什么是電磁兼容(EMC)
電磁兼容性(EMC)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值,即電磁騷擾(Electromagnetic Interference,簡稱EMI);另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性(Electro Magnetic Susceptibility,簡稱EMS)。
1、電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI),是指任何在傳導或電磁場伴隨著電壓、電流的作用而產(chǎn)生會降低某個裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的性能,或可能對生物或物質(zhì)產(chǎn)生不良影響的電磁現(xiàn)象。相對應(yīng)的測試項目根據(jù)產(chǎn)品類型及標準不同而不同。
2、 電磁抗擾度(Electro Magnetic Susceptibility,EMS),是指處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng),在正常運行時,承受相應(yīng)標準相應(yīng)規(guī)定范圍內(nèi)的電磁能量干擾的能力。
各種電子干擾
環(huán)境中還存在著一些短暫的高能量脈沖干擾,這些干擾對電子設(shè)備的危害很大,這種干擾一般稱為瞬態(tài)干擾。瞬態(tài)干擾既可以通過電纜(包括電源線和信號線)進入設(shè)備,也可以以寬帶輻射干擾的形式對設(shè)備造成影響。例如,汽車點火裝置和直流電動機電刷產(chǎn)生的電火花對收音機的干擾。在現(xiàn)實環(huán)境中,雷電、靜電放電、電力線上的負載通斷(特別是感性負載)、核電磁脈沖等都是產(chǎn)生瞬態(tài)干擾的原因??梢娝矐B(tài)干擾是指時間很短但幅度較大的電磁干擾。設(shè)備需要通過測試驗證的瞬態(tài)干擾抗擾度有三種:各類電快速瞬變脈沖(EFT)、各類浪涌(SURGE)、靜電放電(ESD)等。
電磁兼容三要素
產(chǎn)生電磁兼容(或者說電磁干擾)問題,必須同時具備三個條件:
1、干擾源:產(chǎn)生干擾的電路或設(shè)備;
2、 敏感源:受這種干擾影響的電路或設(shè)備;
3、耦合路徑:能夠?qū)⒏蓴_源產(chǎn)生的干擾能量傳遞到敏感源的路徑。
以上三個條件就是電磁兼容的三要素,只要將這三個要素中的一個去除掉,那么,電磁干擾的問題就不復存在了。電磁兼容技術(shù)就是通過研究每個要素的特點,提出消除每個要素的技術(shù)手段,以及這些技術(shù)手段在實際工程中的實現(xiàn)方法
電磁兼容測試項目
1、EMI發(fā)射試驗項目
輻射發(fā)射試驗;傳導發(fā)射試驗;諧波電流試驗;電壓閃爍試驗等。
2、EMS抗擾度試驗項目
靜電放電抗擾度試驗;射頻輻射抗擾度試驗;電快速瞬變脈沖群試驗;浪涌沖擊試驗;射頻場感應(yīng)的傳導騷擾抗擾度試驗;工頻磁場試驗;電壓暫降試驗;脈沖磁場;阻尼振蕩磁場;振鈴波抗擾度等。
EMC檢測項目介紹
諧波電流發(fā)射試驗
諧波測試主要是檢驗低壓供電網(wǎng)絡(luò)中的諧波可能對這些頻率敏感的設(shè)備所產(chǎn)生的影響。諧波試驗原理:由于電子設(shè)備的工作模式、非線性元件和各種干擾噪聲等原因,導致其輸入電流不是完全的正炫波,往往含有豐富的高次諧波成分對電網(wǎng)造成污染。
電壓閃爍試驗
目的是為了保證產(chǎn)品不對與其連接在一起的照明設(shè)備造成過度的閃爍影響(燈光閃爍)。
傳導發(fā)射試驗當電子設(shè)備干擾噪聲的頻率小于30MHz, 主要干擾音頻頻段,電子設(shè)備的電纜對于這類電磁波的波長來說,還不足一個波的波長(30MHz的波長為10m), 向空中輻射的效率很低,這樣若能測得電纜上感應(yīng)的噪聲電壓,就能衡量這一頻段的電磁噪聲干擾程度,這類噪聲就是傳導噪聲。
輻射發(fā)射試驗
輻射發(fā)射測試是指評估電子設(shè)備在工作時向周圍空間發(fā)射的電磁輻射強度。這個測試項目主要關(guān)注的是設(shè)備的發(fā)射功率和頻率范圍。當天線的總長度大于信號波長λ的1/20,會向空間產(chǎn)生有效的輻射發(fā)射,當天線的長度為λ/2的整數(shù)倍時,輻射的能量最大。當噪聲頻率大于30MHz時,電子設(shè)備的電纜,開孔、縫隙都容易滿足上述條件,形成輻射發(fā)射
靜電放電抗擾度試驗
目的是檢驗單個設(shè)備或系統(tǒng)抗靜電泄放干擾的能力。測試原理:ESD實驗是模擬人體、物體在接觸設(shè)備時產(chǎn)生的靜電放電或人體、物體對鄰近物體的放電包括直接通過能量的交換,引起器件的損壞或放電所引起的近場(電場和磁場的變化),造成設(shè)備的誤動作。
射頻電磁場輻射抗擾度試驗
輻射抗干擾測試是指評估設(shè)備在受到外部電磁輻射干擾時,是否能夠保持正常工作狀態(tài)。這個測試項目主要關(guān)注的是設(shè)備的抗干擾能力和穩(wěn)定性??疾煸O(shè)備對空間電磁波的敏感性,目的是檢驗單個設(shè)備或系統(tǒng)抗電場干擾的能力。
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗
