EMC基本原理家電

會(huì)計(jì)學(xué)1EMC基本原理家電

非關(guān)稅壁壘技術(shù)壁壘

1.技術(shù)法規(guī)

2.標(biāo)準(zhǔn)

3.認(rèn)證第1頁/共43頁各國ＥＭＣ認(rèn)證認(rèn)證中國CCC安全+EMC歐洲的CE認(rèn)證LVD(安全)+EMC美國UL(安全)+FCC澳大利亞C-Tick認(rèn)證日本VCCI認(rèn)證第2頁/共43頁中國大陸－CCC認(rèn)證中國大陸－CCC認(rèn)證全稱：ChinaCompulsoryCertification

中國強(qiáng)制性認(rèn)證性質(zhì)：該認(rèn)證針對(duì)產(chǎn)品安全和EMC要求，中國市場(chǎng)的強(qiáng)制要求。范圍：所有存在潛在危險(xiǎn)和電磁問題的設(shè)備，因首批公布的產(chǎn)品目錄中有具體要求認(rèn)證的設(shè)備。采用標(biāo)準(zhǔn)：不同產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)不一樣，對(duì)于家用電動(dòng)設(shè)備，EMC采用GB4343.1和GB17625.1。備注：只要求EMI第3頁/共43頁歐盟市場(chǎng)－CE認(rèn)證全稱：ConformitéEuropéene（法語）歐盟性質(zhì)：該認(rèn)證針對(duì)產(chǎn)品安全和EMC（含EMI和EMS）要求，歐洲市場(chǎng)的強(qiáng)制要求。范圍：所有存在潛在危險(xiǎn)和電磁問題的設(shè)備的電子設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)：EN標(biāo)準(zhǔn)備注：EMC指令89/336/EEC于1992.1.1開始執(zhí)行,過度期到1995.12.31,1996.1.1強(qiáng)制執(zhí)行；新的EMC指令2004/108/EC于2005年1月20開始生效。被取代的89/336/EEC指令將于2007年7月20日廢止;不過符合89/336/EEC指令要求的設(shè)備可以銷售到2009年7月20日。在2007年7月20日前，制造商可以根據(jù)自己的需要從兩者中任選一個(gè)指令。第4頁/共43頁北美市場(chǎng)－FCC認(rèn)證全稱：FederalCommunicationCommission聯(lián)邦通信委員會(huì)性質(zhì)：該認(rèn)證針對(duì)產(chǎn)品EMI要求，美國市場(chǎng)的強(qiáng)制要求，也就是說進(jìn)入美國市場(chǎng)必須要經(jīng)過該認(rèn)證。范圍：數(shù)字設(shè)備（DigitalDevice）（與咱們無關(guān)的在此不列出）采用標(biāo)準(zhǔn)：FCCpart15/18備注：和加拿大互認(rèn)可，即可用于加拿大市場(chǎng)。加拿大的EMC認(rèn)證是IC認(rèn)證第5頁/共43頁澳洲市場(chǎng)－C-Tick認(rèn)證C-Tick是澳大利亞的電磁兼容部分，由澳大利亞通訊局(ACA-AustraliaCommunityAssociation)來管制,目前只對(duì)干擾部份進(jìn)行管制,管制范圍內(nèi)的產(chǎn)品從1999年1/01開始強(qiáng)制執(zhí)行。電氣安全要求

在澳大利亞，電氣安全符合性評(píng)估是地方政府的責(zé)任。每一個(gè)主管部門統(tǒng)一采用“1945年電氣安全法”的互惠認(rèn)可架構(gòu)（ApprovalsScheme）。此架構(gòu)將電氣產(chǎn)品分為“公告“（Declared）及”非公告“（Non-declared）兩大類。

公告產(chǎn)品須符合相關(guān)的澳洲安全標(biāo)準(zhǔn)，并取得州主管機(jī)關(guān)的認(rèn)可證書。

非公告的電氣及電子設(shè)備可不經(jīng)認(rèn)證直接銷售。但是，零售商、制造商及進(jìn)口商必須保證該類電氣的安全。

EMC要求

澳大利亞對(duì)EMC的要求采用EMC架構(gòu)（1992無線電通信法）的自我宣告方式。在此架構(gòu)規(guī)范的電氣產(chǎn)品都須符合澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)，并取得澳大利亞通信局的認(rèn)可，才能使用C－Tick標(biāo)志。

