電磁干擾及電磁相容導(dǎo)論

1、0電磁干擾及電磁相容導(dǎo)論電磁干擾及電磁相容導(dǎo)論123 的能量較低，如太陽(yáng)光、微波及無(wú)線(xiàn)電波 的能量較高（ 約大於12.4 KeV ）可將物質(zhì)游離產(chǎn)生荷電的 正負(fù)離子包括粒子輻射（ 如、中子等) 及電磁輻射 (如X-射線(xiàn)、-射線(xiàn) ）。其中粒子是氦核帶正電、電子 帶負(fù)電；中子、X-射線(xiàn)及-射線(xiàn)則不帶電 。4電磁波頻譜電磁波頻譜5電場(chǎng)與磁場(chǎng)電場(chǎng)與磁場(chǎng) 1.由電壓造成 檯燈插上電源但開(kāi)關(guān)是off, 此時(shí)由電壓產(chǎn)生電場(chǎng)。2.量測(cè)單位:伏特/米(V/m) 或 仟伏/米(kV/m) 1 kV=1000 V3.很容易防護(hù)只要外接物體即 可消除(如樹(shù)木或建築物)4.電場(chǎng)強(qiáng)度隨著離電源距離的 增加而降低1.由電流

2、流動(dòng)所造成 檯燈插上電源開(kāi)關(guān)是on,此時(shí)流 動(dòng)的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。2.量測(cè)單位:高斯(G,gauss) 或 特斯拉(T,tesla) 1 milligauss(mG) =0.1 microtesla(T) milli(m) : :千分之一千分之一 micro() :百萬(wàn)分之一百萬(wàn)分之一3.不易借由其它物體防護(hù)消除4.磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著離電源距離的增 加而降低6輻射近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)輻射近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)7為天線(xiàn)輸出功率，為天線(xiàn)輸出功率， 單位為單位為 W為量測(cè)點(diǎn)與輻射天線(xiàn)間之距離，單位為為量測(cè)點(diǎn)與輻射天線(xiàn)間之距離，單位為 m 為輻射天線(xiàn)增益為輻射天線(xiàn)增益(Gain)；偶極性天線(xiàn)，其值約為偶極性天線(xiàn)，其值約為 1.51.

3、6 為磁通密度，單位為為磁通密度，單位為 特斯拉特斯拉(Tesla), 1 Tesla=10,000 高斯高斯(Guass,G ) 為空氣磁化係數(shù)，其值為為空氣磁化係數(shù)，其值為4 * 10-7 H/m81. 功率密度 Pd= E2/377 W/m2，與電場(chǎng)強(qiáng)度平方成正比 2. 功率密度 Pd= 377*H2 =377*(B/0)2 W/m2，與磁場(chǎng) 強(qiáng)度或磁通密度平方成正比9帶有電流之單一長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn) I r 則距離導(dǎo)線(xiàn) 10 公分之磁通密度為 20 毫高斯(mG) 距離導(dǎo)線(xiàn) 1 公尺之磁通密度為 2 毫高斯(mG).10帶有電流之雙長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)，且各導(dǎo)線(xiàn)電流大小相同但方向相反，如一般設(shè)備之電源線(xiàn) I d

4、 I r 則距離導(dǎo)線(xiàn) 10 公分之磁通密度為 4.0 毫高斯(mG) 距離導(dǎo)線(xiàn) 1 公尺之磁通密度為 0.04 毫高斯(mG)1112a. 使用磁性材料(如鐵、鈷、鎳等)屏蔽，將磁場(chǎng)分流或集中在磁性材料中，降低空間磁場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到屏蔽效果b. 磁性材料厚度或相對(duì)磁化係數(shù)(r)愈大，屏蔽效果愈大c. 磁性材料厚度相同，半徑愈大，則屏蔽效果愈小d. 避免發(fā)生磁飽和(Saturation)效應(yīng)，使r 變小，降低屏蔽效果e. 將許多小厚度磁性材料伏窩式(Nesting)組成較大厚度磁性材料，其屏蔽具有相乘效果而非僅相加效果f. 非磁性導(dǎo)體(如銅、鋁等，即r1)，並無(wú)屏蔽效果13 .仍以磁性材料為主要屏蔽