測試目的是考察單個設(shè)備或系統(tǒng)抗快速瞬變干擾的能力,這些瞬變騷擾是由于感性負載的中斷等瞬變動作,導致脈沖成群的出現(xiàn),脈沖重復頻率高,上升時間短,單個脈沖能量低等會導致設(shè)備誤動作。
雷擊浪涌沖擊抗擾度試驗測試目的是考察EUT抗浪涌干擾的能力,這些瞬變騷擾是由于其他設(shè)備的故障短路,主電源系統(tǒng)切換,間接雷擊等產(chǎn)生的干擾。
射頻場感應(yīng)的傳導騷擾抗擾度試驗
考察設(shè)備對來自信號電纜上的電磁騷擾的敏感性;測試目的是考察單個設(shè)備或系統(tǒng)抗傳導騷擾的能力。測試原理:主要考察外界從導線或電纜而引入的0.15MHz-80MHz的連續(xù)干擾電壓時的抗擾性。
工頻磁場抗擾度試驗
目的是考察對磁敏感設(shè)備EUT抗磁場干擾的能力
電壓暫降和跌落抗擾度試驗
目的是考察EUT抗電壓跌落和暫降的能力。
電源紋波測試
電源紋波測試是指評估設(shè)備的電源電壓是否存在波動或畸變。這個測試項目主要關(guān)注的是設(shè)備對電源的適應(yīng)能力。
脈沖磁場試驗
主要規(guī)定了在發(fā)電廠或中壓和高壓變電站場所下的脈沖磁場騷擾抗擾度的要求,用來評價處于脈沖磁場中的家用、商業(yè)和工業(yè)用電氣和電子設(shè)備的性能。
阻尼振蕩磁場試驗
主要用于安裝在高壓變電站中的電子設(shè)備。建立一個具有共同和重復性的基準,來評價中壓、高壓變電站中處于阻尼振蕩磁場中的電氣和電子設(shè)備的性能。標準規(guī)定在運行條件下的設(shè)備對中壓和高壓變電站的阻尼振蕩磁場騷擾抗擾度的測試要求。
振鈴波抗擾度試驗
振鈴波抗擾度試驗是指在各類現(xiàn)場電磁環(huán)境中電子設(shè)備能否正常工作而不受外界振鈴波的干擾。振鈴波是一種高頻脈沖信號,具有很高的幅度和較窄的脈沖寬度,能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備產(chǎn)生較大的干擾
電磁兼容EMC測試結(jié)果的評價
A類:在試驗過程中和試驗后設(shè)備能按預期要求連續(xù)工作。
B類:試驗后設(shè)備能按預期要求連續(xù)工作。
C類:只要設(shè)備功能可自行恢復或通過操作控制器來恢復,允許出現(xiàn)暫時的功能喪失。
產(chǎn)品EMC測試出現(xiàn)相關(guān)問題,整改方向
1.靜電抗擾度測試—>屏蔽;
2.電快速瞬變脈沖群抗擾度測電源隔離,使用屏蔽雙絞線&安裝磁環(huán);
3.浪涌(沖擊)抗擾度測試安裝浪涌抑制器;
4.射頻場感應(yīng)的傳導騷擾抗擾度測試屏蔽、接地、濾波;
5.射頻電磁場輻射抗擾度測試導電泡棉將線纜壓緊,保持最小的縫隙;
6.傳導發(fā)射電源隔離、濾波、接地、減小回路面積;
7.輻射發(fā)射出現(xiàn)超標屏蔽接地,檢查連接,安裝磁環(huán),檢查模擬設(shè)備。
常用的EMC檢測標準
√ GB/T17626.2-2018《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗》;
√ GB/T17626.3-2023《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗》;
√ GB/T17626.4-2018《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》;
√ GB/T17626.5-2019 《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗》;
√ GB/T17626.6-2017 《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 射頻場感應(yīng)的傳導騷擾抗擾度》;
√ GB/T17626.7-2017 《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、間諧波的測量和測量儀器導則》;
√ GB/T17626.8-2006《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 工頻磁場抗擾度試驗》;
√ GB/T 17626.9-2011《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 脈沖磁場抗擾度試驗》;
√ GB/T17626.10-2017《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗》;
√ GB/T 17626.11-2008 《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗》;√ GB/T17626.12-2013 《 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 振鈴波抗擾度試驗》;
√ GB/T 9254.1-2021《信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機 電磁兼容 第 1 部分:發(fā)射要求》 ;
√ GB4824-2019,CISPR 11:2016《工業(yè)、科學和醫(yī)療設(shè)備 射頻騷擾特性 限值和測量方法》;
√ GB/T 18268.1-2010《測量、控制和實驗室用的電設(shè)備電磁兼容性要求 第 1部分:通用要求》。