若產(chǎn)品同時(shí)符合電氣安全及電磁兼容要求，亦可申請(qǐng)法規(guī)符合標(biāo)志(RCM)。任何獲得澳大利亞安全標(biāo)志的產(chǎn)品，在新西蘭都被承認(rèn)。也只要求EMI第6頁/共43頁

日本市場(chǎng)－EMC認(rèn)證

VCCI認(rèn)證(信息設(shè)備)性質(zhì)：該認(rèn)證針對(duì)產(chǎn)品EMI（RE和CE）要求，日本市場(chǎng)的非強(qiáng)制要求，但是現(xiàn)在已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)制性認(rèn)證。范圍：信息技術(shù)類產(chǎn)品的傳導(dǎo)和輻射要求；其他標(biāo)準(zhǔn)：電器用品取締法(家用電器、電動(dòng)工具和工科醫(yī)設(shè)備)日本基本沒有抗擾度方面的標(biāo)準(zhǔn),未來一般直接采用IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)第7頁/共43頁EMC定義第8頁/共43頁EMC：Electromagneticcompatibility，電磁兼容性EMC定義：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響工作的騷擾。EMC三要素，缺少任何一個(gè)都構(gòu)不成EMC問題干擾源敏感設(shè)備耦合途徑第9頁/共43頁常見縮略語EMC(ElectromagneticCompatibility)：電磁兼容性EMI(ElectromagneticInterference)：電磁干擾EMS(ElectromagneticSusceptibility)：電磁抗擾度OATS(OpenAreaTestSite)：開闊場(chǎng)CISPR：國際無線電干擾特別委員會(huì)IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)：國際電工委員會(huì)EUT(EquipmentUnderTest)：受試設(shè)備FCC（FederalCommunicationCommission）：聯(lián)邦通信委員會(huì)CE：字母"CE"是法文句子"ConformitéEuropéene"的縮寫，意指歐盟。第10頁/共43頁第11頁/共43頁基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)某一類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，例如：GB9254(CISPR22)：信息技術(shù)設(shè)備的發(fā)射要求規(guī)定了一系列試驗(yàn)方法與限值要求，并且給出了這些方法要求適用于什么環(huán)境，例如：EN61000-6-2：工業(yè)區(qū)環(huán)境抗擾度通用標(biāo)準(zhǔn)是制定其它EMC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，通常不涉及具體產(chǎn)品類別。例如：IEC/EN61000-4-X系列標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)第12頁/共43頁

常見EMC測(cè)試項(xiàng)目EMC：電磁兼容性EMI：電磁干擾EMS：電磁敏感IEC61000-4-XRECEHarmonicsFlicker輻射發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射及Click諧波電流閃爍RS-3CS-6ESD-2EFT/B-4Surge-5PMS-8輻射抗擾度傳導(dǎo)抗擾度靜電抗擾度電快速瞬變脈沖群浪涌抗擾度工頻磁場(chǎng)抗擾度Dips-11

