EMC电磁兼容培训

目录一、EMC概论及基础知识…………………….………………….Enter二、EMC测试项目…………………...……………….…………….Enter三、EMC设计整改…………………..………………….…………..Enter四、ENC整改案例……………………………….………………....Enter一、EMC概述及基础知识EMC：Electromagneticcompatibility，电磁兼容性。EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的骚扰。EMC=MEI（电磁干扰）+EMS（电磁敏感度）干扰源敏感设备耦合途径骚扰源：磁场、电场、电磁场传输途径：感应、电容、空间、线缆敏感设备：性能降低、功能丧失、损坏EMC三要素，缺少任何一个都构不成EMC问题(发射源,途径,接收源)EMC技术：屏蔽、滤波、接地等。产品类专标：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。产品类标准：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。如：GB9254信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法。通用标准：给通用环境中的所有产品提出一系列最低电磁兼容性要求。如：GB/T17799.3电磁兼容通用标准居住商业和轻工业环境中的发射标准。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。如：GB17625.1电磁兼容限值谐波电流发射限值。基础标准通用标准产品类标准产品类专标涉及电磁兼容的国际上标准化组织主要是国际电工委员会（IEC）。而其主要的组织为：第77技术委员会（TC77）和国际无线电干扰特别委员会（CISPR）。二、EMC测试项目EMCEMIEMSRECEHarmonicsFlicker辐射发射传导发射谐波电流电压闪烁RSCSESDEFT/BDIP/iPMS辐射抗扰度传导抗扰度静电放电电快速瞬变脉冲群电压跌落/短时中断工频磁场抗扰度surge浪涌抗扰度空间耦合传导耦合空间耦合传导耦合传导耦合和空间耦合无线电业务的保护—要求(36.201.1a))除36.201.1a)1)-3)规定的设备外，其他设备和系统应根据GB4824（工业、科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法）进行分组、分类和测试。测试项目包括：辐射发射和传导发射设备的分组与分类（GB4824）设备的分组–1组：本为发挥自身功能的需要而有意产生和（或）使用传导耦合射频能量的所有工科医设备。–2组：为材料处理而有意产生和（或）使用电磁辐射射频能量的所有工科医设备。设备分类–A类：非家用和不直接连接到住宅低压供电网设施中使用的设备。–B类：家用和直接连接到住宅低压供电网设施中使用的设备。大多数类型的设备和系统仅为其内部功能需要而产生或使用RF能量，因此属于1组。如心电图和心磁图设备和系统，脑电图和脑磁图设备和系统等等。另外一些预期以非RF电磁形式传递能量给患者的设备和系统也属于1组设备，如医疗成像设备和系统——X射线诊断系统、CT系统、核医学系统、超声诊断系统等；治疗设备和系统——X射线治疗系统、超声治疗系统、输液泵、呼吸机等；监视设备和系统——阻抗体积描记监视器、脉冲血氧计等。只有少数设备和系统是施加RF能量给材料的（医疗设备是给患者），属于2组设备。2组设备常见的有：磁共振成像系统、透热疗法设备（短波、超短波、微波治疗设备）、热疗设备和高频手术系统等。RE：辐射发射•RE主要是考察设备在正常工作时自身对外界的辐射干扰强度，测试频段根据不同的标准要求不同，在CISPR22中，测试频段为30～1000MHz，值得注意的是设备进行RE测试时标准要求尽可能满配置、满负荷的运行。RE问题是EMC中的难点。主要因为RE设计产品EMC设计的各个环节：屏蔽、滤波、接地。•在RE测试中，天线的高度、天线的极化方向以及转台的角度都需要不断改变，以求检测到设备辐射的最大点。•天线接收到的总场强为直达和反思的矢量和。•选择不同的工作模式，寻找最大值。•RE测试可以在开阔场和半电波暗室内进行。CE：传导发射任何一个非便携式设备都和其他设备有电缆互连关系，无论是通过电源电缆还是信号电缆，只要有这种互连关系的存在，设备就有一个途径将自身的共模电流传导给与其互连的设备，这种现象就叫传导干扰，又成为传导发射。传导发射包含两个部分：电源端CE和通信端CE•电源端CE：测试设备通过自己的电源端口向交流电网或直流配电网络传送的干扰，测试频段为150kHz～30MHz。•通信端CE、测试频段同上，此处描述的通信端指得是针对接到公网的端口，如网口等才有CE测试要求，而对于接终端的信号端口如音视频端口则无CE要求。CE：测试示意图（电源端）•LISN：Lineimpedancestabilizationnetwork线路阻抗稳定网络CE：测试示意图（电源端）•提供标准电源阻抗–同时也提供一定的滤波器功能•标准中定义应该使用“50uH/50ohm”LISN•提供一个开关，使得可以测量L线或者N线1uF100nF50uH50OHMZo=50OHM50uH50OHM1uF100nFL1L2LISNANALYSERSPECTRUMDUT被测试设备接口直接接入屏蔽房的AC市电金属外壳同轴电缆LISNPOWERSUPPLYSPECTRUMANALYSERLOADCOAXACDCACCE：传导发射-实验等级传导干扰等级ClassAClassB频率150K~500KHZ500K~30MHZ150K~500KHZ500K~5MHZ5M~30MHZ限值准峰值/平均值79dB/66dB73dB/60dB66~56dB/56~46dB56dB/46dB60dB/50dB等级适用环境ClassA用于贸易，工业，商业环境的设备ClassB用于居住环境的设备Harmonics：交流电源谐波•设备的输入电压为正弦波（50Hz或者60Hz），当该电压的输入负载为非线性电路（如：镇流器、开关电源、电子荧光灯等）时，将会使得输入电流发生畸变，即输入电流不为正弦波，根据傅利叶变换，非正弦波信号在频域将会存在谐波，这些谐波电流将会降低设备电源的使用效率，并且会倒灌至电网，对电网产生污染。•测试上限为基频的40次谐波频率。Flickers：交流电源闪烁•考察设备电源模块引起输入电源的频率变化能力，该中频率变化从设备端口反灌入电网，会引起电网频率的波动，导致对人体的伤害。•测试标准：IEC61000-3-3。