EMC基礎知識講解

1、EMC基礎目的 主要是給公司的同事們簡單介紹下EMC相關 的知識。 目目 錄錄v一、一、EMC EMC 基礎知識基礎知識v二、二、EMC EMC 常見測試項目簡介常見測試項目簡介v三、三、EMC EMC 測試標準及相關組織簡介測試標準及相關組織簡介一、一、EMCEMC基礎知識基礎知識 1、EMC是什么 我們生活中的電磁環(huán)境我們生活中的電磁環(huán)境EMC（ Electromagnetic Compatibility ）定義：）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(tǒng)與系統(tǒng)之

2、間的相容性。 EMC = EMS + EMI電磁兼容 抗電磁干擾 電磁干擾 3：電磁兼容問題的三要素：電磁兼容問題的三要素： （1）干擾源）干擾源 （2）干擾途徑）干擾途徑 （3）敏感源）敏感源干擾源干擾源 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。身。比如說雷電和身體上的靜電。常見干擾途徑常見干擾途徑傳導：傳導：公共電源、公共電源、 公共地線、互連線公共地線、互連線輻射：輻射：通過空間傳播通過空間傳播 （感應產生（電容耦合、電感耦合）、干擾源發(fā)射（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

3、形式，的電磁能量以電磁波的形式， 通過空間傳播作用通過空間傳播作用到敏感源上）到敏感源上） 2、為什么產品需要進行EMC相關測試v電磁干擾普遍存在電磁干擾普遍存在v電子技術日益普及電子技術日益普及v越來越多的干擾源進入電磁環(huán)境越來越多的干擾源進入電磁環(huán)境v電子設備的靈敏度越來越高電子設備的靈敏度越來越高v干擾和抗干擾成為一個日益突出的問題干擾和抗干擾成為一個日益突出的問題 v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

4、須讓產品通過相應的EMC測試。v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。v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(xiàn)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。3、EMC測試項目vEMC=EMI+EMSvEMI測試項目 1、輻射連續(xù)騷擾- RE（Radiated Emission） 2、傳導連續(xù)騷擾-

5、CE（Conducted Emission） 3、電流諧波 - Harmonic 4、電壓閃爍 - Flicker 5、騷擾功率DPvEMS測試項目1、靜電放電抗擾度（ESD）- Electrostatic Discharge Immunity2、射頻場感應的傳導騷擾抗擾度（CS） - Immunity to Conducted Disturbances, Induced by Radio-Frequency Fields3、射頻電磁場輻射抗擾度（RS）- Radiated, Radio-Frequency, Electromagnetic Field Immunity4、電快速瞬變脈沖群抗擾

6、度（EFT）- Electrical Fast Transient/Burst Immunity5、浪涌（沖擊）抗擾度（Surge）- Surge Immunity6、電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度（Dips/I）- Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variations Immunity7、工頻磁場抗擾度（PMS）- Power Frequency Magnetic Field Immunity二、二、EMCEMC常見測試項目簡介常見測試項目簡介vEMI-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

7、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。vEMI-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

8、線或者通信信號線（通信端指的是針對接到公網(wǎng)的端口，如網(wǎng)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(wǎng)之間插入一臺人工電源網(wǎng)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(wǎng)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vEMI-Harmonics(諧波電流)1、測量EUT在工作時向電網(wǎng)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）

9、，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(tǒng)額定頻率整數(shù)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(wǎng)，對電網(wǎng)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(tǒng)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vEMI-Flicker1、考量受試設備產生的電壓的閃

10、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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)，會引起電網(wǎng)頻率的波動，產生對接入同一電網(wǎng)的其他設備和人體的傷害。 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(tǒng)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vEMI-DP（騷擾功率）1、一般認為，家

11、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vEMS-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

12、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vEMS-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(jù)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

13、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vEMS-EFT(電快速脈沖群)1、模擬電網(wǎng)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(wǎng)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vEMS-surge1、模擬自然雷擊或者電網(wǎng)中接入大容性負載時所產生的脈沖對設備的影

14、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(shù)據(jù)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(wǎng)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vEMS-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

15、/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vEMS-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

16、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vEMS-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(wǎng)或變電設施由于故障或負荷突然出現(xiàn)大變化（接入大功率電器）。2、試驗范圍： 電壓暫降電壓暫降 95% 95%降低降低 0.5 0.5個周期個周期 30% 30%降低降低 25 25個周期個周期 電壓短時中斷電壓短時中斷 95% 95%降低降低 250 250個周期個周期 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%