電壓跌落/短時(shí)中斷第13頁/共43頁RE：RadiatedemissionRE主要是考察設(shè)備在正常工作時(shí)自身對(duì)外界的輻射干擾強(qiáng)度，測(cè)試頻段根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同，在CISPR22中，測(cè)試頻段為30～1000MHz，值得注意的是設(shè)備進(jìn)行RE測(cè)試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求盡可能滿配置、滿負(fù)荷的運(yùn)行。RE問題是EMC中的難點(diǎn)。主要因?yàn)镽E設(shè)計(jì)產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)：屏蔽、濾波、接地。第14頁/共43頁輻射測(cè)試場(chǎng)地以及設(shè)置在RE測(cè)試中，天線的高度、天線的極化方向以及轉(zhuǎn)臺(tái)的角度都需要不斷改變，以求檢測(cè)到設(shè)備輻射的最大點(diǎn)。RE測(cè)試可以在開闊場(chǎng)和半電波暗室內(nèi)進(jìn)行。第15頁/共43頁CE：Conductedemission任何一個(gè)非便攜式設(shè)備都和其他設(shè)備有電纜互連關(guān)系，無論是通過電源電纜還是信號(hào)電纜，只要有這種互連關(guān)系的存在，設(shè)備就有一個(gè)途徑將自身的共模電流傳導(dǎo)給與其互連的設(shè)備，這種現(xiàn)象就叫傳導(dǎo)干擾，又成為傳導(dǎo)發(fā)射。傳導(dǎo)發(fā)射包含兩個(gè)部分：電源端CE和通信端CE電源端CE：測(cè)試設(shè)備通過自己的電源端口向交流電網(wǎng)或直流配電網(wǎng)絡(luò)傳送的干擾，測(cè)試頻段為150kHz～30MHz，（原來直流的測(cè)試頻段起始頻率為20MHz，新版的歐洲386標(biāo)準(zhǔn)將其改為150kHz，此外FCC標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試頻段也已經(jīng)和CISPR22一致了）。通信端CE、測(cè)試頻段同上，此處描述的通信端指得是針對(duì)接駁到公網(wǎng)的端口，如網(wǎng)口、ISDN口等才有CE測(cè)試要求，而對(duì)于接終端的信號(hào)端口如音視頻端口則無CE要求。第16頁/共43頁CE：測(cè)試示意圖（電源端）LISN：Lineimpedancestabilizationnetwork線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，用來進(jìn)行電源端CE測(cè)試時(shí)的阻抗穩(wěn)定，并且該網(wǎng)絡(luò)上面有一取樣端子，EUT沿電源線向外的干擾就從此端子取出，送至接收機(jī)進(jìn)行檢波。第17頁/共43頁Harmonics：交流電源諧波設(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(huì)使得輸入電流發(fā)生畸變，即輸入電流不為正弦波，根據(jù)傅利葉變換，非正弦波信號(hào)在頻域?qū)?huì)存在諧波，這些諧波電流將會(huì)降低設(shè)備電源的使用效率，并且會(huì)倒灌至電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染。測(cè)試上限為基頻的40次諧波頻率。第18頁/共43頁Flickers：交流電源閃爍考察設(shè)備電源模塊引起輸入電源的頻率變化能力，該中頻率變化從設(shè)備端口反灌入電網(wǎng)，會(huì)引起電網(wǎng)頻率的波動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)人體的傷害。限值主要根據(jù)因供電電電壓波動(dòng)對(duì)230V/60W螺旋式燈絲的燈產(chǎn)生的閃爍的主觀嚴(yán)酷角度確定的。第19頁/共43頁靜電放電ESD：ElectrostaticdischargeESD：靜電放電，考察設(shè)備在接收外界靜電源（如帶電人體、帶電設(shè)備等）所產(chǎn)生的直接放電或靜電場(chǎng)干擾時(shí)的抵抗能力。靜電波形及參數(shù)Tr約為0.7至1ns，因上升時(shí)間非常短，根據(jù)傅利葉變換，其產(chǎn)生干擾的頻率可以延伸至500MHz第20頁/共43頁靜電放電試驗(yàn)包含兩個(gè)部分：直接放電和間接放電直接放電：又包含接觸放電和空氣放電接觸放電主要針對(duì)設(shè)備表面的金屬裸露部分進(jìn)行?？諝夥烹娭饕槍?duì)設(shè)備表面覆蓋有絕緣物質(zhì)的地方進(jìn)行，入噴有絕緣漆等。直接放電主要模擬人體或其他帶電源直接對(duì)設(shè)備放電的現(xiàn)象。間接放電：只包含接觸放電對(duì)水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行放電，耦合板距離設(shè)備一定距離，耦合板通過兩個(gè)470k歐姆的電阻接地，所以當(dāng)對(duì)耦合板放電時(shí)，耦合板上的靜電不會(huì)馬上泄放到地，而以耦合板為靜電源形成一靜電場(chǎng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾。模擬設(shè)備抗靜電場(chǎng)干擾的能力第21頁/共43頁輻射抗干擾RS：RadiatedsusceptibilityRS：輻射抗干擾，該項(xiàng)試驗(yàn)的目的主要用來考察設(shè)備對(duì)于外界電磁場(chǎng)干擾的抗擾能力，例如在設(shè)備附近使用無線通訊設(shè)備時(shí)，設(shè)備已經(jīng)在進(jìn)行一場(chǎng)考驗(yàn)了，測(cè)試頻段：80MHz～2500MHz，使用1kHz或2Hz的正弦波進(jìn)行調(diào)幅。該項(xiàng)試驗(yàn)一般在全電波暗室內(nèi)進(jìn)行。第22頁/共43頁

