EMC基础知识Word文档格式.docx

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AC电源线传导发射的要求请参见下表：

频率范围平均值检波（dBmV）准峰值检波（dBmV）

0.15~0.5MHz56-46（随对数坐标线性下降）66-56（随对数坐标线性下降）

0.5~5MHz4656

5-30MHz5060

DC电源线传导发射的要求请参见下表：

0.02~0.15MHz----79

0.15~0.5MHz6679

0.5~30MHz6073

要求：

0.02~0.15MHz采用50Ω/50uH+5ΩLISN

0.15~30MHz采用50Ω/50uHLISN

测试设置必须符合EN55022的要求。

任一频率点的发射水平超过规定的极限值均视为不合格。

⑵、AC电源谐波干扰

测试频率范围50～2000Hz，测试方法及参数要求参见IEC1000-3-2。

⑶、AC电源电压波动

测试方法和参数要求请参见IEC1000-3-3。

⑷、辐射干扰

10m辐射发射的限制值如下表所示：

频率范围限制值（准峰值）（dBmV/M）

30~230MHz30

>

230~1000MHz37

测试设置必须符合EN55022、ETS300127[2]的要求。

⑸、ESD（静电放电）

静电放电的测试指标请参见下表：

放电方式试验水平性能等级

ImmunityAir?

KVB

ImmunityContact?

ResistibilityAir?

5KVR

ResistibilityContact?

KVR

测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-2的要求。

对EUT施加上表中的干扰信号后，EUT能达到表中的性能等级要求为合格。

⑹、EFT/B（快速瞬变脉冲串）

EFT/B的测试指标请参见下表：

Port试验水平耦合方式性能等级

信号线?

KV耦合钳B

（不包括传送计费、计时及控制信息的信号线）

其他信号线?

KV耦合钳B

AC/DC电源线?

