電子產(chǎn)品電磁兼容抗擾度試驗方法

1、上海三基電子工業(yè)有限公司 技術(shù)開發(fā)部 趙大勇2006.4杭州主要內(nèi)容w 電磁干擾現(xiàn)象電磁干擾現(xiàn)象w 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)w 典型電磁兼容抗擾度測試及對策典型電磁兼容抗擾度測試及對策w 行業(yè)行業(yè)EMC測試要求示例測試要求示例一、電磁干擾現(xiàn)象開關(guān)電源數(shù)字視頻設(shè)備數(shù)字脈沖電路220AC產(chǎn)生電磁干擾的條件 突然變化的電壓或電流，即突然變化的電壓或電流，即dV/dt 或或 dI/dt 很大很大 輻射天線或傳導(dǎo)導(dǎo)體輻射天線或傳導(dǎo)導(dǎo)體設(shè)計中，遇到電壓、電流的突然變化，需設(shè)計中，遇到電壓、電流的突然變化，需要考慮潛在的電磁干擾問題要考慮潛在的電磁干擾問題常見干擾源雷電雷電NEMP脈沖電路脈沖電路ESD感性

2、負(fù)載通斷感性負(fù)載通斷直流電機、變頻調(diào)速器直流電機、變頻調(diào)速器結(jié)論w EMC=EMI+EMSw EMC：Electro-Magnetic Compatibilityw EMI ：Electro-Magnetic Interference w EMS： Electro-Magnetic Susceptibility電磁兼容電磁兼容：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力?？梢娙魏坞娮釉O(shè)備的電磁兼容性均包含電磁發(fā)射能力?？梢娙魏坞娮釉O(shè)備的電磁兼容性均包含電磁發(fā)射和電磁敏

3、感度兩方面。和電磁敏感度兩方面。二、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分析環(huán)境分析環(huán)境中的各種中的各種電磁干擾電磁干擾分析設(shè)備分析設(shè)備受電磁干受電磁干擾的機理擾的機理編成電磁兼編成電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)容標(biāo)準(zhǔn)保證各類電保證各類電子設(shè)備的正子設(shè)備的正常工作及良常工作及良好的電磁環(huán)好的電磁環(huán)境境電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) 干擾發(fā)射 敏 感 度 傳導(dǎo) 輻 射 傳 導(dǎo) 輻 射信號/控制線天線端口 電 場 磁 場 電源線/信號線 射頻 瞬態(tài)天線端口 電 場 磁 場 靜 電放電 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) 通用標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 被引用到被引用到被引用到被引用到中國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀中國

4、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀w 標(biāo)準(zhǔn)來源標(biāo)準(zhǔn)來源1、CISPR出版物出版物2、IEC/TC77的的IEC61000系列系列3、美國軍用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為、美國軍用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為GJB151/1524、國外先進企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國外先進企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5、自主制訂、自主制訂中國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行2001年年 國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會成立 (3C強制認(rèn)證歸口部門)2001年年12月月3日日(中國加入世貿(mào)前夕中國加入世貿(mào)前夕)w頒布第一批實施強制性認(rèn)證的產(chǎn)品目錄共19大類產(chǎn)品(涉及電磁兼容測試的共九種),。w“強制性標(biāo)準(zhǔn)必須執(zhí)行，不符合強制性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，禁止生產(chǎn)、銷售和進口”(3C)電磁兼容的工程方法 1 測試修改法測試

5、修改法 2 系統(tǒng)設(shè)計法系統(tǒng)設(shè)計法可采取的措施 電路結(jié)構(gòu)封裝 屏蔽 濾波 軟件成本成本措施措施 概念 設(shè)計 產(chǎn)品 市場階段 輻射發(fā)射（電場、磁場）輻射發(fā)射（電場、磁場） 輻射抗擾度（電場、磁場）輻射抗擾度（電場、磁場） 傳導(dǎo)發(fā)射（射頻發(fā)射、電源諧波）傳導(dǎo)發(fā)射（射頻發(fā)射、電源諧波） 傳導(dǎo)抗擾度（射頻、電快速脈沖、浪涌）傳導(dǎo)抗擾度（射頻、電快速脈沖、浪涌） 靜電放電（直接、感應(yīng)）靜電放電（直接、感應(yīng)）三、典型電磁兼容試驗項目電磁兼容試驗場地電磁發(fā)射試驗電磁發(fā)射試驗敏感度或抗擾度試驗：敏感度或抗擾度試驗：屏蔽暗室屏蔽暗室(半無反射室半無反射室)可在普通環(huán)境中，但是注可在普通環(huán)境中，但是注意對周圍設(shè)備的

