EMC定义和术语、测试的培训讲义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,EMC 培训讲义,文件号：TRSZ021107,1,目 录,一、EMC 基础知识,二、EMC 测试内容介绍,三、EMC 测试标准介绍,四、各国法规简介,2,一、电磁兼容基础知识,1.电磁兼容的概念：,IEC60050（161）（电磁兼容术语）中的定义为：设备或系统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。,电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统、广义的还包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。,3,一、电磁兼容基础知识,2.电磁兼容的重要性,电磁干扰普遍存在,电子技术日益普及,越来越多的干扰源进入电磁环境,电子设备的灵敏度越来越高,干扰和抗干扰成为一个日益突出的问题,4,一、电磁兼容基础知识,3.EMC涉及的相关名词,3.1电磁骚扰（Electromagnetic disturbance）,3.2电磁干扰（Electromagnetic interference）,3.3电磁发射 （Electromagnetic emission）,3.4 抗干扰 （Immunity）,3.5 电磁敏感度（Electromagnetic Susceptibility),3.6 电磁兼容性（Electromagnetic compatibility）,5,一、电磁兼容基础知识,4.电磁兼容的三要素：,干扰源 、干扰途径 、敏感设备,6,一、电磁兼容基础知识,5. 研究EMC标准的主要国际组织,IEC- 国际电工委员会,ITU- 国际电信联盟,ANSI-美国国家标准协会,ETSI- 欧洲电信标准协会,ASTM-美国材料实验协会,IEEE-电子电器工程师协会,CENELEC-欧洲电工技术标准化委员会,7,1. IEC -国际电工委员会介绍,成立于1906年，是世界上最早的国际性电工 标准化机构，总部在日内瓦。1947年ISO成立后，曾合并如ISO，根据1976年ISO与IEC新协议，两个组织各自独立，IEC负责有关电工、电子领域的国际标准化工作，其他领域则由ISO负责。,IEC已制定国际电工标准3000多个。其下承担研究工作的主要是电磁兼容咨询委员会（ACEC）、无线电干扰特别委员会（CISPR）和TC77。,8,2.,CISPR 国际无线电干扰特别委员会介绍,CISPR是世界上最早成立的国际性无线电干扰组织，目标是促进国际无线电干扰问题在下列几方面达成一致，以利于国际贸易：,（1） 保护无线电接收装置，使其免受以下干扰：,A 所有类型的电子设备,B 点火系统,C 包括电力牵引系统的供电系统,D 工、科和医用无线电频率,E 声音和电视广播接收机,F 信息技术设备,（2） 干扰测量的设备和方法,（3） 由（1）中干扰源产生的干扰的限值,（4）声音和电视广播接收装置抗扰度要求和抗扰度测量方法,（5） 为避免与其他部门工作重复，沟通协调,（6） 安全规程对电器设备的干扰抑制的影响,IEC 主要制定抗干扰标准；CISPR主要制定干扰标准。,附表：CISPR 标准,9,3. ANSI 美国国家标准协会介绍,成立于1918年，非赢利性的民间标准化团体，总部在纽约华盛顿特区。目标：增强美国企业在全球的竞争力和美国人的生活质量。,通过ANSI的参与活动，美国快速介入ISO和IEC的标准指定工作。并领导了许多关键的分委会的工作,。,10,4. ETSI 欧洲电信标准协会,由欧共体委员会在1988年批准成立，非赢利性的电信标准化组织，总部在法国尼斯。宗旨：为实现统一的欧洲电信大市场，及时制定高质量的电信标准，以促进基础结构的综合，确保网络和业务的协调，为开放和建立新的电信业务提供技术基础，并为世界电信标准的制定作出贡献。迄今，已有5000多项标准和技术报告发布。成员来自52个国家。,2000年4月8日，其制定的R&TTE开始执行，欧洲开放无线电、通信技术产品，测试可以在任何地区进行。,11,二、EMC 测试内容介绍,电磁兼容性（EMC）是不能直接测量的。为了定量描述它，可分为电子设备发射干扰电磁波的能力（又称电磁骚扰发射，简称EMI）和耐受电磁波干扰的能力（也称抗扰度，或电磁敏感度，简称EMS）。,按照它们是通过传导途径或辐射途径来发射或接收干扰能量来检测。所以电磁骚扰发射测试包括辐射发射（RE）测试和传导发射（CE）测试；电磁敏感度测试包括辐射敏感度（RS）测试和传导敏感度（CS）测试等,。,12,二、EMC 测试内容介绍,测试产品范围, 服务产品范围 信息技术设备及办公用设备; 音、视频设备; 电信终端设备; 家电及电动工具类设备; 照明类设备; 工、科、医(ISM)类设备; 汽车电子类设备等;,13,二、EMC 测试内容介绍 - 传播途径,电磁干扰发射或受到电磁干扰的侵害都是通过产品的外壳、交流电源端子、直流电源端子、信号线控制线以及地线所告成的。