KV耦合网络B

注：

上表中的量值高于欧洲标准的要求，是根据我们公司的实际情况提出来的。

测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-4的要求。

⑺、传导敏感度（CS）

CS的测试指标请参见下表：

Port试验水平相关参数性能等级

Signal0.15~80MHz80%调制源阻抗150ΩA

AC/DC3V（非调制）

1.对信号线、DC电源线，标准要求仅当线长可超过3m时测试。

2.对于应用在恶劣环境中的产品，要求在同等条件下，施加10V的干扰。

测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-6的要求。

⑻、辐射敏感度：

（RS）

RS的测试指标请参见下表：

Enclosure3V/M80~1000MHz80%调制----A

对于应用在恶劣环境中的产品，要求在同等条件下，施加10V/M的干扰。

测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-3的要求。

⑼、Surge（浪涌）

Surge的测试指标请参见下表：

Port试验水平性能等级

ImmunityOutdoorSignal1KV10/700B

ImmunityIndoorSingal0.5KV1.2/50（8/20）B

ImmunityAC（DC）Line-Line1KVLine-Earth2KV1.2/50（8/20）B

ResistibilityOutdoorSingal4KV10/700R

ResistibilityAC（DC）Line-Line2KVLine-Earth4KV1.2/50（8/20）R

1.标准未要求测试DC电源，对DC电源的要求是根据公司产品的实际情况确定的。

2.对于室内信号线，仅当其长度可能长于10m时才要求测试，耦合阻抗为42欧。

3.对室外线进行4KV试验时，要求提供保护装置。

4.对于室内信号线，根据实际情况可测试到1KV。

测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-5的要求。

⑽、DIP（电压跌落）

DIP的测试指标请参见下表：

Port试验水平性能等级

AC70%1000msB

AC40%200msB

AC0%10msB

AC0%5000msC

DC0%50msC

DC40%100msC

1.标准未要求测试DC电源电压跌落，此要求是根据公司产品的实际情况确定的。

2.公司产品的电源以DC电源为多，考虑到产品的实际使用情况，我们也要求在前一级电源，即AC电源口施加干扰。

测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-11的要求。

⑾、Powerinduction（电压感应）

OutdoorSignalLine300V50Hz200msR

测试布置及测试方法必须符合标准K.20的要求。

⑿、工频磁场敏感度（MS）

标准未对磁场敏感度提要求，但如果产品中使用了磁敏感元件则必须预先提出，根据实际情况，我们再提出具体的测试指标。

工频磁场敏感度的测试布置及测试方法必须符合标准IEC1000-4-8的要求。

关于上述表格中性能等级的说明：

A级：

EUT在试验中，试验后始终正常地工作，没有出现超过产品说明书允许限度的性能降低。

B级：

EUT在试验中出现了超过产品说明书允许限度的性能降低，但没有出现存储数据丢失和EUT工作状态发生改变的现象。

试验后，EUT立即自动恢复正常。

C级：

在试验中，EUT出现临时的功能丢失，但不存在EUT物理损坏和系统软件损坏的现象。

试验后，EUT需要经过人工操作，能恢复正常工作。

R级：

试验后，设备没有出现损坏或故障（如软件损坏或保护装置的误动作）现象。

外部干扰信号引起保险丝以及其他保护装置的损坏是允许的，在替换保护装置，重新设置运行参数后，设备能正常运行。

上述的要求主要根据欧标提出。

三、电磁干扰三要素

1、干扰源

2、耦合途径

3、敏感（接收）装置

三个要素缺一不可，少一个就构不成电磁兼容问题，所以要解决电磁兼容问题首先就要从这三个要素着手。

我们注意到，耦合途径在这三个要素中处于关键的位置。

