EMC基礎知識講解

會計學1EMC基礎知識講解目的

主要是給公司的同事們簡單介紹下EMC相關的知識。第1頁/共35頁

目錄一、EMC基礎知識二、EMC常見測試項目簡介三、EMC測試標準及相關組織簡介第2頁/共35頁一、EMC基礎知識

1、EMC是什么我們生活中的電磁環(huán)境第3頁/共35頁EMC（ElectromagneticCompatibility）定義：

在同一電磁環(huán)境中，一個設備能夠不因其它設備的干擾影響正常工作，同時也不對其它設備產生影響工作的干擾。

1：設備內部各電路模塊之間的相容性。

2：設備與設備、系統與系統之間的相容性。

EMC=EMS+EMI電磁兼容

抗電磁干擾

電磁干擾第4頁/共35頁3：電磁兼容問題的三要素：（1）干擾源（2）干擾途徑（3）敏感源干擾源干擾源不一定是設備本身，也可能是大自然或者人體本身。比如說雷電和身體上的靜電。常見干擾途徑傳導：公共電源、公共地線、互連線輻射：通過空間傳播（感應產生（電容耦合、電感耦合）、干擾源發(fā)射的電磁能量以電磁波的形式，通過空間傳播作用到敏感源上）

第5頁/共35頁2、為什么產品需要進行EMC相關測試電磁干擾普遍存在電子技術日益普及越來越多的干擾源進入電磁環(huán)境電子設備的靈敏度越來越高干擾和抗干擾成為一個日益突出的問題第6頁/共35頁?市場準入的需要全球各地區(qū)基本都設置了相應的市場準入認證用以保護本地區(qū)的電磁環(huán)境和本土產品的競爭優(yōu)勢。如：北美的FCC、歐盟的CE認證、日本的VCCI認證、中國的3C認證等都是進入這些市場的“通行證”。而要獲得這些認證就必須讓產品通過相應的EMC測試。?產品間穩(wěn)定工作的需要保證設備不被諸如靜電、輻射電磁場等各種形式的外來干擾影響其正常工作，保證設備不會對同一電磁環(huán)境中的其他設備產生干擾。?產品內部兼容性的需要產品內部各單板間是否能夠和諧的工作、電源電路是否不會對音視頻信號產生干擾、PCB設計時時鐘電路是否會干擾控制電路等等都是產品設計時需要重點考慮的問題，也是產品基本功能實現的保證問題。總的說來是為了提高產品的市場競爭力，保證對產品自身和人體或其他設備不產生危害。第7頁/共35頁3、EMC測試項目EMC=EMI+EMSEMI測試項目

1、輻射連續(xù)騷擾--RE（RadiatedEmission）

2、傳導連續(xù)騷擾--CE（ConductedEmission）

3、電流諧波--Harmonic4、電壓閃爍--Flicker5、騷擾功率—DP第8頁/共35頁EMS測試項目1、靜電放電抗擾度（ESD）--ElectrostaticDischargeImmunity2、射頻場感應的傳導騷擾抗擾度（CS）--ImmunitytoConductedDisturbances,InducedbyRadio-FrequencyFields3、射頻電磁場輻射抗擾度（RS）--Radiated,Radio-Frequency,ElectromagneticFieldImmunity4、電快速瞬變脈沖群抗擾度（EFT）--ElectricalFastTransient/BurstImmunity5、浪涌（沖擊）抗擾度（Surge）--SurgeImmunity6、電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度（Dips/I）--VoltageDips,ShortInterruptionsandVoltageVariationsImmunity7、工頻磁場抗擾度（PMS）--PowerFrequencyMagneticFieldImmunity第9頁/共35頁二、EMC常見測試項目簡介EMI-RE（輻射連續(xù)騷擾）

1、檢驗設備通過機殼和各個端口對空間的其它設備的發(fā)射干擾情況是否合格。若某個頻段超標，就很有可能會干擾到在它附近工作在這個頻段的其他設備,進而使其無法正常工作。