6、影響意對周圍設(shè)備的影響開闊場（民用標(biāo)準(zhǔn)）開闊場（民用標(biāo)準(zhǔn)）開闊場實景馬達(dá)驅(qū)動高度掃描天線桿天 線EUT防雨棚轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 臺臺 和和 桌桌 子子金屬網(wǎng)地面橢 圓 區(qū) 內(nèi) 沒 有 其 它 物 體電磁屏蔽室電源濾波器通風(fēng)板電纜接線板通風(fēng)板電磁兼容試驗室（暗室）的結(jié)構(gòu)主要抗擾度試驗w 靜電放電抗擾度測試w 快速瞬變脈沖群抗擾度測試w 雷擊浪涌抗擾度測試w 射頻輻射抗擾度測試靜電放電抗擾度測試靜電放電抗擾度測試w 試驗?zāi)康模涸囼災(zāi)康模簲y帶靜電的人體對設(shè)備或設(shè)備旁的金屬物體發(fā)生放電現(xiàn)象時對設(shè)備的影響。 w 標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17626.2 IEC61000-4-2w 試驗方法：試驗方法： 1、直接放電 2、間

7、接放電 干擾特性干擾特性放電電流放電電流 I接觸放電接觸放電試驗方式試驗方式優(yōu)先采用接觸放電空氣放電（又空氣放電（又稱氣隙放電）稱氣隙放電）方法1方法2原則試驗等級試驗等級等級等級接觸放電接觸放電（KV）氣隙放電氣隙放電（KV）1222443684815 1、靜電放電發(fā)生器 2、參考接地板 3、絕緣試驗臺 4、水平耦合板 5、垂直耦合板 6、帶電荷泄放電阻的接地電纜試驗配置試驗配置配置示例配置示例測試方法測試方法 試驗施加部位：要求對被試產(chǎn)品能夠被人所觸碰的部位進行放電試驗； 首先以測試電壓進行20次/秒的掃描測試，尋找測試敏感點，然后在敏感點部位進行1次/秒的定點測試，每一極性的放電次數(shù)為1

8、0次。試驗施加部位：要求對距被試產(chǎn)品10cm遠(yuǎn)處的水平耦合板或垂直耦合板進行接觸放電。以1次/秒的耦合放電速率實施放電耦合直接放電試驗間接放電試驗靜電防護靜電防護1、靜電屏蔽2、濾波去耦3、絕緣隔離4、接地泄放5、良好搭接6、瞬態(tài)抑制上海三基靜電放電發(fā)生器上海三基靜電放電發(fā)生器SKS-0230測試電壓測試電壓 030KV極極 性性 正或負(fù)放電模式放電模式 接觸放電/ 氣隙放電預(yù)置功能預(yù)置功能20PPS/COUNT/REAPT/SINGLE快速瞬變脈沖群抗擾度測試快速瞬變脈沖群抗擾度測試w 試驗?zāi)康模涸囼災(zāi)康模嚎己穗娮釉O(shè)備對來自繼電器、接觸器等在切換電感性負(fù)載時在電源線、控制線和信號線上干擾的抗

9、擾性 w 試驗方式：試驗方式： 共模干擾 w 標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17626.4 IEC61000-4-4 電快速脈沖（EFT或FTB）干擾特性雙指數(shù)脈沖雙指數(shù)脈沖15ms脈沖串脈沖串(5kHz)脈沖串間隔是脈沖串間隔是300ms干擾注入方式電源電源脈沖輸入脈沖輸入受試件受試件電源線注入電源線注入信號線注入信號線注入耦合鉗，或在電纜上繞金屬箔，耦合鉗，或在電纜上繞金屬箔， 長度長度1米，產(chǎn)米，產(chǎn)生大約生大約100pf電容電容試驗等級等級電源端口，保護接地(PE)信號,數(shù)據(jù)和控制端口電壓峰值kV重復(fù)頻率kHz電壓峰值kV重復(fù)頻率kHz10.550.2552150.5532515442.525X特