17、、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vEMSEMS性能判據(jù)性能判據(jù) 當電子產品由于受到電磁騷擾影響而性能下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(jù)可分為四級：降時，其性能判據(jù)可分為四級：A A級：電子產品工作完全正常；級：電子產品工作完全正常；B B級：電子產品的功能或指標出現(xiàn)非期望偏離級：電子產品的功能或指標出現(xiàn)非期望偏離，但當電磁騷擾去除后可行自恢復；，但當電磁騷擾去除后可行自恢復；C C級：電子產品的功能或指標出現(xiàn)非期望偏離級：電子產品的功能或指標出現(xiàn)非期望偏離，電磁騷去除后不能自行恢復，必須依靠操，電磁騷去除后不能自

18、行恢復，必須依靠操作人員的介入，方可恢復，但不包括硬件維作人員的介入，方可恢復，但不包括硬件維修和軟件重裝修和軟件重裝; ; D D級：電子產品元器件損壞，數(shù)據(jù)丟失，軟件級：電子產品元器件損壞，數(shù)據(jù)丟失，軟件故障等。故障等。三、三、EMC EMC 測試標準及相關組織簡介測試標準及相關組織簡介研究研究EMCEMC標準的主要國際組織標準的主要國際組織vIEC- IEC- 國際電工委員會國際電工委員會vITU- ITU- 國際電信聯(lián)盟國際電信聯(lián)盟vANSI-ANSI-美國國家標準協(xié)會美國國家標準協(xié)會vETSI- ETSI- 歐洲電信標準協(xié)會歐洲電信標準協(xié)會vASTM-ASTM-美國材料實驗協(xié)會美國材

19、料實驗協(xié)會vIEEE-IEEE-電子電器工程師協(xié)會電子電器工程師協(xié)會vCENELEC-CENELEC-歐洲電工技術標準化委員會歐洲電工技術標準化委員會 1. IEC -1. IEC -國際電工委員會介紹國際電工委員會介紹v 成立于成立于19061906年，是世界上最早的國際性電工年，是世界上最早的國際性電工 標準化機構，標準化機構，總部在日內瓦?？偛吭谌諆韧?。19471947年年ISOISO成立后，曾合并如成立后，曾合并如ISOISO，根據(jù)，根據(jù)19761976年年ISOISO與與IECIEC新協(xié)議，兩個組織各自獨立，新協(xié)議，兩個組織各自獨立，IECIEC負責有關電工、負責有關電工、電子領域的

20、國際標準化工作，其他領域則由電子領域的國際標準化工作，其他領域則由ISOISO負責。負責。v IECIEC已制定國際電工標準已制定國際電工標準30003000多個。其下承擔研究工作多個。其下承擔研究工作的主要是電磁兼容咨詢委員會（的主要是電磁兼容咨詢委員會（ACECACEC）、無線電干擾特別委）、無線電干擾特別委員會（員會（CISPRCISPR）和）和TC77TC77。 2.CISPR CISPR 國際無線電干擾特別委員會國際無線電干擾特別委員會介紹介紹 CISPRCISPR是世界上最早成立的國際性無線電干擾組織，目標是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

21、幾方面達成一致，以利于國際貿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：易： （1 1） 保護無線電接收裝置，使其免受以下干擾：保護無線電接收裝置，使其免受以下干擾： A A 所有類型的電子設備所有類型的電子設備 B B 點火系統(tǒng)點火系統(tǒng) C C 包括電力牽引系統(tǒng)的供電系統(tǒng)包括電力牽引系統(tǒng)的供電系統(tǒng) D D 工、科和醫(yī)用無線電頻率工、科和醫(yī)用無線電頻率 E E 聲音和電視廣播接收機聲音和電視廣播接收機 F F 信息技術設備信息技術設備 （2 2） 干擾測量的設備和方法干擾測量的設備和方法 （3 3） 由（由（1 1）中干擾源產生的干擾的限值）中干擾源產生的干擾的限值 （4 4）