对于一个具体的产品，耦合途径往往既是EMI信号的耦合途径，又是EMS信号的耦合途径。

所以耦合途径对于电磁兼容问题有着更重要的意义。

四、耦合机制及相应的对策措施简介

耦合机制可分为两大类：

－传导

－非传导

传导耦合有两种模式：

－直接传导

－公共阻抗，例如可通过公共地阻抗进入到线路。

非传导耦合有三种模式：

－电场

抑制电场耦合的方法：

－尽可能使导线间的分布电容降低：

●使导线间的距离拉大；

●因为分布电容与导线的长度成正比，所以要尽可能缩短导线的长度；

●导体下增加一块接地平面可减小导线间的分布电容；

－隔离的方法。

隔离地线的长度必须短于信号频率的波长。

－降低dv/dt。

例如使用沿时间较长的器件；

－可能的情况下降低负载阻抗；

－增加旁路电容。

－屏蔽。

－磁场

磁场的产生：

H=I/2лr

当变化的磁力线穿过一个闭合回路，在此回路中会产生一感应电压。

（适用于低频的情况：

所有的尺寸都比k小）

其中：

为环路垂直矢量

A为回路面积

B为变化的磁通量

B0为磁通密度的峰值

q为磁通与环路垂直矢量的夹角

减少磁场耦合的方法：

－减少路所涵盖的面积

－使回路和干扰源的距离尽可能远

－使回路方向与磁场方向平行

－降低磁场干扰源的强度

－减小回路间的互感：

●两导线的间距拉大；

●缩短导线的长度；

●使导线尽可能接近地平面；

●使各自磁场方向相互垂直，如下图所示：

－屏蔽

－混合形式（电场、磁场同时作用或电磁场）

在低频的条件下，可以将混合的模型理解为电场和磁场的叠加。

在高频的条件下，应采用传输线的理论进行分析，也就是将每一条耦合线路用电容、电感元件来替代。

可通过比较耦合线路的长度和线路上信号的波长来区分高低频。

在实际的电路中，往往是电场耦合与磁场耦合同时存在，我们可通过接收电路阻抗来判断那一种耦合方式占优势：

－当接收电路为高阻抗时，电场耦合占优势；

－当接收电路为低阻抗时，磁场耦合占优势。

当然也有可能这两种耦合形式均不占优势或者是没有那一种耦合形式占明显的优势。

对于传导类耦合机制的对策措施：

－滤波：

滤波电路有多种形式，有单元件滤波、组合电路滤波。

也有其他的分法，但这些都不重要，关键在于具体电路的需要。

－隔离：

在数字或模拟电路中可以利用变压器、光隔离器件等来减少电磁干扰的传播。

使用时的限制因素是他们的输入输出容抗（通常是在pF范围内），该阻抗允许高频噪声旁路光隔离器。

－衰减：

在抑制干扰源等方面有着重要的作用。

抑制非传导类干扰的一些共性的对策措施：

－降低（干扰信号的）发射和接收天线的灵敏度

－拉开发射和接收天线间的距离

五、解决EMC问题的时机、过程以及方法

1、时机

解决产品EMC问题的容易程度与解决问题的成本存在这样的关系：

所以从设计阶段开始考虑EMC问题，成本最低，也最容易。

2、过程

A、论证阶段：

B、方案阶段

C、工程研制阶段，即实现产品EMC性能的全过程，必要时需要进行一些模拟试验。

D、定型阶段：

完成对产品的EMC性能鉴定，形成相关文件。

E、生产阶段：

强调生产的过程与工艺要保证产品的EMC性能。

3、解决方法

（1）确认干扰源，并确定其干扰的量级；

（2）确认敏感（接收）装置，对敏感电路进行识别和等级划分；

（3）确认耦合机制；

（4）问题的解决；

（5）用实验确认结果。

六、解决EMC问题所涉及的技术简介

1、滤波

⑴共模干扰、差模干扰的概念：

差模：

例：

电源的火线与中线之间的干扰。

共模：

火线和中线与地之间的干扰。

共模干扰在转换成差模干扰后才会对电子线路构成影响。

⑵典型的电源滤波电路：

其中共模线圈、CY1、CY2是针对共模干扰，差模线圈、CX是针对差模干扰。

⑶注意事项：

●滤波器应放在干扰信号的入口处或敏感元件旁。

电源滤波器应放在机体入口处；

●滤波器的输入、输出线禁止捆扎在一起，也禁止就近平行走线；

●滤波器外壳必须良好接地，接地线尽量短，最好外壳紧贴在金属机壳上；

●对信号线而言，滤波的方法必须能保证信号的完整性；

●滤波元件的选择必须有针对性；

●滤波方法必须与线路、结构相容，必须容易实现且很好地重复；

●滤波必须完全彻底；

●防止由滤波元器件构成意外振荡；

●滤波要有层次。