5、材料 .使用非磁性導(dǎo)體作為屏蔽材料，會(huì)在導(dǎo)體表面感應(yīng)電流而形成反向磁場(chǎng)，抵消原先磁場(chǎng)一部份；此反向磁場(chǎng)大小會(huì)隨頻率增加而增加，增強(qiáng)屏蔽效果。同時(shí)若此屏蔽材料距離低頻磁場(chǎng)源愈遠(yuǎn)，屏蔽效果愈大 .基本上，低頻率之低波阻抗(Low Wave Impedance)磁場(chǎng)很難使用屏蔽材料來(lái)達(dá)到屏蔽效果141. 使用良好導(dǎo)體材料可得到良好屏蔽效果，但此屏蔽效果會(huì)隨頻率增加而降低。同時(shí)若此屏蔽材料距離低頻電場(chǎng)源愈遠(yuǎn)，屏蔽效果愈小2. 基本上，低頻率之高波阻抗(High Wave Impedance)電場(chǎng)很容易使用薄層金屬導(dǎo)電材料來(lái)達(dá)到良好屏蔽效果151. 在玻璃上被覆10-8 m 厚度之導(dǎo)電金屬薄膜(可使光線(xiàn)

6、透過(guò)，但對(duì)微波具有屏蔽效果)，或在塑膠上被覆10-6 m 厚度之導(dǎo)電金屬薄膜，或使用厚度10-3 m之導(dǎo)電金屬薄板，或金屬網(wǎng)，應(yīng)可相當(dāng)容易地達(dá)到特定需求之屏蔽效果2. 基本上，在一大的頻率(10 KHz10 MHz，頻率集膚效應(yīng)較小)範(fàn)圍，其屏蔽效果與頻率無(wú)關(guān)，約為固定值；同時(shí)也與屏蔽材料距離平面輻射電磁場(chǎng)源的大小無(wú)關(guān)161718 1. 某一設(shè)備或系統(tǒng)，或很多設(shè)備同時(shí)運(yùn)作時(shí)，在電磁環(huán)境中滿(mǎn)足 其操作性能而不致產(chǎn)生難以承受環(huán)境中電磁干擾的能力。 2. 某一設(shè)備或系統(tǒng)在操作過(guò)程中，出現(xiàn)不利於其他電子設(shè)備或系 統(tǒng)運(yùn)作功能的訊號(hào)，而此訊號(hào)是不想要的且是無(wú)意義的。 3. 裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不會(huì)因周?chē)姶鸥?/p>

7、擾而產(chǎn)生性能劣化的能力。 4. 設(shè)備或系統(tǒng)之操作性能因電磁干擾而產(chǎn)生不期望的改變。劣化 不表示故障或完全之毀壞。19從電源線(xiàn)跑出從散熱孔跑出從輸入/輸出信號(hào)線(xiàn)跑出從儀表板跑出從未作電磁防護(hù)的機(jī)殼跑出從電源線(xiàn)跑入從散熱孔跑入從輸入/輸出信號(hào)線(xiàn)跑入從儀表板跑入從未作電磁防護(hù)的機(jī)殼跑入20電磁干擾源 電磁傳遞途徑 電磁感受體 1. 21 1 輻射波極易從儀器外框之極小不完整細(xì)縫(Seam)、接續(xù)(Joint)、 通風(fēng)孔、屏蔽不良的控制或顯示面板、輸入/輸出接頭、以及電 纜接線(xiàn)等，洩漏至儀器外面或進(jìn)入至儀器內(nèi)部。 2.電磁波經(jīng)由電源線(xiàn)輸入/輸出訊號(hào)線(xiàn)、接地線(xiàn)等電路導(dǎo)體傳遞。 電磁波經(jīng)由近場(chǎng)(Near

8、Field)之電容性(電場(chǎng)效應(yīng))耦合或電感性 (磁場(chǎng)效應(yīng))耦合而傳遞。22232425)26IEC電磁相容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)電磁相容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)歐體(EN)規(guī)範(fàn)IEC規(guī)範(fàn) 試驗(yàn)內(nèi)容EN61000-3-2IEC1000-3-2電源諧波(Harmonic)試驗(yàn)EN61000-3-3IEC1000-3-3電源電壓浮動(dòng)及閃爍(Power Flicker)試驗(yàn)EN61000-4-2IEC1000-4-2靜電放電試驗(yàn)(Electrostatic Discharge,ESD)EN61000-4-3IEC1000-4-3射頻輻射耐受試驗(yàn)(Radiated RF)EN61000-4-4IEC1000-4-4電性快速脈衝試驗(yàn)(