,1. 传导干扰：干扰信号通过导体（导线、电感、电容）传导。出现在各种导体中。频率30mhz的大多是此类干扰。,2.辐射干扰：干扰信号已电磁场形式向周围空间传输。主要出现在产品周围的媒体中。 频率30mhz的信号，辐射变得更明显。,14,二、EMC 测试内容介绍 - 传播途径,通过外壳发射的电磁干扰，或通过外壳侵入的干扰都是辐射干扰;,通过其它导体发射或入侵的干扰都属于传导干扰。往往同一干扰源可以产生两种类型的干扰;,15,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,（1）电磁干扰的传导发射测试是测试电子产品通过电源线、信号线控制线或地线向外发射的骚扰。根据骚扰的性质，可分为以下几类：,A 连续骚扰电压测试 （conducted emission）,B 连续骚扰的功率测试（power clamp）,C 断续骚扰喀呖声测试 （click）,D 谐波测试 （harmonic）,E . 电压波动 （flicker),（2）电磁干扰的辐射发射测试是测试电子产品通过空间传播的电磁干扰辐射场强。(Radiation),16,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,Harmonic test EN61000-3-2,对于由交流市电供电的电子、电气产品，谐波电流是一个很重要的电磁兼容测量项目。,在低压市电网络使用的电子电气设备，其供电电压是正弦波，但其电流波形未必是正弦波，可能有或多或少的畸变。,大量的此类设备应用，会造成电网电压波形畸变，使电网电能质量下降,大量的非线性设备应用，会造成电网电压波形畸变，使电网电能质量下降。,当电网中存在过量的谐波电流，不仅会使发电机的效率降低，严重时还会造成发电机和电网设备的损坏，同时还会影响电网用户设备的正常工作，比如计算机运算出错，电视机画面翻滚。,正是出于保护共用电网电能质量，保障电网和用户设备的正常进行，IEC提出了谐波电流限值标准。,17,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,A类：平衡的三相设备;,家用电器，不包括列入D类的设备；,工具，不包括便携式工具；,白炽灯调光器；,音频设备；,以及除以下几类设备外的所有其他设备,B类：便携式工具；不属于专用设备的电弧焊设备,C类：照明设备,D类：有功功率不大于600W下列设备：个人计算机和个人计算机显示器；电视接收机。,18,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,Flicker Test EN61000-3-3,电网中接有大量的由自动接通和切断控制的负荷：,如含有控温器和定时器的厨房器具、电加热器、空调器、复印机和其他设备；,当自动控制循环进行接通和断开时，将引起电源负荷的频繁变化，其结果使电网电压产生波动；,进而对接在同一网络的照明设备的亮度产生变化；,这种变化即是电压闪烁。,19,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,Flicker Test EN61000-3-3,闪烁,flicker,亮度或频谱分布随时间变化的光刺激所引起的不稳定的视觉效果。,短期闪烁,Pst short-term flicker indicator,在短时期内(10min)评定闪烁的严酷程度。Pst=1是出现短期闪烁刺激时惯用阈值。,长期闪烁,Plt long-term flicker indicator,在长时期内（2h）用连续的Pst值评定闪铄的严酷程度。Plt0.65是出现长期闪烁刺激时的惯用阈值。,相对稳态电压变化特性dc,指两个相邻稳态电压差值与额定电压的百分比值。标准规定不得大于3。,相对电压变化特性d(t),指电压处在至少为1s的稳态条件下，各周期间的电压有效值相对额定电压变化的时间函数。标准规定超过200ms测量的时间内，相对稳态电压变动不得大于3。,最大相对电压变化特性,dmax,：,指电压变化特性的最大与最小有效值之差与额定电压的百分比，标准规定不得大于4。,20,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,Radiation Test,一般要求,在30MHz1000MHz频率范围内，用带有准峰值检波器的测量接收机进行测量,。,直接使用频率范围覆盖30MHz1000MHz的宽带天线。,实际测量时我们是在3m半电波暗室或3m开阔场进行。天线到EUT距离为3m,应在地面高度1m4m的范围内调整天线高度，以便在每一测试频率点获得最大指示值,测量过程中，为寻找最大场强读数，应改变天线相对于EUT的水平和垂直极化方向,21,二、EMC 测试内容介绍 ,EMI 电磁干扰,Conducted Test,测试项目,传导骚扰电压,包括：电源端子骚扰电压、电信端口的传导共模（非对称）骚扰,辐射骚扰场强,1.4.2 骚扰限值,1.4.2.1 电源端子和电信端口的传导骚扰限值,1.4.2.1.1 电源端子骚扰电压限值,22,二、EMC 测试内容介绍 ,EMS 电磁干扰,电子产品的抗扰度测试又称为电磁敏感度测试，其目的是测试电子产品承受各种电磁骚扰的能力。