一个系统不仅系统的对外接口要采取滤波措施，而且系统内各分系统（装置）间也要采取相应的滤波措施。

●必须正确地放置滤波元器件。

EMC整改

我们经常接触用电的东西大概分ITE，音视频，家用电器，和灯具，当然还有其他的。

这些东西的一般都需要测试传导，空间辐射/骚扰功率，谐波，电压闪烁。

根据标准不同而不同。

传导主要是通过导线传播的。

所以我们整改时主要在滤波方面入手。

和辐射一样针对不同频率，所用的方法有一定差异。

很多东西涉及到PCB设计，排版。

这方面我就不讲了，我也不是很懂啊。

现在我们就讲成品的整改好了。

开关电源类产品的频率大概分四段：

150K-400K-4M-20M-30M，这样分的好处是找问题迅速，一般前一段的主要问题在于滤波元器件上。

小功率开关电源用一个合适的X电容和一个共模电感可消除，从增加的元件对测试结果来看，一般电感对AV值有效，电容对QP值有效。

当然，这只是一般规律。

电容越大，滤除的频率越低。

电感越大（适可而止），滤除的频率越高。

400K-4M这一段主要是开关管，变压器等的干扰。

可以在管与散热片之间加屏蔽层（云母片），或者在引脚上套磁珠。

吸收电路上套磁珠有时也很有效。

变压器初次级之间的Y电容也是不容忽视的。

次级对初级高压端合适还是低压端有时候对这段频率影响很大。

除此之外，调整滤波器也可以抑制其骚扰。

4M-20M这段主要是变压器等高频干扰，在没有找到根源前，大概通过调整滤波，接地，加磁珠等手段解除，有时也可能是输出端的问题。

20M以后主要针对齐纳二级管，输出端电源输入端整改。

一般是用到磁珠，接地等。

值得注意的是，滤波器件因该远离变压器，散热器，否则容易耦合。

镇流器整改原理和开关电源类似，但是前部分超标并非调整滤波器件就都可以解除，最有效的办法是Y电容金属外壳，外壳再连接地线。

磁珠对高频抑制效果不错。

其他的大同小异。

家电类很多都涉及到马达，好的马达，一般一个X电容就可以通过传导。

频率高一点可以考虑加磁环。

很多马达是需要用到Y电容的，通常是电刷对机壳。

机壳接地或不接根据情况来。

下面说说空间辐射吧，拿大家熟悉的PC来举例吧。

我也是分几部分来查原因。

30-300-600-1000M，这些都不是一个准确的频率。

前一段主要是通过引线传播，解决问题先得找到问题。

所以你就找个超标点，把EUT调到超标最严重的位置，一个一个拔。

频率降了，就说明这个有问题。

频率再高点，拨光所有周边虽然频率有点改善还是超标，你不妨用手去挡或者接触机壳。

或者打开机壳摆弄一下走线，只到找到最有影响的原因。

最后一段自然就是空隙的原因了。

如果不在PCB上找解决的方法，只有加吸收材料，接地和屏蔽这几种方法，不过这也是几种比较适用有效的方法。

所以我们手里通常要有以下材料：

导电泡棉（塞缝的），铜/铝箔，扣式磁环，弹片等等。

辐射就象个水塔，哪里有口就往哪里跑，有时候这边好了，那边又不行。

所以要注意内部的走线等防止耦合等。

对于家电和音视频，功率辐射超标现象也很常见。

就拿吹风机这个样品做例子吧，这玩意120V，功率辐射在114M以上突然一路狂飚，到300M的时候基本在70dbu/W，观察其机构：

电源线进来套一磁环，跨一X电容，然后就发热丝，分压后整流给24V直流马达供电。

象这种结构按理说不会有太大干扰，看到突然增高的频率，马上想到可能是某个元件失效，或者某个元件工作频率。

于是做了一部分整改，比如电极端加电容，加磁珠等，结果还是余量不足。

因为问题很明显出在电机，为了不增加成本，让整改变得有意义，所以让客户提供了两款小马达，和新样品。

测试结果很低很理想。

以上废话的心得是：

在无法接受成本的时候，就换核心部件。

马达类产品最好备不同厂家的样品，如果是测试马达，就多备用几个。

交流马达的碳刷产生的干扰比较常见，可以整改电感和电容。

磁环在这类产品中优势比较明显。

EMC电磁兼容测试介绍

一、前言

人类所处的自然环境，不仅仅包括我们自身容易察觉的空气、水、土地等环境外，还有我们自身不容易觉察的电磁环境。

在人类发明发电机之后，人类对电磁环境的主动性影响与日俱增。

甚至达到“污染”电磁环境的程度。

电磁兼容便是一门研究在有限空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备可以共存并不致引起降级的学科。

