暂时降低或散失，但需要人工干预或系统恢复。测试评估：对于情形A和B，判为合格，C情况为不合格；电压跌落与中断抗扰度DIP、interruption模拟由电压、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变化引起的电压变化。试验波形电压跌落和中断试验判据CISPR11标准发射要求CISPR11标准将工科医设备分为Group1和Group2两组。-Group1：为发挥其自身功能的需要而有意产生和（或）使用传导耦合辐射能量的所有工科医设备；-Group2：包括放加工和弧焊设备，以及为材料处理而有意产生和使用电磁辐射能量的所有工科医设备；同时将工科医设备分为A类和B类设备；EN61236发射要求测量、控制盒实验室用电设备分为A和B两类。B类：指家用和（或）直接连接到住宅低压供电电网实施中使用的设备；A类：指非家用和（或）不直接连接到住宅低压供电网设施中使用的设备。RE辐射发射试验目的：测试EUT通过空间传播的电磁能量；仪器：接收机；双锥天线等场地：--开阔场地--半电波暗室辐射发射限值传导发射测试沿着导体传播的电磁干扰。测试设备对公共网络干扰情况；测试端口：电源端口、I/O输入输出端口测试仪器：屏蔽室、接收机、LISN、ISNCE测试配置图A类设备CE测试限值THANKS！！