EMC基礎(chǔ)知識講解

會計(jì)學(xué)1EMC基礎(chǔ)知識講解目的

主要是給公司的同事們簡單介紹下EMC相關(guān)的知識。第1頁/共35頁

目錄一、EMC基礎(chǔ)知識二、EMC常見測試項(xiàng)目簡介三、EMC測試標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)組織簡介第2頁/共35頁一、EMC基礎(chǔ)知識

1、EMC是什么我們生活中的電磁環(huán)境第3頁/共35頁EMC（ElectromagneticCompatibility）定義：

在同一電磁環(huán)境中，一個(gè)設(shè)備能夠不因其它設(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對其它設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。

1：設(shè)備內(nèi)部各電路模塊之間的相容性。

2：設(shè)備與設(shè)備、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的相容性。

EMC=EMS+EMI電磁兼容

抗電磁干擾

電磁干擾第4頁/共35頁3：電磁兼容問題的三要素：（1）干擾源（2）干擾途徑（3）敏感源干擾源干擾源不一定是設(shè)備本身，也可能是大自然或者人體本身。比如說雷電和身體上的靜電。常見干擾途徑傳導(dǎo)：公共電源、公共地線、互連線輻射：通過空間傳播（感應(yīng)產(chǎn)生（電容耦合、電感耦合）、干擾源發(fā)射的電磁能量以電磁波的形式，通過空間傳播作用到敏感源上）

第5頁/共35頁2、為什么產(chǎn)品需要進(jìn)行EMC相關(guān)測試電磁干擾普遍存在電子技術(shù)日益普及越來越多的干擾源進(jìn)入電磁環(huán)境電子設(shè)備的靈敏度越來越高干擾和抗干擾成為一個(gè)日益突出的問題第6頁/共35頁?市場準(zhǔn)入的需要全球各地區(qū)基本都設(shè)置了相應(yīng)的市場準(zhǔn)入認(rèn)證用以保護(hù)本地區(qū)的電磁環(huán)境和本土產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。如：北美的FCC、歐盟的CE認(rèn)證、日本的VCCI認(rèn)證、中國的3C認(rèn)證等都是進(jìn)入這些市場的“通行證”。而要獲得這些認(rèn)證就必須讓產(chǎn)品通過相應(yīng)的EMC測試。?產(chǎn)品間穩(wěn)定工作的需要保證設(shè)備不被諸如靜電、輻射電磁場等各種形式的外來干擾影響其正常工作，保證設(shè)備不會對同一電磁環(huán)境中的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。?產(chǎn)品內(nèi)部兼容性的需要產(chǎn)品內(nèi)部各單板間是否能夠和諧的工作、電源電路是否不會對音視頻信號產(chǎn)生干擾、PCB設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)鐘電路是否會干擾控制電路等等都是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問題，也是產(chǎn)品基本功能實(shí)現(xiàn)的保證問題?？偟恼f來是為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，保證對產(chǎn)品自身和人體或其他設(shè)備不產(chǎn)生危害。第7頁/共35頁3、EMC測試項(xiàng)目EMC=EMI+EMSEMI測試項(xiàng)目

1、輻射連續(xù)騷擾--RE（RadiatedEmission）

2、傳導(dǎo)連續(xù)騷擾--CE（ConductedEmission）

3、電流諧波--Harmonic4、電壓閃爍--Flicker5、騷擾功率—DP第8頁/共35頁EMS測試項(xiàng)目1、靜電放電抗擾度（ESD）--ElectrostaticDischargeImmunity2、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度（CS）--ImmunitytoConductedDisturbances,InducedbyRadio-FrequencyFields3、射頻電磁場輻射抗擾度（RS）--Radiated,Radio-Frequency,ElectromagneticFieldImmunity4、電快速瞬變脈沖群抗擾度（EFT）--ElectricalFastTransient/BurstImmunity5、浪涌（沖擊）抗擾度（Surge）--SurgeImmunity6、電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度（Dips/I）--VoltageDips,ShortInterruptionsandVoltageVariationsImmunity7、工頻磁場抗擾度（PMS）--PowerFrequencyMagneticFieldImmunity第9頁/共35頁二、EMC常見測試項(xiàng)目簡介EMI-RE（輻射連續(xù)騷擾）