也可以讲“电磁兼容”是一门绿色的环保科学。

近年来，世界各国都非常重视电磁兼容技术，并且把对电气电子产品的电磁兼容性要求纳入国际贸易中的产品技术法规。

例如，欧盟从96年1月1日起强制执行89/336/EEC指令，即进入欧共体市场销售的电气电子产品必须符合EMC要求，并加贴CE标志。

为了适应国际先进技术发展和国际商贸的要求，我国也不断加强在电磁兼容技术方面的研究，并且在电磁兼容标准制订方面提出相应的方针政策。

例如，我国政府制定了电磁兼容标准化工作的具体方法：

1、加快电磁兼容标准的修订，制订和转化，完善我国电磁兼容的标准体系；

2、在建立起基本完善的标准体系基础上，加强和完善现在各级电磁兼容试验室和测试机构，并推进认证制。

二、测试技术概述

电磁兼容设备或交流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。

这是国际标准《电磁兼容术语》中对电磁兼容所下的定义。

从此定义中不难看出，电磁兼容具体研究两方面的内容：

一是能在电磁环境中正常工作，具体一定的抵抗电磁骚扰的能力。

二是对所处环境中的其它设备的骚扰有一定的限值，不致于影响的其他设备不能正常工作。

测量，也许没有任何其他学科象电磁兼容这门学科这么依赖。

我们从电磁兼容的概念中不难看出，电磁兼容的测试内容主要包括两个方面：

一是电磁敏感性测试，即电气电子设备的抗扰度测量；

另一个便是电磁干扰的测量，即设备无线电骚扰特性的测量。

电磁兼容测量的目的是为提高和改善电气电子设备的实际工作中电磁兼容能力提供参考和依据。

为了使测试更具有意义和测量结果具有可比性，电磁兼容测试的标准化工作就显得异常重要。

国际性的标准化组织棗国际电工委员会（IEC）在这方面作出了重要的贡献。

IEC下设的委员会中从事EMC的主要为国际无线电干扰特别委员会（CISPR）和第77技术委员会（TC77）。

他们分别制订CISPR系列标准和IEC61000系列标准。

三、常用抗扰度标准简介

1、静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2）

（1）试验模拟

试验单个设备或系统的抗静电干扰的能力。

它模拟：

1）操作人员或物体在接触设备时的放电。

2）人或物体对邻近物体的放电。

静电放电可能产生的后果：

1）直接通过能量交换、引起半导体器件的损坏。

2）放电所引起的近场的电场与磁场变化，造成设备的误动作。

（2）试验仪器

图1和图2分别给出了静电放电发生器的基本线路和放电电流的波形。

（3）放电方式

直接放电（直接对设备的放电）：

接触放电为首选形式；

只有在不能用接触放电的地方（如表面涂有绝缘层的情况，及计算机键盘缝隙的放电）才改用隙放电。

间接放电（通过邻近物体的放电棗标准中用对水平耦合板及垂直耦合板的放电来模拟对模拟设备的工作产生影响）：

采用接触放电为唯一的放电方式。

（4）试验的配置

有型式试验（在实验室进行）及安装现场试验两种，标准规定以前者为主。

（5）试验方法

按标准要求，型式试验为主，现场试验为辅。

图4和图5给出桌面设备与落地的典型放电位置。

试验中一般以1次/秒的速率进行放电，以便让设备对试验末得及响应。

另外正式试验前要用20次/秒的放电速率，对被试设备表面很快扫视一遍，目的是找出设备对静电放电敏感的部位。

试验电压要由低到高逐渐增加到规定值。

（6）试验的严酷度等级

等级　　　　　　　　接触放电　　　　　　　　　　　　气隙放电

1级　　　　　2KV　　　　　　　　　　　　　　2KV

2级　　　　　4KV　　　　　　　　　　　　　　4KV

3级　　　　　6KV　　　　　　　　　　　　　　8KV

4级　　　　　8KV　　　　　　　　　　　　　　15KV

2、射频辐射电磁场的抗扰度试验（IEC61000-4-3）

主要模拟射频辐射电磁场，如无线电台、电视发射台、移动无线电发射机和各种工业电磁辐射源（以上属有意发射），以及电焊机、可控硅整流器、荧为灯（以上属无意发射）所产生射频辐射干扰。

（2）试验等级

等级　　　　　　　　试验场强

1　　　　　　　　　1V/m

2　　　　　　　　　3V/m

3　　　　　　　　　10V/m

X　　　　　　　　　待定

（3）试验配置

1）信号发生器2）功率放大器3）天线4）场强测试探头5）场强设备与记录设备

（4）试验的场地

最好是采用电波暗室

3、电快速瞬变脉冲群的抗扰度试验（IEC61000-4-4）

主要模拟电路中机械开关对电感性负载的切换，所产生对同一电路中的其他电气和电子的干扰。

模拟干扰产生的特点是：

脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。

（2）试验仪器图8给出了电快速瞬变脉冲群的发生器的基本线路。

脉冲群的波形如图9所示。

电快速瞬变脉冲群的基本要求是：

脉冲上升时间（上升沿的10%至90%处）：

5ns±

０％

脉冲持续时间（上升沿的50%至下降沿50%处）：

50ns±

脉冲重复频率：

5或2.5kHz

脉冲群持续时间：

15ms

脉冲群重复周期：

300ms

发生器开路输出电压：

0.25-4kVp

发生器动态输出阻抗：

50Ω

输出脉冲的极性：

正/负

电快速瞬变脉冲群试验分为台式设备和落地式设备两种配置，类似于静电放电试验的配置。