2、常見測量頻率范圍：30MHz-1GHz，（燈具、微波爐類產品對9KHz-30MHz的磁場干擾也作了要求）1GHz以上，不同國家有不同的測試范圍要求。

3、測試方法：通過接收天線測量EUT空間發(fā)射傳播的電場干擾能量在距離3/5/10m處的最大場強值。

4、測試場地：半電波暗室或開闊場。注：測量時除非特別規(guī)定否則一般以在設備滿負載、滿負荷工作狀態(tài)進行測量，以獲得設備對周圍其他設備或人體的最大干擾情況。第10頁/共35頁EMI-CE（傳導連續(xù)騷擾）1、測量被試設備在工作時產生的干擾信號，通過電源線或者通信信號線（通信端指的是針對接到公網的端口，如網口才有CE測試要求,對于接終端的信號端口如音視頻端口則無CE要求)對其他的設備的干擾是否合格。2、常見測量頻率范圍：150kHz-30MHz，燈具類CE對9KHz-150KHz也作了要求。3、測量方法：在設備的電源線與電網之間插入一臺人工電源網絡（LISN），其作用是在測試時提供規(guī)定的阻抗，并把被測電路和電網上的背景噪聲隔離開來，以排除外界因素的影響，進而將干擾電壓耦合進接收機。4、測量場地：屏蔽室第11頁/共35頁EMI-Harmonics(諧波電流)1、測量EUT在工作時向電網注入的諧波強度。諧波的來源：設備的輸入電壓為正弦波（50Hz或者60Hz），當該電壓的輸入負載為非線性電路時，將會使得輸入電流發(fā)生畸變，即使得輸入電流不為正弦波，進而產生諧波（指的是那些頻率為供電系統額定頻率整數倍的正弦電壓或正弦電流。例如基頻為50Hz的交流電，其二次諧波為100Hz的交流電，三次諧波為150Hz），這些諧波電流將會降低設備電源的使用效率，并且會倒灌至電網，對電網產生污染。注：當受試設備功率小于75W時不需要進行諧波測試第12頁/共35頁2、測量范圍：測試上限為基頻的40次諧波頻率。3、測量方法：將被測設備的電源端接于諧波測試系統EUT端口，使設備運行規(guī)定的時間，檢測者期間受試設備產生的諧波值。4、測量場地第13頁/共35頁EMI-Flicker1、考量受試設備產生的電壓的閃爍會不會對其他的設備和人體產生影響。電壓波動的產生：電網中接有大量的由自動接通和切斷控制的負荷，如含有溫控器、定時器的廚房器具、電加熱器、空調器、復印機，當自動程序控制開關進行接通和斷開時，將引起電源負荷的頻繁變化，其結果使電網電壓產生波動。設備電源模塊引起輸入電源的頻率產生變化，其中頻率變化從設備端口反灌入電網，會引起電網頻率的波動，產生對接入同一電網的其他設備和人體的傷害。第14頁/共35頁2、測量范圍：分為兩個方面的測試。電壓波動幅值、電壓閃爍程度。3、測量方法：將被測設備的電源端接于諧波測試系統EUT端口，按照受試設備的產品類型，確定測試的周期。4、測量場地第15頁/共35頁EMI-DP（騷擾功率）1、一般認為，家用電器產品、聲頻功率放大器、音/視盤機、錄音機等設備，它們30MHz以上的輻射發(fā)射主要是通過與其相連的電源線和其他連接線向外輻射的。2、測量范圍：30-300M（日本做燈具的認證時只要求DP和CE，不要求空間輻射）2、測量方法：考慮到連接線的天線輻射效應——一般在半波長處輻射最大，30MHz對應的半波長5m，所以測試時一般是將被測設備的電源線用同質線纜延長至5m以上，再考慮到功率吸收鉗（及起濾波作用的輔助吸收鉗）的長度大約1m，則總長度大約為6m。3、測量場地第16頁/共35頁EMS-ESD（靜電放電）1、該模擬人或物體在接觸設備時所引起的放電（直接放電），以及人或物體對設備鄰近物體的放電（間接放電）時對設備工作造成的影響。