当电子产品由于受到电磁骚扰影响而性能下降时，其性能判据可分为四级：,A级：电子产品工作完全正常；,B级：电子产品的功能或指标出现非期望偏离，但当电磁骚扰去除后可行自恢复；,C级：电子产品的功能或指标出现非期望偏离，电磁骚去除后不能自行恢复，必须依靠操作人员的介入，方可恢复，但不包括硬件维修和软件重装;,D级：电子产品元器件损坏，数据丢失，软件故障等。,23,EMS测试分为以下项目:,1.,EN61000-4-2,静电放电抗扰度测试 ESD,2. EN61000-4-3,射频电磁场抗扰度测试 RS,3.,EN61000-4-6,传导骚扰抗扰度测试 CS,4. EN61000-4-4,电快速瞬变脉冲群抗扰度测试 EFT,EN61000-4-5,浪涌（冲击）抗扰度测试,SURGE,6.,EN61000-4-11,电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度测试,DIPS,EN61000-4-8,工频磁场抗扰度测试,PFMF,二、EMC 测试内容介绍 ,EMS 电磁干扰,24,1. EN61000-4-2 静电放电抗扰度测试 ESD,低湿度情况下，通过摩擦等因素，使操作者积累了静电。电子和电气设备遭受直接来自操作者的静电放电和对临近物体的静电放电时的抗扰度要求和试验方法,设备在正常使用期间可能被触及到的点或面。,试验规范：,接触放电：4kV （充电电压）,空气放电：8kV （充电电压）,性能判据：,B级及以上为合格,25,2. EN61000-4-3 射频电磁场抗扰度测试 RS,辐射抗扰度测试目的是检验产品在周边电磁场干扰情况下，EUT的性能是否出现下降或失效；,试验时，EUT的放置应使其四个面按顺序暴露在电磁场中，并在每个位置考核EUT的性能。如果在全频段内已知EUT最敏感面，则可以仅对其敏感面进行试验。,试验规范：,频率范围：80MHz 1GHz,试验场强：3V/m（r m s未调制时测量值）,调制幅度：80% AM（1kHz正弦波调制）,性能判据：,A级合格,26,3. EN61000-4-6 传导骚扰抗扰度测试 CS,检测EUT各输入端口电源端抗干扰能力；,交流电源输入端口、直流电源输入端口、根据制造厂规定的预期长度超过3m长的电信电缆端口。,试验规范：,频率范围：0.15MHz80 MHz,试验场强：3V（r m s未调制时测量值）,调制幅度：80% AM（1kHz正弦波调制）,性能判据：,A级合格,适用范围：,电信端口、AC电源端口、DC电源端口,27,4. EN61000-4-4 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试 EFT,电快速瞬变脉冲群试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口的试验。,试验脉冲的特点是：瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。,电快速速变脉冲群试验的目的：就是为了检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。,28,4. EN61000-4-4 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试 EFT,EFT 试验规范：, 电信端口,0.5kV(峰值) 5/50Tr/Th ns 5kHz(重复频率), DC电源端口(不包括连同独立AC/DC电源转换器一起销售的设备),0.5kV(峰值) 5/50 Tr/Th ns 5kHz(重复频率), AC电源端口(包括连同AC/DC电源转换器一起销售的设备),1kV(峰值) 5/50 Tr/Th ns 5kHz(重复频率),EFT 性能判据：,B级及以上为合格,EFT适用范围：,电信端口、AC电源端口、DC电源端口,29,5.EN61000-4-5 浪涌（冲击）抗扰度测试 SURGE,电磁兼容领域所指的浪涌冲击一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。,2.10.1.1 开关瞬态,系统开关瞬态与以下内容有关：,a）主电源系统切换骚扰，例如电容器组的切换；,b）配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化；,c）与开关装置有关的谐振电路，如晶闸管；,d）各种系统故障，例对设备组接地系统的短路和电弧故障。,30,5.EN61000-4-5 浪涌（冲击）抗扰度测试 SURGE,试验规范：, 信号端口和电信端口,施加电压：1.5kV（峰值） 4kV（峰值）,脉冲波形：10/700 Tr/Th,s, DC电源输入端口（不包括连同a.c./d.c.