1、檢驗(yàn)設(shè)備通過機(jī)殼和各個(gè)端口對空間的其它設(shè)備的發(fā)射干擾情況是否合格。若某個(gè)頻段超標(biāo)，就很有可能會干擾到在它附近工作在這個(gè)頻段的其他設(shè)備,進(jìn)而使其無法正常工作。

2、常見測量頻率范圍：30MHz-1GHz，（燈具、微波爐類產(chǎn)品對9KHz-30MHz的磁場干擾也作了要求）1GHz以上，不同國家有不同的測試范圍要求。

3、測試方法：通過接收天線測量EUT空間發(fā)射傳播的電場干擾能量在距離3/5/10m處的最大場強(qiáng)值。

4、測試場地：半電波暗室或開闊場。注：測量時(shí)除非特別規(guī)定否則一般以在設(shè)備滿負(fù)載、滿負(fù)荷工作狀態(tài)進(jìn)行測量，以獲得設(shè)備對周圍其他設(shè)備或人體的最大干擾情況。第10頁/共35頁EMI-CE（傳導(dǎo)連續(xù)騷擾）1、測量被試設(shè)備在工作時(shí)產(chǎn)生的干擾信號，通過電源線或者通信信號線（通信端指的是針對接到公網(wǎng)的端口，如網(wǎng)口才有CE測試要求,對于接終端的信號端口如音視頻端口則無CE要求)對其他的設(shè)備的干擾是否合格。2、常見測量頻率范圍：150kHz-30MHz，燈具類CE對9KHz-150KHz也作了要求。3、測量方法：在設(shè)備的電源線與電網(wǎng)之間插入一臺人工電源網(wǎng)絡(luò)（LISN），其作用是在測試時(shí)提供規(guī)定的阻抗，并把被測電路和電網(wǎng)上的背景噪聲隔離開來，以排除外界因素的影響，進(jìn)而將干擾電壓耦合進(jìn)接收機(jī)。4、測量場地：屏蔽室第11頁/共35頁EMI-Harmonics(諧波電流)1、測量EUT在工作時(shí)向電網(wǎng)注入的諧波強(qiáng)度。諧波的來源：設(shè)備的輸入電壓為正弦波（50Hz或者60Hz），當(dāng)該電壓的輸入負(fù)載為非線性電路時(shí)，將會使得輸入電流發(fā)生畸變，即使得輸入電流不為正弦波，進(jìn)而產(chǎn)生諧波（指的是那些頻率為供電系統(tǒng)額定頻率整數(shù)倍的正弦電壓或正弦電流。例如基頻為50Hz的交流電，其二次諧波為100Hz的交流電，三次諧波為150Hz），這些諧波電流將會降低設(shè)備電源的使用效率，并且會倒灌至電網(wǎng)，對電網(wǎng)產(chǎn)生污染。注：當(dāng)受試設(shè)備功率小于75W時(shí)不需要進(jìn)行諧波測試第12頁/共35頁2、測量范圍：測試上限為基頻的40次諧波頻率。3、測量方法：將被測設(shè)備的電源端接于諧波測試系統(tǒng)EUT端口，使設(shè)備運(yùn)行規(guī)定的時(shí)間，檢測者期間受試設(shè)備產(chǎn)生的諧波值。4、測量場地第13頁/共35頁EMI-Flicker1、考量受試設(shè)備產(chǎn)生的電壓的閃爍會不會對其他的設(shè)備和人體產(chǎn)生影響。電壓波動的產(chǎn)生：電網(wǎng)中接有大量的由自動接通和切斷控制的負(fù)荷，如含有溫控器、定時(shí)器的廚房器具、電加熱器、空調(diào)器、復(fù)印機(jī)，當(dāng)自動程序控制開關(guān)進(jìn)行接通和斷開時(shí)，將引起電源負(fù)荷的頻繁變化，其結(jié)果使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動。設(shè)備電源模塊引起輸入電源的頻率產(chǎn)生變化，其中頻率變化從設(shè)備端口反灌入電網(wǎng)，會引起電網(wǎng)頻率的波動，產(chǎn)生對接入同一電網(wǎng)的其他設(shè)備和人體的傷害。第14頁/共35頁2、測量范圍：分為兩個(gè)方面的測試。電壓波動幅值、電壓閃爍程度。3、測量方法：將被測設(shè)備的電源端接于諧波測試系統(tǒng)EUT端口，按照受試設(shè)備的產(chǎn)品類型，確定測試的周期。4、測量場地第15頁/共35頁EMI-DP（騷擾功率）1、一般認(rèn)為，家用電器產(chǎn)品、聲頻功率放大器、音/視盤機(jī)、錄音機(jī)等設(shè)備，它們30MHz以上的輻射發(fā)射主要是通過與其相連的電源線和其他連接線向外輻射的。2、測量范圍：30-300M（日本做燈具的認(rèn)證時(shí)只要求DP和CE，不要求空間輻射）2、測量方法：考慮到連接線的天線輻射效應(yīng)——一般在半波長處輻射最大，30MHz對應(yīng)的半波長5m，所以測試時(shí)一般是將被測設(shè)備的電源線用同質(zhì)線纜延長至5m以上，再考慮到功率吸收鉗（及起濾波作用的輔助吸收鉗）的長度大約1m，則總長度大約為6m。3、測量場地第16頁/共35頁EMS-ESD（靜電放電）1、該模擬人或物體在接觸設(shè)備時(shí)所引起的放電（直接放電），以及人或物體對設(shè)備鄰近物體的放電（間接放電）時(shí)對設(shè)備工作造成的影響。帶靜電的物體進(jìn)行放電時(shí)會產(chǎn)生放電電流，這個(gè)放電電流會產(chǎn)生短暫的強(qiáng)度很大的電磁場。