EFT/B：電快速瞬變脈沖群EFT/B：電快速瞬變脈沖群

模擬設(shè)備附近或設(shè)備所在的電網(wǎng)中發(fā)生切斷感性負(fù)載時(shí)導(dǎo)致的脈沖干擾(開關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾)。EFT/B波形及主要參數(shù)雙指數(shù)脈沖15ms脈沖串(5kHz)脈沖串間隔是300ms第23頁/共43頁Surge：浪涌試驗(yàn)浪涌試驗(yàn)用來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(duì)設(shè)備的影響。包含電源端和信號(hào)端測(cè)試。電源端測(cè)試包括L和N線間、L對(duì)保護(hù)地、N線對(duì)保護(hù)地、L&N對(duì)保護(hù)地，其中第一種屬于差模干擾，后三種為共模干擾。信號(hào)端測(cè)試如果是屏蔽線，干擾加在屏蔽層上，如果是地線，干擾加在信號(hào)線上，例如對(duì)用戶線，直接加在AB線上。第24頁/共43頁

Surge：浪涌波形浪涌波形有：1.2/50(8/20)組合波，10/700電壓波，其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在電源端和室內(nèi)信號(hào)端的試驗(yàn)上，而10/700電壓波用在室外信號(hào)端的浪涌試驗(yàn)上。上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前時(shí)間，單位為us，50、20和700指得是波形的脈寬，單位也為us，可見浪涌波形的能量遠(yuǎn)大于EFT/B和靜電，但是干擾頻寬卻要窄得多。第25頁/共43頁

Surge：試驗(yàn)方法第26頁/共43頁

傳導(dǎo)騷擾抗擾度

CS：Conductedsusceptibility現(xiàn)在的空間存在太多的電磁噪聲，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(huì)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(duì)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(hào)線。電源端CS試驗(yàn)此時(shí)頻段150kHz～230MHz，加入的試驗(yàn)電壓根據(jù)產(chǎn)品類型不同而不同，對(duì)于家電設(shè)備一般要求3V。信號(hào)端CS試驗(yàn)測(cè)試頻段同電源端試驗(yàn)，加擾的強(qiáng)度也因產(chǎn)品類型不同而不同。第27頁/共43頁CS：試驗(yàn)連接示意圖信號(hào)端試驗(yàn)連接圖EMCLAMP