9、Fast transient/burst , EFT)EN61000-4-5IEC1000-4-5雷擊突波耐受試驗(yàn)(Lighting surge)EN61000-4-6IEC1000-4-6射頻傳導(dǎo)耐受試驗(yàn)(Conducted RF)EN61000-4-8IEC1000-4-8電源頻率(50/60Hz)磁場(chǎng)耐受試驗(yàn)EN61000-4-9IEC1000-4-9突波(Surge) 磁場(chǎng)耐受試驗(yàn)EN61000-4-10IEC1000-4-10衰減振盪(Damped oscillatory) 磁場(chǎng)耐受試驗(yàn)EN61000-4-11IEC1000-4-11電源電壓瞬降及瞬斷耐受試驗(yàn)27IEC電磁相容相關(guān)標(biāo)

10、準(zhǔn)電磁相容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)EN61000-4-12IEC1000-4-12衰減振盪波耐受試驗(yàn)EN61000-4-13IEC1000-4-13交流電源輸入的低頻傳導(dǎo)性干擾耐受試驗(yàn)EN61000-4-14IEC1000-4-14電源電壓變動(dòng)試驗(yàn)EN61000-4-16IEC1000-4-16DC150KHz連續(xù)傳導(dǎo)性干擾耐受試驗(yàn)EN61000-4-17IEC1000-4-17直流電源漣波(Ripple)試驗(yàn)EN61000-4-27IEC1000-4-27三相電源不平衡性耐受試驗(yàn)EN61000-4-28IEC1000-4-28電源頻率變動(dòng)試驗(yàn)282930手機(jī)輸出功率手機(jī)輸出功率( (Power)Power)

11、傳輸距離傳輸距離( (Distance)Distance)醫(yī)電設(shè)備本身電磁屏蔽能力醫(yī)電設(shè)備本身電磁屏蔽能力3132 警衛(wèi)巡邏通訊手機(jī)(調(diào)頻式 2-way radio)最大輸出功率4 W載波頻率403-407 MHz類(lèi)比式行動(dòng)電話(huà)最大輸出功率0.6 W載波頻率 835 MHz數(shù)位行動(dòng)電話(huà)(PCS 1900) )最大輸出功率1 W平均輸出功率0.125 W載波頻率1850-1990 MHz 手 機(jī) 型 式與手機(jī)天線(xiàn)之距 離 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 實(shí) 際 量 測(cè) 值 (V/m) 0.1 公尺 40.0 27.0 22.0 0.5 公尺 15.5 9.5 3.5 1.0 公尺 9.0 5.5 2.5 1.5

12、 公尺 8.0 3 .5 1.5 2.0 公尺 7.0 1.5 0.5 33343536373839404142A. 。B. C. 。D. E. 43 行動(dòng)電話(huà)行動(dòng)電話(huà)禁止在、具有電磁高敏感性或維持生命用醫(yī)療儀器之檢查室(如、等)或治療室(如、等)或病房房間等之內(nèi)部及其周?chē)?，行動(dòng)電話(huà)必須關(guān)機(jī)，即使待機(jī)(Stand-by)狀態(tài)亦不允許。444546電磁場(chǎng)對(duì)人體暴露量限制基準(zhǔn)電磁場(chǎng)對(duì)人體暴露量限制基準(zhǔn)47可提供人體生物效應(yīng)因果關(guān)係可提供人體生物效應(yīng)因果關(guān)係之電磁場(chǎng)參數(shù)指標(biāo)之電磁場(chǎng)參數(shù)指標(biāo) .電磁場(chǎng)頻率 .功率密度(mW/cm2) .組織特定能量吸收比(W/Kg) .電場(chǎng)強(qiáng)度最大值(Emax, V

13、/m) .電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)間微分之最大值(derEmax, V/m/sec) .一天暴露電場(chǎng)強(qiáng)度之總劑量平均值或最大值(DexpED, Vh/m) .一生暴露電場(chǎng)強(qiáng)度之總劑量平均值或最大值(LexpED, Vh/m) .磁場(chǎng)強(qiáng)度最大值(Hmax, A/m) .磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)間微分之最大值(derHmax, A/m/sec) .一天暴露磁場(chǎng)強(qiáng)度之總劑量平均值或最大值(DexpHD, Ah/m)一生暴露磁場(chǎng)強(qiáng)度之總劑量平均值或最大值(LexpHD, Ah/m)48電源頻率電源頻率(50/60 (50/60 Hz) Hz) 磁場(chǎng)之人體暴露量限制值基準(zhǔn)磁場(chǎng)之人體暴露量限制值基準(zhǔn) 磁場(chǎng)限制值 協(xié) 會(huì) 或 國(guó) 家