辐射抗干扰RS：Radiatedsusceptibility•RS：辐射抗干扰，该项试验的目的主要用来考察设备对于外界电磁场干扰的抗扰能力，例如在设备附近使用无线通讯设备时，设备已经在进行一场考验了，测试频段：80M～2500MHz，使用1kHz或2Hz的正弦波进行调幅。该项试验一般在全电波暗室内进行。PMS：工频磁场抗扰度试验仪器EUT线圈50Hz电流PMS：工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构成的磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感的主要是产品内部有磁敏感设备，如带线圈的设备如CRT,或设备内有摩尔器件等。试验示意EFT/B：电快速瞬变脉冲群•EFT/B：电快速瞬变脉冲群模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲干扰(开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的暂态骚扰)。•EFT/B波形及主要参数双指数脉冲15ms脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是300ms受试设备信号源容性耦合夹信号源受试设备耦合去耦电源端试验：耦合去耦网络（CDN）注入电源端；EFT/B试验：接电源或辅助供电设备接辅助设备信号端试验：容性耦合夹干扰耦合，信号线穿过容性耦合夹，容性耦合夹与信号线间有分布电容33-200pF，使干扰被注入信号电缆。EFT/B：电快速瞬变脉冲群电快速群脉冲(EFT)-适用环境EFT/B：电快速瞬变脉冲群-结果判定EFT试验结果判定标准等级现象A规定限值内正常B性能与功能暂时丧失或降低,但是骚扰停止后可以自恢复C性能与功能暂时丧失或降低,需要操作者干预后才能恢复D软件或者硬件损坏,造成数据丢失或者其他不可恢复的功能散失或降低*备注:是否通过实验需要和客户商定,针对不同应用场合选择不同的判标准,一般情况默认A级和B级是正常的Surge：浪涌试验浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的脉冲对设备的影响。包含电源端和信号端测试。•电源端测试包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护地，其中第一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。•信号端测试如果是屏蔽线，干扰加在屏蔽层上，如果是地线，干扰加在信号线上，例如对用户线，直接加在AB线上。Surge：浪涌波形•浪涌波形有：1.2/50(8/20)组合波，10/700电压波，其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在电源端和室内信号端的试验上，而10/700电压波用在室外信号端的浪涌试验上。•上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前时间，单位为us，50、20和700指得是波形的脉宽，单位也为us，可见浪涌波形的能量远大于EFT/B和静电，但是干扰频宽却要窄得多。Surge：试验方法浪涌（模拟雷电干扰）试验装置信号电缆用的耦合解耦网络接电网接辅助设备EUT发生器或耦合器之间的电缆小于2米保护地线要能够承受浪涌电流DIP/interruptions：试验介绍•DIP/interruptions：该试验主要是模拟交流电网中接入大功率设备引起的电网电压下降甚至短时中断的现象，考察设备在处于这种工作状态中的性能稳定性。•交流测试标准：IEC61000-4-11。DIP/interruptions：试验介绍（续）•试验仪器控制试验的跌落深度、持续时间以及跌落相位。•其中相位为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°。试验仪器电源电源受试设备（EUT）测试标准：IEC61000-4-6。•电源端CS试验此时频段150kHz～80MHz，加入的试验电压根据产品类型不同而不同，例如对于电信设备来说，该项试验时需要加3V的骚扰电压，对于工业产来说则需加扰10V。•信号端CS试验测试频段同电源端试验，加扰的强度也因产品类型不同而不同。CS：传导抗扰度CS：试验连接示意图•信号端试验连接图EMCLAMPEUTATTENUATERSIGNALGENERATERAMPLIFIERAUXG.R.P0.1m0.4m0.3m•CS：试验连接图示意图•电源端试验连接图0.3mCDNATTENUATERSIGNALGENERATERAMPLIFIERG.R.P0.1mEUT0.4m静电放电ESD：Electrostaticdischarge•ESD：静电放电，考察设备在接收外界静电源（如带电人体、带电设备等）所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力。•静电波形及参数Tr约为0.7至1ns，因上升时间非常短，根据傅利叶变换，其产生干扰的频率可以延伸至500MHz静电放电试验包含两个部分：直接放电和间接放电•直接放电：又包含接触放电和空气放电接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行。空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行，如喷有绝缘漆等。直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象。•间接放电：只包含接触放电对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离，耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地，所以当对耦合板放电时，耦合板上的静电不会马上泄放到地，而以耦合板为静电源形成一静电场，对设备进行干扰。模拟设备抗静电场干扰的能力静电放电试验装置水平耦合板1.60.8mEUT绝缘垫垂直耦合板500mm正方形，距EUT100mm直接对EUT放电垂直板间接放电绝缘桌参考地板1m2边沿比耦合板外延500mm耦合板通过470k电阻接地对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上水平板间接放电EMS-静电放电(ESD)-结