10、定特定特定特定“X”是一個開放的等級，在專用設(shè)備技術(shù)規(guī)范中必須對這個級別加以規(guī)定試驗配置試驗配置1、脈沖群發(fā)生器2、參考接地板3、信號耦合夾（信號線注入干擾用）4、絕緣試驗臺配置示例配置示例圖中圖中A是電源線試驗用耦合去耦網(wǎng)絡(luò)是電源線試驗用耦合去耦網(wǎng)絡(luò) B是信號線試驗用電容耦合夾是信號線試驗用電容耦合夾試驗方法試驗方法1、電源試驗等級示例、電源試驗等級示例2、施加方式、施加方式 以共模干擾形式實現(xiàn)試品電源每相對地、同時對地干擾測試，測試時間1min,正負(fù)極性。LEVEL測試電壓（測試電壓（KV） 測試頻率（測試頻率（KHz）10.55215325442.5設(shè)計對策設(shè)計對策1、電源處理（濾波、吸

11、收、布線工藝等）2、電路布板設(shè)計(器件分布、走線等)3、器件應(yīng)用(盡量選用抗干擾性能好的器件)4、防輻射感應(yīng)處理（采用屏蔽技術(shù)）上海三基脈沖群發(fā)生器上海三基脈沖群發(fā)生器SKS-0404測試電壓測試電壓 04.4KV測試頻率測試頻率2.5KHz/5KHz/100KHz干擾極性干擾極性正或負(fù)耦合網(wǎng)絡(luò)耦合網(wǎng)絡(luò)三相或單相浪涌抗擾度測試?yán)擞靠箶_度測試w 試驗?zāi)康模涸囼災(zāi)康模嚎己穗娮赢a(chǎn)品抵抗因間接雷擊或大能量負(fù)載切換時產(chǎn)生的浪涌電壓或電流的能力。w 標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17626.5 IEC61000-4-5w 試驗方式：試驗方式： 1、共模干擾 2、差模干擾浪涌（模擬雷電干擾）干擾特性浪涌試驗內(nèi)容試驗配

12、置試驗配置1、浪涌發(fā)生器2、耦合去耦網(wǎng)絡(luò)配置示例配置示例試驗方法試驗方法1、試驗等級、試驗等級2、施加方式、施加方式 以共?；虿钅８蓴_形式實現(xiàn)試品電源每相對地干擾測試，測試間隔1min，正負(fù)極性測試次數(shù)各次；LEVEL共模注入（共模注入（KV）差模注入（差模注入（KV）10.5X210.5321442設(shè)計對策設(shè)計對策主要是電源部分浪涌吸收器件的應(yīng)用1、壓敏電阻2、氣體放電管3、TVS管（快速瞬變吸收二極管）等注：）共差模兩方面注意防護 （共模抑制須注意漏流）低壓電器需注意沖擊耐壓絕緣處理 3 ）多級防護概念上海三基雷擊浪涌發(fā)生器上海三基雷擊浪涌發(fā)生器SKS-0506測試電壓測試電壓 6.6KV

13、(可至10KV)干擾極性干擾極性正負(fù)正負(fù)自動交替注入角度注入角度360同步異步高頻輻射抗擾度測試高頻輻射抗擾度測試w 標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17626.3 IEC61000-4-3w 試驗?zāi)康模涸囼災(zāi)康模嚎己穗娮赢a(chǎn)品抵抗射頻電磁場干擾的能力。w 試驗方式：試驗方式： 空間輻射試驗配置試驗配置w 信號發(fā)生器w （覆蓋80M-1GHz,80%深度調(diào)制）w 射頻功放w 發(fā)射天線w 測試環(huán)境w 場強探頭w 自動控制平臺配置示例配置示例高度掃描天線桿高度掃描天線桿天線天線金屬地板金屬地板轉(zhuǎn)臺上的受試件轉(zhuǎn)臺上的受試件試驗方法試驗方法1、試驗等級、試驗等級2、施加方式、施加方式 在規(guī)定場強下，按照一定的掃頻要