帶靜電的物體進行放電時會產生放電電流，這個放電電流會產生短暫的強度很大的電磁場。放電時產生短暫的放電電流和相應的電磁場可能引起電氣、電子設備的電路發(fā)生故障，甚至損壞。靜電放電試驗的目的就是檢驗電氣、電子設備在遭受這類靜電放電騷擾時的性能。2、試驗范圍：受試設備的金屬外殼和正常使用中可接觸的位置。3、試驗方法：直接放電（接觸放電，空氣放電）間接放電（對水平耦合板和垂直耦合板進行放電）4、試驗場地：屏蔽室第17頁/共35頁EMS-RS（輻射抗擾度）1、主要是考量受試設備對周圍輻射的抵抗能力。2、常見測量范圍：80-1000MHz3、測試方法：根據產品類別和試驗等級的要求對受試設備的六個面施加相應大小的場強干擾，在測試過程中和測試完成后檢測受試設備是否產生功能性故障。4、測量場地：全電波暗室第18頁/共35頁EMS-EFT(電快速脈沖群)1、模擬電網中的設備開關在切換電感性負載時所產生的干擾對受試設備的影響。干擾來源：在繼電器，接觸器等器件切換時，會在電路中產生一個具有上升時間短，重復頻率高，能量較低的特點的干擾信號，這個信號可能導致設備的性能下降，甚至是損壞。2、測試范圍：電源端、信號端。3、測試方法：試驗時發(fā)生器將脈沖信號疊加在電源線（通過耦合/去耦網絡）或通信線路（通過電容耦合夾），對設備形成干擾。4、測試場地：屏蔽室第19頁/共35頁EMS-surge1、模擬自然雷擊或者電網中接入大容性負載時所產生的脈沖對設備的影響。通過浪涌信號發(fā)生器模擬產生一個尖峰電壓，耦合到電源線和數據線上，觀察設備在這么大的感應電壓沖擊下是否能正常的工作。干擾來源：設備的使用過程中，在發(fā)生雷電時，在電源線和信號線上可能會產生一個感應的高峰電壓，這個電壓可能會導致設備性能下降甚至損壞。2、測試范圍：電源端、信號端3、測試方法：試驗時發(fā)生器將浪涌脈沖信號疊加在電源線（通過耦合/去耦網絡）或通信線路（通過CDN和電容耦合），對設備形成干擾。4、測試場地：屏蔽室第20頁/共35頁EMS-CS（傳導抗擾）1、檢驗設備對來自射頻場耦合到線纜上的干擾的抵抗能力。干擾來源：當空間的電磁波的波長和設備線纜的長度可以比擬時，電磁波將會耦合在此段線纜上并產生感應電壓/電流，沿著該電纜流進設備內部，從而對設備的正常工作產生干擾，上述的設備線纜包含電源線和信號線。2、測試范圍：0.15-80MHz3、測試方法：使用射頻信號發(fā)生器通過CDN或電流注入鉗等設備，將射頻電流注入到電纜或信號線中，以此模擬來自環(huán)境射頻發(fā)射機的干擾。4、測試場地：屏蔽室第21頁/共35頁EMS-PFMF（工頻磁場）1、工頻磁場試驗主要模擬50Hz工頻電力線所構成的磁場（如大型變壓設備附近的磁場等）對設備的影響，對此項試驗較敏感的主要是帶線圈的設備如CRT（陰極射線顯像管）。干擾來源：工頻磁場是由導體中的工頻電流產生的，或由附近的其他裝置（如變壓器漏磁通）所產生。2、測試范圍：對受試設備的X、Y、Z三個面進行干擾試驗。3、測試方法：試驗中的磁場波形為正弦波，采用的是浸入法，即將受試設備放在感應線圈的中部進行試驗。4、測試場地：屏蔽室第22頁/共35頁EMS-DIPS1、考核電子設備對電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度干擾來源：電網或變電設施由于故障或負荷突然出現大變化（接入大功率電器）。2、試驗范圍：①電壓暫降>95%降低0.5個周期30%降低25個周期②電壓短時中斷>95%降低250個周期

