EMC標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試教學(xué)課件

1、EMC標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試,講座內(nèi)容,EMC介紹 標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試原理 典型案例 IEC60601-1-2介紹,什么是EMC,定義,Electromagnetic compatibility (EMC，電磁兼容): Ability to operate in, and not overly contribute to, an environment of electromagnetic radiation. When this goal is met, all electronic equipments operate correctly in one another s presence. Electrom

2、agnetic interference (EMI，電磁騷擾): Electromagnetic energy emanating from one device causing degraded performance in another. Electromagnetic immunity, or susceptibility (EMS，電磁抗擾): Tolerance of the presence of electromagnetic energy,定義,EMC：Electromagnetic Compatibility The capability of electrical and

3、 electronic systems, equipment, and devices to operate in their intended electromagnetic environment within a defined margin of safety, at the specified level of performance, without suffering or causing unacceptable degradation as a result of electromagnetic interference,EMC概述,EMC=EMI+EMS 傳導(dǎo)：通過電源網(wǎng)絡(luò)

4、、信號(hào)線等。 輻射：通過空間電磁波,EMC概述,EMISSION（EMI）： EN 55011 RF Emission; Radiated（輻射發(fā)射） EN 55011 RF Emission; Conducted（傳導(dǎo)發(fā)射） EN 61000-3-2 harmonic currents emissions （諧波） EN 61000-3-3 voltage fluctuations and flicker （電壓波動(dòng)和閃爍） IMMUNITY（EMS） EN 61000-4-2 Electrostatic Discharge (ESD，靜電放電） EN 61000-4-3 Radiated,

5、 radio-frequency, electromagnetic field (RS，輻射抗擾） EN 61000-4-4 Electrical fast transient/burst (EFT/B，電快速脈沖串） EN 61000-4-5 Surge （浪涌） EN 61000-4-6 conducted disturbances, induced by radio-freqency fields （傳導(dǎo)抗擾） EN 61000-4-8 Power frequency magnetic field （工頻磁場(chǎng)） EN 61000-4-11 Voltage dips, short inte

6、rruptions and voltage variations（電壓跌落、中斷和電壓變化,醫(yī)療電子的EMC,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：EN60601-1-2:2001 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)引用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 取代EN60601-1-2:1993 過渡期：2004年11月 起草中的國標(biāo)，基本等同采用EN60601-1-2:2001 FDA的需求基本等同于EN60601-1-2:2001,發(fā)射,EN 55011 RF Emission; Radiated（輻射發(fā)射） EN 55011 RF Emission; Conducted（傳導(dǎo)發(fā)射,產(chǎn)品分類,分類依據(jù)：使用場(chǎng)地和預(yù)期用途。 EN55011分類： CLASS A：不直接連接

7、到公用和住宅電網(wǎng)（工業(yè)） CLASS B：直接連接到公用和住宅電網(wǎng)（家用） GROUP1：不直接利用電磁能量，如監(jiān)護(hù)儀。 GROUP2：直接利用電磁能量，如高頻熔爐等。 我公司產(chǎn)品： 目前：CLASS A GROUP1（超聲：CLASS B） 趨勢(shì)：CLASS B GROUP1 限值：CLASS B=CLASS A-10dB,EMISSIONS LIMITS,檢波方式,Peak detector（峰值） Quasi-Peak detector（準(zhǔn)峰值） Average detector（平均值） 對(duì)于連續(xù)波，三個(gè)測(cè)量值相同。 時(shí)鐘諧波。 對(duì)于一定重復(fù)頻率的脈沖，峰值準(zhǔn)峰值和平均值 電源開關(guān)電路

8、的振鈴，繼電器接點(diǎn)，電機(jī)等。 注意：均為包絡(luò)檢波,測(cè)量評(píng)判程序,輻射發(fā)射,測(cè)試Set-up,為什么要升降,輻射測(cè)試10m開闊場(chǎng),輻射測(cè)試3m暗室,測(cè)試規(guī)格,實(shí)際掃描圖,寬帶噪聲,來源： 開關(guān)電源 DC/DC振鈴 數(shù)據(jù)線 特征： 山丘形 隨測(cè)量帶寬的減小，讀數(shù)減小 準(zhǔn)峰值較峰值低 實(shí)例：見上圖,窄帶噪聲,來源： 時(shí)鐘及諧波 高頻振蕩器、發(fā)射電路 特征： 細(xì)長形狀 不隨測(cè)量帶寬而變 峰值準(zhǔn)峰值平均值 實(shí)例：見上圖,6dB原則,寬帶噪聲的幅度低于窄帶噪聲6dB以下，則對(duì)總幅度的貢獻(xiàn)可以忽略。抓住重點(diǎn)。 接收機(jī)和環(huán)境噪聲本底低于限值6dB，則對(duì)測(cè)試的影響可以忽略。預(yù)測(cè)試原則。 C=(A2 +B2,80