放電時(shí)產(chǎn)生短暫的放電電流和相應(yīng)的電磁場可能引起電氣、電子設(shè)備的電路發(fā)生故障，甚至損壞。靜電放電試驗(yàn)的目的就是檢驗(yàn)電氣、電子設(shè)備在遭受這類靜電放電騷擾時(shí)的性能。2、試驗(yàn)范圍：受試設(shè)備的金屬外殼和正常使用中可接觸的位置。3、試驗(yàn)方法：直接放電（接觸放電，空氣放電）間接放電（對水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行放電）4、試驗(yàn)場地：屏蔽室第17頁/共35頁EMS-RS（輻射抗擾度）1、主要是考量受試設(shè)備對周圍輻射的抵抗能力。2、常見測量范圍：80-1000MHz3、測試方法：根據(jù)產(chǎn)品類別和試驗(yàn)等級的要求對受試設(shè)備的六個(gè)面施加相應(yīng)大小的場強(qiáng)干擾，在測試過程中和測試完成后檢測受試設(shè)備是否產(chǎn)生功能性故障。4、測量場地：全電波暗室第18頁/共35頁EMS-EFT(電快速脈沖群)1、模擬電網(wǎng)中的設(shè)備開關(guān)在切換電感性負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的干擾對受試設(shè)備的影響。干擾來源：在繼電器，接觸器等器件切換時(shí)，會在電路中產(chǎn)生一個(gè)具有上升時(shí)間短，重復(fù)頻率高，能量較低的特點(diǎn)的干擾信號，這個(gè)信號可能導(dǎo)致設(shè)備的性能下降，甚至是損壞。2、測試范圍：電源端、信號端。3、測試方法：試驗(yàn)時(shí)發(fā)生器將脈沖信號疊加在電源線（通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）或通信線路（通過電容耦合夾），對設(shè)備形成干擾。4、測試場地：屏蔽室第19頁/共35頁EMS-surge1、模擬自然雷擊或者電網(wǎng)中接入大容性負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的脈沖對設(shè)備的影響。通過浪涌信號發(fā)生器模擬產(chǎn)生一個(gè)尖峰電壓，耦合到電源線和數(shù)據(jù)線上，觀察設(shè)備在這么大的感應(yīng)電壓沖擊下是否能正常的工作。干擾來源：設(shè)備的使用過程中，在發(fā)生雷電時(shí)，在電源線和信號線上可能會產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)的高峰電壓，這個(gè)電壓可能會導(dǎo)致設(shè)備性能下降甚至損壞。2、測試范圍：電源端、信號端3、測試方法：試驗(yàn)時(shí)發(fā)生器將浪涌脈沖信號疊加在電源線（通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）或通信線路（通過CDN和電容耦合），對設(shè)備形成干擾。4、測試場地：屏蔽室第20頁/共35頁EMS-CS（傳導(dǎo)抗擾）1、檢驗(yàn)設(shè)備對來自射頻場耦合到線纜上的干擾的抵抗能力。干擾來源：當(dāng)空間的電磁波的波長和設(shè)備線纜的長度可以比擬時(shí)，電磁波將會耦合在此段線纜上并產(chǎn)生感應(yīng)電壓/電流，沿著該電纜流進(jìn)設(shè)備內(nèi)部，從而對設(shè)備的正常工作產(chǎn)生干擾，上述的設(shè)備線纜包含電源線和信號線。2、測試范圍：0.15-80MHz3、測試方法：使用射頻信號發(fā)生器通過CDN或電流注入鉗等設(shè)備，將射頻電流注入到電纜或信號線中，以此模擬來自環(huán)境射頻發(fā)射機(jī)的干擾。4、測試場地：屏蔽室第21頁/共35頁EMS-PFMF（工頻磁場）1、工頻磁場試驗(yàn)主要模擬50Hz工頻電力線所構(gòu)成的磁場（如大型變壓設(shè)備附近的磁場等）對設(shè)備的影響，對此項(xiàng)試驗(yàn)較敏感的主要是帶線圈的設(shè)備如CRT（陰極射線顯像管）。干擾來源：工頻磁場是由導(dǎo)體中的工頻電流產(chǎn)生的，或由附近的其他裝置（如變壓器漏磁通）所產(chǎn)生。2、測試范圍：對受試設(shè)備的X、Y、Z三個(gè)面進(jìn)行干擾試驗(yàn)。3、測試方法：試驗(yàn)中的磁場波形為正弦波，采用的是浸入法，即將受試設(shè)備放在感應(yīng)線圈的中部進(jìn)行試驗(yàn)。4、測試場地：屏蔽室第22頁/共35頁EMS-DIPS1、考核電子設(shè)備對電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度干擾來源：電網(wǎng)或變電設(shè)施由于故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大變化（接入大功率電器）。2、試驗(yàn)范圍：①電壓暫降>95%降低0.5個(gè)周期30%降低25個(gè)周期②電壓短時(shí)中斷>95%降低250個(gè)周期