3、試驗方法：通過電壓跌落信號發(fā)生器來模擬實驗的環(huán)境，讓EUT在電壓突然跌落到運行電壓的0%、30%、40%、70%觀察EUT的工作情況，來判定EUT對電壓跌落的抗擾度性能如何。4、試驗場地：屏蔽室第23頁/共35頁EMS性能判據當電子產品由于受到電磁騷擾影響而性能下降時，其性能判據可分為四級：A級：電子產品工作完全正常；B級：電子產品的功能或指標出現非期望偏離，但當電磁騷擾去除后可行自恢復；C級：電子產品的功能或指標出現非期望偏離，電磁騷去除后不能自行恢復，必須依靠操作人員的介入，方可恢復，但不包括硬件維修和軟件重裝;D級：電子產品元器件損壞，數據丟失，軟件故障等。第24頁/共35頁三、EMC測試標準及相關組織簡介

研究EMC標準的主要國際組織IEC-國際電工委員會ITU-國際電信聯盟ANSI-美國國家標準協會ETSI-歐洲電信標準協會ASTM-美國材料實驗協會IEEE-電子電器工程師協會CENELEC-歐洲電工技術標準化委員會

第25頁/共35頁1.IEC-國際電工委員會介紹

成立于1906年，是世界上最早的國際性電工標準化機構，總部在日內瓦。1947年ISO成立后，曾合并如ISO，根據1976年ISO與IEC新協議，兩個組織各自獨立，IEC負責有關電工、電子領域的國際標準化工作，其他領域則由ISO負責。

IEC已制定國際電工標準3000多個。其下承擔研究工作的主要是電磁兼容咨詢委員會（ACEC）、無線電干擾特別委員會（CISPR）和TC77。

第26頁/共35頁2.CISPR–

國際無線電干擾特別委員會介紹

CISPR是世界上最早成立的國際性無線電干擾組織，目標是促進國際無線電干擾問題在下列幾方面達成一致，以利于國際貿易：（1）

保護無線電接收裝置，使其免受以下干擾：

A．

所有類型的電子設備

B．

點火系統

C．

包括電力牽引系統的供電系統

D．工、科和醫(yī)用無線電頻率

E．

聲音和電視廣播接收機

F．

信息技術設備（2）

干擾測量的設備和方法（3）

由（1）中干擾源產生的干擾的限值（4）

聲音和電視廣播接收裝置抗擾度要求和抗擾度測量方法（5）

為避免與其他部門工作重復，溝通協調（6）

安全規(guī)程對電器設備的干擾抑制的影響

IEC主要制定抗干擾標準；CISPR主要制定干擾標準。附表：CISPR標準第27頁/共35頁3.ANSI–

美國國家標準協會介紹成立于1918年，非贏利性的民間標準化團體，總部在紐約華盛頓特區(qū)。目標：增強美國企業(yè)在全球的競爭力和美國人的生活質量。通過ANSI的參與活動，美國快速介入ISO和IEC的標準指定工作。并領導了許多關鍵的分委會的工作。

第28頁/共35頁4.ETSI–

歐洲電信標準協會由歐共體委員會在1988年批準成立，非贏利性的電信標準化組織，總部在法國尼斯。宗旨：為實現統一的歐洲電信大市場，及時制定高質量的電信標準，以促進基礎結構的綜合，確保網絡和業(yè)務的協調，為開放和建立新的電信業(yè)務提供技術基礎，并為世界電信標準的制定作出貢獻。迄今，已有5000多項標準和技術報告發(fā)布。成員來自52個國家。2000年4月8日，其制定的R&TTE開始執(zhí)行，歐洲開放無線電、通信技術產品，測試可以在任何地區(qū)進行。

第29頁/共35頁EMC測試產品范圍

◆服務產品范圍

※信息技術設備及辦公用設備;

※音、視頻設備;

※電信終端設備;

※家電及電動工具類設備;

※照明類設備;

※工、科、醫(yī)(ISM)類設備;

※汽車電子類設備等;

第30頁/共35頁EMC測試標準介紹－基本標準

由CENELEC制定的EMC標準分為:基本標準：定義和說明EMC問題。不包含任何限定值，也不說明任何干擾指標。如IEC61000-4-X

1.EN61000-4-2靜電放電抗擾度測試ESD2.EN61000-4-3射頻電磁場抗擾度測試RS3.EN61000-4-6傳導騷擾抗擾度測試CS4.EN61000-4-4電快速瞬變脈沖群抗擾度測試EFT5.EN61000-4-5浪涌（沖擊）抗擾度測試SURGE6.EN61000-4-8工頻磁場抗擾度測試PFMF7.EN61000-4-11電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度測試DIPS

第31頁/共35頁EMC測試標準介紹－通用標準通用標準：用于適應特定環(huán)境的標準。規(guī)定出一系列合適的要求和測試方法。分為商業(yè)性工業(yè)和輕工業(yè)（包括家用），如

EN