22、 聲音和電視廣播接收裝置抗擾度要求和抗擾度測量方聲音和電視廣播接收裝置抗擾度要求和抗擾度測量方法法 （5 5） 為避免與其他部門工作重復，溝通協(xié)調為避免與其他部門工作重復，溝通協(xié)調 （6 6） 安全規(guī)程對電器設備的干擾抑制的影響安全規(guī)程對電器設備的干擾抑制的影響 IEC IEC 主要制定抗干擾標準；主要制定抗干擾標準；CISPRCISPR主要制定干擾標準。主要制定干擾標準。 附表：附表：CISPR CISPR 標準標準 3. ANSI 3. ANSI 美國國家標準協(xié)會介紹美國國家標準協(xié)會介紹v成立于成立于19181918年，非贏利性的民間標準化團體，總部年，非贏利性的民間標準化團體，總部在紐約

23、華盛頓特區(qū)。目標：增強美國企業(yè)在全球的在紐約華盛頓特區(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。競爭力和美國人的生活質量。v通過通過ANSIANSI的參與活動，美國快速介入的參與活動，美國快速介入ISOISO和和IECIEC的標的標準指定工作。并領導了許多關鍵的分委會的工作準指定工作。并領導了許多關鍵的分委會的工作。 4. ETSI 4. ETSI 歐洲電信標準協(xié)會歐洲電信標準協(xié)會v由歐共體委員會在由歐共體委員會在19881988年批準成立，非贏利性的電信標準化年批準成立，非贏利性的電信標準化組織，總部在法國尼斯。宗旨：為實現(xiàn)統(tǒng)一的歐洲電信大市組織，總部在法國尼斯。宗旨：為實現(xiàn)統(tǒng)一

24、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，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(wǎng)絡和業(yè)務的協(xié)調，為開放和建立新的電信業(yè)務提供技確保網(wǎng)絡和業(yè)務的協(xié)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，已有術基礎，并為世界電信標準的制定作出貢獻。迄今，已有50005000多項標準和技術報告發(fā)布。成員來自多項標準和技術報告發(fā)布。成員來自5252個國家。個國家。v20002000年年4 4月月8 8日，其制定的日，其制定的R&TTER&TTE開始執(zhí)行，歐洲開放無線電、開始執(zhí)行，歐洲開放無線電、通信技術產品，測試可以在

25、任何地區(qū)進行。通信技術產品，測試可以在任何地區(qū)進行。 EMC 測試產品范圍測試產品范圍v 服務產品范圍服務產品范圍 信息技術設備及辦公用設備信息技術設備及辦公用設備; ; 音、視頻設備音、視頻設備; ; 電信終端設備電信終端設備; ; 家電及電動工具類設備家電及電動工具類設備; ; 照明類設備照明類設備; ; 工、科、醫(yī)工、科、醫(yī)(ISM)(ISM)類設備類設備; ; 汽車電子類設備等汽車電子類設備等; ;EMC EMC 測試標準介紹基本標準測試標準介紹基本標準v 由由CENELECCENELEC制定的制定的EMCEMC標準分為標準分為: : 基本標準：基本標準： 定義和說明定義和說明EMC

26、EMC 問題。不包含任何限定值，也不說明任何干擾指標。問題。不包含任何限定值，也不說明任何干擾指標。 如如IEC61000-4-XIEC61000-4-X 1. 1. EN61000-4-2 靜電放電抗擾度測試靜電放電抗擾度測試 ESD ESD 2. EN61000-4-3 射頻電磁場抗擾度測試射頻電磁場抗擾度測試 RS RS 3. 3. EN61000-4-6 傳導騷擾抗擾度測試傳導騷擾抗擾度測試 CS CS 4. EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾度測試電快速瞬變脈沖群抗擾度測試 EFT EFT 5. 5.EN61000-4-5 浪涌（沖擊）抗擾度測試浪涌（沖擊）抗擾度測試 SU

27、RGE 6.EN61000-4-8 工頻磁場抗擾度測試工頻磁場抗擾度測試 PFMF 7.EN61000-4-11電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度測試電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度測試 DIPS EMC EMC 測試標準介紹通用標準測試標準介紹通用標準v通用標準：用于適應特定環(huán)境的標準。規(guī)定出一系列合通用標準：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。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），如分為商業(yè)性工業(yè)和輕工業(yè)（包括家用），如 EN50081-1/EN61000-6-3EN50081-1/EN61000-6-3通用輻射標準通用輻射標準 EN50082-1/EN61000-6-1EN50082-1/EN61000-6-1通用抗擾標準通用抗擾標準 制造業(yè)（重工業(yè)）制造業(yè)（重工業(yè)） EN50081-2/EN610