14、磁通密度限制值(高斯，G)，均方根值 職 業(yè) 人 員一 般 人 員 全 天 5 1 2 小時(shí)以?xún)?nèi) 50 10 國(guó)際輻射保護(hù)協(xié)會(huì) (IRPA/INIRC/WHO) 四 肢 250 - 連續(xù)暴露 50 2 日 本 短時(shí)間暴露 100 10 8 小時(shí) 18 - 蘇 聯(lián) 1 小時(shí) 75 - 英國(guó)國(guó)家輻射保護(hù)局 (NRPB) 20 20 美國(guó)政府工衛(wèi)學(xué)者協(xié)會(huì) (ACGIH) 10 - 德 國(guó) 50 50 澳 洲 同 IRPA 同 IRPA49電源頻率電源頻率(50/60 (50/60 Hz) Hz) 電場(chǎng)之人體暴露量限制值基準(zhǔn)電場(chǎng)之人體暴露量限制值基準(zhǔn) 電 場(chǎng) 限 制 值協(xié) 會(huì) 或 國(guó) 家 電 場(chǎng) 強(qiáng)

15、度 限 制 值 (kV/m)， 均 方 根 值 職 業(yè) 人 員一 般 人 員 全 天 10 5 國(guó) 際 輻 射 保 護(hù) 協(xié) 會(huì) (IRPA/INIRC/WHO) 數(shù) 小 時(shí) 30(1) 10(2) (1)暴 露 期 間 (t)= 80/E， E是 以 kV/m 為 單 位 (2)若 僅 數(shù) 分 鐘 暴 露 ， 則 可 超 過(guò) 10 kV/m， 但 須 留 心 避 免 間 接 耦 合 效 應(yīng)50視訊顯示終端機(jī)(VDT)射頻電場(chǎng)與磁場(chǎng)之人體暴露量限制值基準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)定頻率範(fàn)圍(kHz) 電場(chǎng)(V/m)均方根值 磁場(chǎng)(高斯，G) 均方根值美國(guó)政府工衛(wèi)學(xué)者協(xié)會(huì)(ACGIH) 0 0.1 0.1 4.0

16、 4.0 30.0 25,000 2,500/f(1) 625 - 0.6/f(1) -IEEE C95.1 3.0100.0 614 2.05瑞典 MPR 標(biāo)準(zhǔn)，1990 0.005 2.0 2.0400.0 25(2) 2.5(3) 0.0025 0.00025瑞典 TCO 規(guī)定0.005 2.0 2.0400.0 10(4) 1.0(5)英國(guó)(1986)職業(yè)人員0.75 50.0 2,000 1.25英國(guó)(1986)一般人員0.75 50.0 800 0.05蘇聯(lián)(1985)一般人員0.03 0.3 25 - 註(1): f 以 kHz 表示 註(2): 距離顯示螢?zāi)徽胺?50 公分量

17、測(cè) 註(3): 環(huán)繞視訊顯示終端機(jī)距離 50 公分量測(cè) 註(4): 距離顯示螢?zāi)徽胺?30 公分量測(cè) 註(5): 環(huán)繞視訊顯示終端機(jī)距離 50 公分量測(cè) 與距離顯示螢?zāi)徽胺?30 公分量測(cè) 僅數(shù)分鐘暴露，則可超過(guò) 10 kV/m，但須留心避免間接耦合效應(yīng)51射頻電磁場(chǎng)射頻電磁場(chǎng)(100 (100 MHzMHz3000 MHz)3000 MHz)功率密度功率密度之人體暴露量限制值基準(zhǔn)之人體暴露量限制值基準(zhǔn) 1. IEEE C95.1, 1991 頻 率 範(fàn) 圍(MHz) 功 率 密 度 限 制 值(mW/cm2) 100 300 0.2 300 3,000 f(1)/1500 註(1): f

18、 以 MHz 表示 2. International Commission on Non-Ionizing radiation Protection (ICNIRP), 1 19 99 98 8，對(duì)一般人員之暴露量限制值基準(zhǔn) 頻 率 範(fàn) 圍(MHz) 功 率 密 度 限 制 值(mW/cm2) 10 400 0.2 400 2,000 f(1)/2000 2,000 300,000 1.0 註(1): f 以 MHz 表示52射頻與微波電磁場(chǎng)特定能量吸收比射頻與微波電磁場(chǎng)特定能量吸收比( (Specific Specific Absorption Rate, SAR) Absorption Rate, SAR