EMC基本原理..PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1EMC基本原理基本原理.2常見縮略語常見縮略語wEMC (Electromagnetic Compatibility)：電磁兼容性wEMI (Electromagnetic Interference)：電磁干擾wEMS (Electromagnetic Susceptibility)：電磁抗擾度wOATS (Open Area Test Site) ：開闊場wCISPR：國際無線電干擾特別委員會(huì)wIEC (International Electrotechnical Commission)：國際電工委員會(huì)wEUT (Equipment Under Test)：受試設(shè)備wFCC（Fede

2、ral Communication Commission）：聯(lián)邦通信委員會(huì)wCE：字母 CE 是法文句子 Conformit Europene 的縮寫，意指歐盟。 第1頁/共39頁3第2頁/共39頁4EMC:電磁兼容性EMI:電磁干擾EMS:電磁敏感度RECEHarmonicsFlicker輻射發(fā)射輻射發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射諧波電流諧波電流閃爍閃爍RSCSESDEFT/BSurgePMS輻射抗擾度輻射抗擾度傳導(dǎo)抗擾度傳導(dǎo)抗擾度靜電抗擾度靜電抗擾度電快速瞬變脈沖群電快速瞬變脈沖群浪涌抗擾度浪涌抗擾度工頻磁場抗擾度工頻磁場抗擾度Dips電壓跌落電壓跌落/短時(shí)中斷短時(shí)中斷第3頁/共39頁5RE：Rad

3、iated emissionwRE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，測試頻段根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同，在主要是考察設(shè)備在正常工作時(shí)自身對(duì)外界的輻射干擾強(qiáng)度，測試頻段根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同，在CISPR 11中，主要測試頻段為中，主要測試頻段為301000MHz，值得注意的是設(shè)備進(jìn)行，值得注意的是設(shè)備進(jìn)行RE測試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求盡可能滿配置、滿負(fù)荷的運(yùn)行。測試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求盡可能滿配置、滿負(fù)荷的運(yùn)行。RE問題是問題是EMC中的難點(diǎn)。主要因?yàn)橹械碾y點(diǎn)。主要因?yàn)镽E設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)：常見EMC測試項(xiàng)目屏蔽、濾波、接地屏蔽、濾波、接地第4頁/共39頁6 Rad

4、iated emissionw 在RE測試中，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，以求檢測到設(shè)備輻射的最大點(diǎn)。w RE測試可以在開闊場和半電波暗室內(nèi)進(jìn)行。常見EMC測試項(xiàng)目第5頁/共39頁7CE：Conducted emission 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CEw電源端CE：測試設(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，測試頻段為150kHz30M

5、Hz，（此外FCC標(biāo)準(zhǔn)中測試頻段也已經(jīng)和CISPR 22一致了）。w通信端CE、測試頻段同上，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。常見EMC測試項(xiàng)目第6頁/共39頁8CE：測試示意圖（電源端）測試示意圖（電源端）wLISN：Line impedance stabilization network線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，用來w進(jìn)行電源端CE測試時(shí)的在9KHz-30MHz頻率范圍內(nèi)提供穩(wěn)定阻抗，并且該網(wǎng)絡(luò)上面有一RF端子wEUT沿電源線向公共電網(wǎng)的干擾就從RF此端子取出，送至干擾分析儀進(jìn)行檢測,得到結(jié)果。常見E

6、MC測試項(xiàng)目第7頁/共39頁9Harmonics：交流電源諧波交流電源諧波w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。w測試上限為基頻的40次諧波頻率。常見EMC測試項(xiàng)目第8頁/共39頁10Flickers：交流電壓閃爍交流電壓閃爍w 由于現(xiàn)在日常生活中越來越多的電器的使用,特別是有自動(dòng)控制通斷的設(shè)備的使用,使電網(wǎng)負(fù)荷頻繁變化,引起電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng),進(jìn)而使接在同一網(wǎng)絡(luò)的照明設(shè)備的亮度發(fā)生

7、變化,這種閃爍容易使人煩惱,特別對(duì)癲癇病人的健康特別有害.w 所以電壓閃爍測試是測試的一種危害度評(píng)估測試w 一般分長周期Plt(2小時(shí))和Pst(10分鐘).常見EMC測試項(xiàng)目第9頁/共39頁11諧波測試的分類w CLASS A: 包括平衡的三相設(shè)備,家用電器(不屬于D類的設(shè)備),工具(不屬于 便攜工具),白熾燈調(diào)光燈,音頻設(shè)備等w CLASS B:w便攜工具w CLASS C:w照明設(shè)備w CLASS D:w小于600W的下列設(shè)備:個(gè)人電腦,顯示器,電視第10頁/共39頁12靜電放電靜電放電ESD：Electrostatic dischargew測試環(huán)境:溫度1535,濕度30%60% wE