电源转换器一起销售的设备）,施加电压：0.5 kV（峰值） 脉冲波形：1.2/50（8/20） Tr/Th,s（综合波）,在线到地之间试验, AC电源输入端口（包括连同a.c./d.c.电源转换器一起销售的设备）,施加电压：线-线 1kV 线-地 2kV,脉冲波形：1.2/50（8/20） Tr/Th,s（综合波）,性能判据：,B级及以上为合格,适用范围：,信号端口、电信端口、AC电源端口、DC电源端口,31,6. EN61000-4-11电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度测试 DIPS,电压暂降、短时中断是由电网、电力设施的故障或负荷突然出现大的变化引起的。,在某些情况下会出现两次或更多次连续的暂降或中断。,电压变化是由连接到电网的负荷连续变化引起的。,这些现象本质上是随机的，其特征可以用偏离额定电压量及持续时间来表述,试验部位及试验布置：,对AC电源端口：全部适用,测试时，试验电压波形在0交叉点发生变化。,试验规范和判定准则：, 电压暂降,95%降低 0.5个周期 B级及以上合格,30%降低 25个周期 C级及以上合格, 电压短时中断,95%降低 250个周期 C级及以上合格,适用范围：,AC电源端口（包括连同AC/DC电源转换器一起销售的设备）,32,7.,EN61000-4-8 工频磁场抗扰度测试 PFMF,当设备遭受与其特定位置和安装条件（如：设备靠近骚扰源）相关的工频磁场时，本试验可检验设备的抗扰度。,工频磁场是由导体中的工频电流产生，或极少量的由附近的其他装置（如变压器的漏磁通）所产生。,试验规范：,磁场频率：50Hz或60Hz 磁场强度：1A/m ( r m s ),性能判据：,A级合格,适用范围：,仅适用于包括有对磁场敏感（例如：CRT、霍尔元件、电动麦克风、磁场传感器等等）的设备。,33,测试仪器介绍,测量仪器、设备及场地,静电放电测试仪,EFT测试仪,EMS测试系统,磁场敏感度测试线圈,宽带天线,射频功率放大器,射频场强监视系统,RF信号发生器,传导抗扰度测试系统,浪涌脉冲发生器,浪涌脉冲耦合网络,综合浪涌波网络,频谱分析仪,测量接收机,半电波暗室/开阔场,全电波暗室,抗扰度测量室,其他测试需要的特殊辅助设备：略,34,三、EMC 测试标准介绍,欧共体EMC 指（Directive）,指令：欧盟的框架法律，使用于个成员国。对指令中规定的基本要求必须给予满足。各成员国必须在一个规定的日期前根据指令制定各自与指令相一致的国家法律和行政法规。,目前的主要法规：,89/336/EEC, 2004/10/EC,在理论上，包括了从电磁驱动的玩具到大型的工业设备在内的所有器具,R&TTE Directive,1999/5/EC,涉及到无线电发射和通讯终端的设备，其下标准由ETSI制定。如：EN 300 220 version1.3.1 小范围设备；25Mhz到1000Mhz功率最高为500mW的无线设备 .,35,三、EMC 测试标准介绍基本标准,由CENELEC制定的EMC标准分为:,基本标准：,定义和说明EMC 问题。不包含任何限定值，也不说明任何干扰指标。,如IEC61000-4-X,36,三、EMC 测试标准介绍通用标准,通用标准：用于适应特定环境的标准。规定出一系列合适的要求和,测试方法。,分为商业性工业和轻工业（包括家用），如,EN50081-1/EN61000-6-3通用辐射标准,EN50082-1/EN61000-6-1通用抗扰标准,制造业（重工业）,EN50081-2/EN61000-6-4通用辐射标准,EN50082-2/EN61000-6-2 通用抗扰标准,37,产品标准：用于具体产品的特定标准，如：,EN55011 ISM,射频仪器的射频干扰的测量方法和限定值,EN55013 ,广播接收机及其相关仪器的辐射干扰的测量方法和,限定值,EN55014 ,电动器具等装置的射频干扰的测量方法和限定值,EN55020 ,广播接收机及其相关仪器的抗扰性,EN55022 ,信息科技类仪器的射频干扰的测量方法和限定值,EN55024 ,信息科技类仪器的抗扰性,EN55015 ,照明类产品的射频干扰的测量方法和限定值,EN61547 ,照明类产品的抗干扰性,EN50091-2 UPS,的射频干扰及抗干扰性的测量方法和限定值,三、EMC 测试标准介绍产品标准,38,四、各国法规及标准简介,U.S.A,CANADA,JAPAN,AUSTRALIA,SOUTH KOREA,OTHERS:,TAIWAN,39,美国、欧洲常用EMC标准对比,（有线类产品）,40,其它国家认证标准简介,加拿大：ICES-003, ICES-005,日本：VCCI,澳洲：AS/NZS CISPR11,AS/NZS CISPR22,AS/NZS CISPR13,韩国:KN11/KN22/KN14/KN15,台湾：BSMI CNS13438 / CNS13439,41,