3、試驗(yàn)方法：通過電壓跌落信號發(fā)生器來模擬實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，讓EUT在電壓突然跌落到運(yùn)行電壓的0%、30%、40%、70%觀察EUT的工作情況，來判定EUT對電壓跌落的抗擾度性能如何。4、試驗(yàn)場地：屏蔽室第23頁/共35頁EMS性能判據(jù)當(dāng)電子產(chǎn)品由于受到電磁騷擾影響而性能下降時(shí)，其性能判據(jù)可分為四級：A級：電子產(chǎn)品工作完全正常；B級：電子產(chǎn)品的功能或指標(biāo)出現(xiàn)非期望偏離，但當(dāng)電磁騷擾去除后可行自恢復(fù)；C級：電子產(chǎn)品的功能或指標(biāo)出現(xiàn)非期望偏離，電磁騷去除后不能自行恢復(fù)，必須依靠操作人員的介入，方可恢復(fù)，但不包括硬件維修和軟件重裝;D級：電子產(chǎn)品元器件損壞，數(shù)據(jù)丟失，軟件故障等。第24頁/共35頁三、EMC測試標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)組織簡介

研究EMC標(biāo)準(zhǔn)的主要國際組織IEC-國際電工委員會ITU-國際電信聯(lián)盟ANSI-美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ETSI-歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ASTM-美國材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會IEEE-電子電器工程師協(xié)會CENELEC-歐洲電工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會

第25頁/共35頁1.IEC-國際電工委員會介紹

成立于1906年，是世界上最早的國際性電工標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，總部在日內(nèi)瓦。1947年ISO成立后，曾合并如ISO，根據(jù)1976年ISO與IEC新協(xié)議，兩個(gè)組織各自獨(dú)立，IEC負(fù)責(zé)有關(guān)電工、電子領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，其他領(lǐng)域則由ISO負(fù)責(zé)。