8、SD：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干擾時(shí)的抵抗能力。w靜電波形及參數(shù)wTr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常見EMC測試項(xiàng)目第11頁/共39頁13w直接放電直接放電：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。 空氣放電主要針對(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。w間接放電間接放電：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

9、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，對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾。 模擬設(shè)備抗靜電場干擾的能力常見EMC測試項(xiàng)目第12頁/共39頁14輻射抗干擾輻射抗干擾 RS：Radiated susceptibilitywRS：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)行一場考驗(yàn)了，測試頻段：80MHz2500MHz，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。常見EMC測試項(xiàng)目第13頁/共39頁15EFT/B：電快速瞬變脈沖群Electrical Fast t

10、ransient/Burstw解釋：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)。雙指數(shù)脈沖15ms脈沖串(5kHz)脈沖串間隔是300mswEFT/B波形及主要參數(shù)常見EMC測試項(xiàng)目第14頁/共39頁16Surge：浪涌試驗(yàn)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)端測試。w電源端測試 包括L和N線、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。w信號(hào)端測試 如果是屏蔽線，干擾加在屏蔽層上，如果是地線，干擾加在信

11、號(hào)線上，例如對(duì)用戶線，直接加在AB線上。常見EMC測試項(xiàng)目第15頁/共39頁17Surge：浪涌波形浪涌波形w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。w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。常見EMC測試項(xiàng)目第16頁/共39頁18Surge：試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法常見EMC測試項(xiàng)目第17頁/共39頁19傳導(dǎo)騷擾抗擾

12、度傳導(dǎo)騷擾抗擾度 CS：Conducted susceptibility 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。w電源端CS試驗(yàn) 此時(shí)頻段150kHz80MHz，加入的試驗(yàn)電壓根據(jù)產(chǎn)品類型不同而不同，例如對(duì)于電信設(shè)備來說，該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)需要加3V的騷擾電壓，而對(duì)于NT1來說則需加擾10V。w信號(hào)端CS試驗(yàn) 測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。常見EMC測試項(xiàng)目第18頁/共39頁20 CS：試驗(yàn)連接示意圖試

13、驗(yàn)連接示意圖w 信號(hào)端試驗(yàn)連接圖EM CLAMP EUTATTENUATERSIGNAL GENERATERAMPLIFIERAUXG.R.P0.1m 0.4m 95% dip in UT for 0.5 cycle 60% dip in UT for 5 cycle30% dip in UT for 25 cycle 95% dip in UT for 5 sec PF magnetic field 3A/m 第24頁/共39頁26工、科、醫(yī)的分組和分類1.工、科、醫(yī)的分組和分類 A: 根據(jù)使用射頻能量方式的不同,分為1組設(shè)備和2組設(shè)備 1組設(shè)備:指為發(fā)揮其自身功能的需要而包含著專門產(chǎn)生和(

14、或)使用 傳導(dǎo)耦合射頻能量的設(shè)備.例如,信號(hào)發(fā)生器、頻譜儀等 2組設(shè)備:專門產(chǎn)生和(或)使用電磁輻射射頻能量的設(shè)備.例如,工業(yè)感 應(yīng)加熱設(shè)備、介質(zhì)加熱設(shè)備等 B: 根據(jù)使用使用環(huán)境的不同,分為A類設(shè)備和B類設(shè)備 A類設(shè)備:指非家用和不直接連接到住宅低電壓供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備 B類設(shè)備:指在家用設(shè)施內(nèi)和直接連接到住宅低電壓網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備第25頁/共39頁27Test Item測試項(xiàng)目lRequirements or test level測試要求或測試等級(jí)EMISSION 干擾Conducted emission EN 55013 Radiated emission Or Power clampEN 550

15、13 Harmonic Current IEC/EN 61000-3-2 Class AVoltage fluctuations IEC/EN 61000-3-3 Pst 10mins第26頁/共39頁28IMMUNITY ESD CONTACT:4KVAIR: 8KV RS3V/m80MHz-2.5GHzModulation: 80% AM,1KHz or 2Hz EFT AC Power Port: 2KVInput/output line: 1KV Surge Line-line: 1KVLine-earth: 2KV CS 3V/m 0.15MHz-80MHzModulation: 8