9、/80原則,批量產(chǎn)品：80置信度下，80的樣本通過，即可認(rèn)為該批產(chǎn)品通過。 測(cè)試不確定度：+/-45dB（信華，80%置信度） 測(cè)試余量：建議大于4dB,輻射預(yù)測(cè)試近場(chǎng)探頭,典型案例,DA8K MASIMO血氧DC/DC板整流二極管開關(guān)振鈴引起38MHZ寬帶噪聲超標(biāo)。 主控板晶振布局靠近接插件，引起輻射擴(kuò)散。 數(shù)字接口屏的時(shí)鐘線處理不完善，引起輻射超標(biāo),相關(guān)因素,外部電纜 時(shí)鐘電路 內(nèi)部走線 板卡安裝方式，接地 整機(jī)結(jié)構(gòu),振鈴,傳導(dǎo)發(fā)射,測(cè)試set-up,測(cè)試原理示意圖,LISN的作用,LISN：Line Impedance Stabilization Network（線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)）， A

10、rtificial Mains Networks（人工電源網(wǎng)絡(luò)） 穩(wěn)定相線和零線端的阻抗：50歐/50uH，提供測(cè)量基準(zhǔn)。 隔離外部干擾,LISN實(shí)物及安裝,測(cè)試規(guī)格,整流電路中的傳導(dǎo)發(fā)射,LISN內(nèi)部電路,測(cè)量模型,差模、共模分量都得以測(cè)量,共模形態(tài)的傳導(dǎo)發(fā)射,共模電感,注意：減小共模電感的分布電容！采用多段工藝,典型的電源濾波器,X電容、Y電容、共模扼流圈、PE電感,掃描曲線,典型案例,NECLLCOR血氧板DC/DC轉(zhuǎn)接板整流二極管振鈴引起傳導(dǎo)超標(biāo)：16MHZ。 共模電感分布電容過大，DA8K電源板傳導(dǎo)余量不夠,相關(guān)因素,整機(jī)功耗 供電電壓 AC/DC變換器 整機(jī)各處的DC/DC變換器

11、電池充電電路,發(fā)射,EN 61000-3-2 harmonic currents emissions （諧波） EN 61000-3-3 voltage fluctuations and flicker （電壓波動(dòng)和閃爍,Harmonic：諧波電流,起源,測(cè)試原理,測(cè)試規(guī)格,voltage fluctuations and flicker （電壓波動(dòng)和閃爍,測(cè)試規(guī)格,抗擾度測(cè)試,EN 61000-4-2 Electrostatic Discharge (ESD，靜電放電） EN 61000-4-3 Radiated, radio-frequency, electromagnetic field

12、 (RS，輻射抗擾） EN 61000-4-4 Electrical fast transient/burst (EFT/B，電快速脈沖串） EN 61000-4-5 Surge （浪涌） EN 61000-4-6 conducted disturbances, induced by radio-freqency fields （傳導(dǎo)抗擾） EN 61000-4-8 Power frequency magnetic field （工頻磁場(chǎng)） EN 61000-4-11 Voltage dips, short interruptions and voltage variations（電壓跌落、中

13、斷和電壓變化,ESD：靜電放電,實(shí)際應(yīng)用中的ESD現(xiàn)象,電流回流路徑為分布電容,測(cè)試set-up,測(cè)試set-up,放電電流波形,30A尖峰電流流過CPU部分的地線,靜電發(fā)生器等效電路,人體模型,半導(dǎo)體器件手冊(cè)給出的ESD保護(hù)等級(jí)通?；谌梭w模型,測(cè)試方法,接觸放電 可觸及部位，如螺釘，金屬板 +/-2KV，+/4KV， +/6KV依次測(cè)試 尖頭 空氣放電 不可直接觸及部位，如塑料外殼的縫隙、插座孔等 +/-2KV，+/4KV， +/8KV依次測(cè)試 圓頭 耦合板放電 垂直耦合板（VCP）、水平耦合板（HCP） 模擬對(duì)裝置附近的物體放電的影響 電池供電設(shè)備 每次放電后都必須確保電荷的瀉放，如短暫

14、接地或者通過470K瀉放電阻,測(cè)試規(guī)格,ESD與環(huán)境,典型案例,按鍵板前的鐵板 一體化參數(shù)板的血氧輸入 24C看門狗/復(fù)位電路 5000按鍵板,相關(guān)因素,輸入接口電路 復(fù)位電路 可編程邏輯器件 PCB布板 MOSFET PLL,EFT/B：電快速脈沖串,起源,測(cè)試波形,實(shí)際環(huán)境中出現(xiàn)的脈沖頻率在10KHZ1MHZ，由于技術(shù)實(shí)現(xiàn)的原因，標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定到5KHZ,測(cè)試set-up,干擾以共模的方式通過33nF電容引入,測(cè)試規(guī)格,干擾頻譜,EFT/ESD干擾中包含頻率極高的成分,典型案例,可編程邏輯器件 復(fù)位電路 監(jiān)護(hù)參數(shù)ECG、SPO2、RESP,相關(guān)因素,一般來說，ESD敏感部分同樣EFT敏感 接地的金屬外殼，是保證EFT性能的重要一環(huán)。 電源輸入端的濾波,RS：輻射抗擾,實(shí)際環(huán)境中的輻射干擾,測(cè)試set-up,實(shí)際場(chǎng)地,測(cè)試規(guī)格,調(diào)制,醫(yī)療電子產(chǎn)品的調(diào)制