EUTATTENUATERSIGNALGENERATERAMPLIFIERAUXG.R.P0.1m>0.4m

<0.3m第28頁/共43頁CS：試驗(yàn)連接圖示意圖電源端試驗(yàn)連接圖0.3mCDNATTENUATERSIGNALGENERATER

AMPLIFIERG.R.P0.1mEUT>0.4m第29頁/共43頁P(yáng)MS：Power-frequencymagneticsusceptibility試驗(yàn)儀器EUT線圈50Hz電流PMS：工頻磁場(chǎng)試驗(yàn)主要模擬50Hz工頻電力線所構(gòu)成的磁場(chǎng)（如大型變壓設(shè)備附近的磁場(chǎng)等）對(duì)設(shè)備的影響，對(duì)此項(xiàng)試驗(yàn)較敏感的主要是帶線圈的設(shè)備如CRT等。試驗(yàn)示意第30頁/共43頁DIP/interruptions：試驗(yàn)介紹DIP/interruptions：該試驗(yàn)主要是模擬交流電網(wǎng)中接入大功率設(shè)備引起的電網(wǎng)電壓下降甚至短時(shí)中斷的現(xiàn)象，考察設(shè)備在處于這種工作狀態(tài)中的性能穩(wěn)定性。跌落深度持續(xù)時(shí)間性能判據(jù)70％500msC40%200msC010msC05sC第31頁/共43頁DIP/interruptions：試驗(yàn)介紹（續(xù)）試驗(yàn)儀器控制試驗(yàn)的跌落深度、持續(xù)時(shí)間以及跌落相位。其中相位為0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°。第32頁/共43頁家用及電動(dòng)工具設(shè)備電磁兼容—要求和試驗(yàn)TestItem測(cè)試項(xiàng)目lRequirementsortestlevel測(cè)試要求或測(cè)試等級(jí)EMISSION干擾Conductedemission對(duì)于手持設(shè)備，測(cè)試時(shí)分接人工手和不接人工手Clicks僅對(duì)有溫控開關(guān)或有自動(dòng)控制切換的設(shè)備適用Radiatedemission（僅對(duì)于使用電池的設(shè)備）HarmonicCurrentIEC/EN61000-3-2ClassAVoltagefluctuationsIEC/EN61000-3-3Pst10mins(短時(shí)使用)Plt120mins(長時(shí)間使用的設(shè)備)第33頁/共43頁續(xù)家用及電動(dòng)工具設(shè)備電磁兼容—要求和試驗(yàn)IMMUNITYESDIEC61000-4-2Category2、3、4CONTACT:±4KVAIR:±8KVRadiatedRFImmunityIEC61000-4-3Category2、3、43V/m80MHz-1GHzModulation:80%AM,1KHzEFTIEC61000-4-4Category2、3、4ACPowerPort:±1KVInput/outputline:±0.5KVSurgeIEC61000-4-5Category2、3、4Line-line:±1KVLine-earth:±2KVConductedRFimmunityIEC61000-4-6Category2、43V/m0.15MHz-230MHzModulation:80%AM,1KHzVoltagedips,shortinterruptionsIEC61000-4-11Category2、4>95%dipinUTfor0.5cycle60%dipinUTfor10cycle30%dipinUTfor50cycle第34頁/共43頁ClassificationofapparatusCategory1:apparatuscontainingnoelectroniccontrolcircuitry,forexamplemotoroperatedappliances,toys,tools,heatingappliancesandsimilarelectricapparatus(suchasUVandIRradiators).Electriccircuitsconsistingofpassivecomponents(suchasradiointerferencesuppressioncapacitorsorinductors,mainstransformersandmainsfrequencyrectifiers)arenotconsideredtobeelectroniccontrolcircuitryExamples:apparatuscontainingcomponentssuchaselectromotors,electromechanicalswitches,thermostats,(rechargeable)batteries.第35頁/共43頁CategoryII:mainspoweredmotoroperatedappliances,tools,heatingappliancesandsimilarelectricapparatus(forexample–UVradiators,IRradiatorsandmicrowaveovens)containingelectroniccontrolcircuitrywithnointernalclockfrequencyoroscillatorfrequencyhigherthan15MHz.NOTE-Thevalue15MHzistentativeandmaybemodifiedafteraperiodofexperience.第36頁/共43頁CategoryIll:batterypoweredapparatus(withbuilt-inbatteriesorexternalbatteries),whichinnormaluseisnotconnectedtothemains,containinganelectroniccontrolcircuitrywithnointernalclockfrequencyoroscillatorfrequencyhigherthan15MHz.第37頁/共43頁CategoryIV:allotherapparatuscoveredbythescopeofthisstandard.第38頁/共43頁不同類別家用及電動(dòng)工具設(shè)備CategoryICategoryIapparatusisdeemedtofulfiltherelevantimmunityrequirementswithouttesting第39頁/共43頁CategoryIICategoryIIapparatusshallfulfilthefollowingrequirements:–electrostaticdischargewithperformancecriter