IEC已制定國際電工標(biāo)準(zhǔn)3000多個(gè)。其下承擔(dān)研究工作的主要是電磁兼容咨詢委員會（ACEC）、無線電干擾特別委員會（CISPR）和TC77。

第26頁/共35頁2.CISPR–

國際無線電干擾特別委員會介紹

CISPR是世界上最早成立的國際性無線電干擾組織，目標(biāo)是促進(jìn)國際無線電干擾問題在下列幾方面達(dá)成一致，以利于國際貿(mào)易：（1）

保護(hù)無線電接收裝置，使其免受以下干擾：

A．

所有類型的電子設(shè)備

B．

點(diǎn)火系統(tǒng)

C．

包括電力牽引系統(tǒng)的供電系統(tǒng)

D．工、科和醫(yī)用無線電頻率

E．

聲音和電視廣播接收機(jī)

F．

信息技術(shù)設(shè)備（2）

干擾測量的設(shè)備和方法（3）

由（1）中干擾源產(chǎn)生的干擾的限值（4）

聲音和電視廣播接收裝置抗擾度要求和抗擾度測量方法（5）

為避免與其他部門工作重復(fù)，溝通協(xié)調(diào)（6）

安全規(guī)程對電器設(shè)備的干擾抑制的影響

IEC主要制定抗干擾標(biāo)準(zhǔn)；CISPR主要制定干擾標(biāo)準(zhǔn)。附表：CISPR標(biāo)準(zhǔn)第27頁/共35頁3.ANSI–

美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會介紹成立于1918年，非贏利性的民間標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體，總部在紐約華盛頓特區(qū)。目標(biāo)：增強(qiáng)美國企業(yè)在全球的競爭力和美國人的生活質(zhì)量。通過ANSI的參與活動，美國快速介入ISO和IEC的標(biāo)準(zhǔn)指定工作。并領(lǐng)導(dǎo)了許多關(guān)鍵的分委會的工作。

第28頁/共35頁4.ETSI–

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會由歐共體委員會在1988年批準(zhǔn)成立，非贏利性的電信標(biāo)準(zhǔn)化組織，總部在法國尼斯。宗旨：為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的歐洲電信大市場，及時(shí)制定高質(zhì)量的電信標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的綜合，確保網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)，為開放和建立新的電信業(yè)務(wù)提供技術(shù)基礎(chǔ)，并為世界電信標(biāo)準(zhǔn)的制定作出貢獻(xiàn)。迄今，已有5000多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)報(bào)告發(fā)布。成員來自52個(gè)國家。2000年4月8日，其制定的R&TTE開始執(zhí)行，歐洲開放無線電、通信技術(shù)產(chǎn)品，測試可以在任何地區(qū)進(jìn)行。

第29頁/共35頁EMC測試產(chǎn)品范圍

◆服務(wù)產(chǎn)品范圍

※信息技術(shù)設(shè)備及辦公用設(shè)備;

※音、視頻設(shè)備;

※電信終端設(shè)備;

※家電及電動工具類設(shè)備;

※照明類設(shè)備;

※工、科、醫(yī)(ISM)類設(shè)備;

※汽車電子類設(shè)備等;

第30頁/共35頁EMC測試標(biāo)準(zhǔn)介紹－基本標(biāo)準(zhǔn)

由CENELEC制定的EMC標(biāo)準(zhǔn)分為:基本標(biāo)準(zhǔn)：定義和說明EMC問題。不包含任何限定值，也不說明任何干擾指標(biāo)。如IEC61000-4-X

1.EN61000-4-2靜電放電抗擾度測試ESD2.EN61000-4-3射頻電磁場抗擾度測試RS3.EN61000-4-6傳導(dǎo)騷擾抗擾度測試CS4.EN61000-4-4電快速瞬變脈沖群抗擾度測試EFT5.EN61000-4-5浪涌（沖擊）抗擾度測試SURGE6.EN61000-4-8工頻磁場抗擾度測試PFMF7.EN61000-4-11電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度測試DIPS

第31頁/共35頁EMC測試標(biāo)準(zhǔn)介紹－通用標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)：用于適應(yīng)特定環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定出一系列合適的要求和測試方法。分為商業(yè)性工業(yè)和輕工業(yè)（包括家用），如

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