16、0% AM,2Hz Voltage dips , short interruptions 95% dip in UT for 0.5 cycle 60% dip in UT for 5 cycle30% dip in UT for 25 cycle 95% dip in UT for 5 sec PF magnetic field 3A/m 第27頁/共39頁29聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備適用范圍 1.聲音廣播接收機(jī)：用于接收地面，電纜和衛(wèi) 星傳輸?shù)穆曇魪V播和類似業(yè)務(wù)的設(shè)備。 2.電視接收機(jī): 用于接收地面，電纜和衛(wèi)星傳輸 的電視廣播和類似業(yè)務(wù)的設(shè)備。 3.有關(guān)設(shè)備: 直接與聲音和電視接收

17、機(jī)相連的 設(shè)備, 或能夠產(chǎn)生或重現(xiàn)聲音或視頻信息的設(shè) 備(例如: 音頻放大器, 有源揚(yáng)聲器單元, 錄音 機(jī), CD機(jī), VCD機(jī), 磁記錄和重放設(shè)備及錄象機(jī)等.) 第28頁/共39頁30Test Item測試項(xiàng)目lRequirements or test level測試要求或測試等級(jí)EMISSION 干擾Conducted emission EN 55014-1 Power Clamp EN 55014-1 Harmonic Current IEC/EN 61000-3-2 Class BVoltage fluctuations IEC/EN 61000-3-3 Pst 10mins第29頁/

18、共39頁31IMMUNITY ESD CONTACT:4KVAIR: 8KV RS3V/m80MHz-2.5GHzModulation: 80% AM,1KHz or 2Hz EFT AC Power Port: 2KVInput/output line: 1KV Surge Line-line: 1KVLine-earth: 2KV CS 3V/m 0.15MHz-80MHzModulation: 80% AM,2Hz Voltage dips , short interruptions PF magnetic field 95% dip in UT for 0.5 cycle 60% di

19、p in UT for 5 cycle30% dip in UT for 25 cycle 95% dip in UT for 5 sec 3A/m 第30頁/共39頁32家用和類似用途電動(dòng), 電熱器具, 電動(dòng)工具的適用范圍 適用產(chǎn)品： 1.家用電器。 2.手持式電動(dòng)工具，可移動(dòng)式電動(dòng)工具。 3.電熱工具。 4.電影或幻燈放映機(jī)。 5. 半導(dǎo)體裝置調(diào)節(jié)器。 不適用產(chǎn)品： 1. 發(fā)光器，放電器和熒光燈以及其他照明裝置，聲像器具和電子音樂 儀器，強(qiáng)功率通訊裝置，用于加熱和治療的產(chǎn)生射頻的器具，微波 爐和電動(dòng)牽引車上的電氣器具等。 2. 裝有額定輸出電流每相大于25A的半導(dǎo)體裝置的調(diào)節(jié)控制器。 3.

20、 單獨(dú)使用的電源。 第31頁/共39頁33Test Item測試項(xiàng)目lRequirements or test level測試要求或測試等級(jí)EMISSION 干擾Conducted emission EN 55015Magnetic emissionEN 55015 Harmonic Current IEC/EN 61000-3-2 Class CVoltage fluctuations IEC/EN 61000-3-3 Pst 10mins第32頁/共39頁34IMMUNITY ESD CONTACT:4KVAIR: 8KV RS3V/m80MHz-2.5GHzModulation: 80%

21、 AM,1KHz or 2Hz EFT AC Power Port: 2KVInput/output line: 1KV Surge Line-line: 1KVLine-earth: 2KV CS 3V/m 0.15MHz-80MHzModulation: 80% AM,2Hz Voltage dips , short interruptions PF magnetic field 95% dip in UT for 0.5 cycle 60% dip in UT for 5 cycle30% dip in UT for 25 cycle 95% dip in UT for 5 sec 3A/m 第33頁/共39頁35電氣照明和類似器具的電磁兼容要求和試驗(yàn) 適用產(chǎn)品： 1.白織燈，熒光燈具及僅用于照明燈具的獨(dú)立的 輔助設(shè)備。 2.紫外線和紅外線輻射設(shè)備。 3.霓紅廣告標(biāo)志牌。 4.室外使用的道路/泛光裝置。 5.安裝在汽車，火車等運(yùn)輸車輛上的照明裝置。 第34頁/共39頁36Test Item測試項(xiàng)目lRequirements or test level測試要求或測試等級(jí)EMISSION 干擾Conducted emission EN 55022Radiated emission EN 55022 Harm