14、求（1%）對試品進行全頻段（80M-1GHz）的輻射干擾測試LEVEL測試場強（測試場強（V/m）1123310X特殊干擾對策干擾對策1、良好的屏蔽和接地2、注意部分易引入感應(yīng)干擾的器件和電路的處理上海三基射頻抗擾度測試系統(tǒng)上海三基射頻抗擾度測試系統(tǒng)（GTEM）上海三基射頻抗擾度測試系統(tǒng)上海三基射頻抗擾度測試系統(tǒng)（GTEM）測試頻段80M1000MHz全自動掃頻掃頻方式線性對數(shù)推薦測試介紹推薦測試介紹1、電壓跌落、中斷抗擾度測試、電壓跌落、中斷抗擾度測試 （GB/T17626.11-1999 ） 模擬工頻電網(wǎng)的不穩(wěn)定變化對電子設(shè)備的影響2、衰減振蕩波抗擾度測試、衰減振蕩波抗擾度測試 （GB/T

15、17626.12-1998） 模擬中高壓電網(wǎng)開關(guān)操作引起的瞬變干擾，主要應(yīng)用于變電站場合的電子設(shè)備3、工頻磁場抗擾度測試、工頻磁場抗擾度測試 （GB/T17626.8-1998） 模擬工頻電流變化時產(chǎn)生的感應(yīng)磁場對電子設(shè)備的影響車載電子設(shè)備抗擾度測試標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：ISO7637-2：2004P1波形：波形：用于模擬由于在電感性負(fù)載上切斷電源時產(chǎn)生的瞬變，可用于車輛中直接與電感性負(fù)載相并聯(lián)的設(shè)備的試驗。P2a波形：波形：用于模擬由于和被試設(shè)備相并聯(lián)的設(shè)備被突然切斷電流時，在線束電感上應(yīng)生的瞬變。P2b波形：波形：模擬點火被切斷的瞬間，由于直流電動機所扮演的發(fā)電機角色，并由此所產(chǎn)生的瞬變現(xiàn)象。P3波

16、形：波形：模擬開關(guān)切換過程中所產(chǎn)生的瞬變 。P4波形：波形：模擬由于激勵內(nèi)然機發(fā)動機的起動器-電動機線路時引起的電源電壓降低情況 。P5A波形：波形：模擬在卸載時出現(xiàn)的瞬變。這種脈沖發(fā)生在蓄電池被突然松開，而交流發(fā)電機還在產(chǎn)生充電電流的瞬間，與此同時，其他的負(fù)載依然留在交流發(fā)電機的電路上。P5B波形：波形：模擬卸載脈沖的幅度是用附加的限幅二極管抑制的（箝位）效果。四、行業(yè)電磁兼容抗擾度要求示例w 以低壓電器行業(yè)為例涉及電磁兼容測試的低壓電器門類涉及電磁兼容測試的低壓電器門類1、開關(guān)和控制設(shè)備、開關(guān)和控制設(shè)備 如：低壓斷路器、時間繼電器、 低壓開關(guān)等2、整機保護設(shè)備、整機保護設(shè)備 如：RCCB、

17、RCBO、CBRS等開關(guān)控制類設(shè)備抗擾度要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)控制類設(shè)備抗擾度要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1、GB/T14048.1-2000低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 總則2、GB/T14048.2-2001低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓斷路器3、GB/T14048.5-1993低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第5-1部分 控制電路電器和開關(guān)元件 機電式控制電路電器4、GB/T14048.6-1998低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 接觸器和電動機起動器 第2部分 交流半導(dǎo)體電動機控制器和起動器5、GB/T14048.10-1999低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 控制電路電器和開關(guān)元件 第2部分 接近開關(guān)1、GB/T14048.1-2000低壓

18、開低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 總則總則浪涌抗擾度測試?yán)擞靠箶_度測試線-地2KV 線-線1KV電快速瞬變脈沖群電快速瞬變脈沖群 電源線 2KV 信號線 1KV射頻輻射抗擾度射頻輻射抗擾度10V/m靜電放電抗擾度靜電放電抗擾度空氣放電 8KV 接觸放電 4KV2、GB/T14048.2-2001低壓開低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓斷路器低壓斷路器浪涌抗擾度測試?yán)擞靠箶_度測試線-地4KV 線-線4KV電快速瞬變脈沖群電快速瞬變脈沖群 電源線 4KV 信號線 2KV射頻輻射抗擾度射頻輻射抗擾度10V/m靜電放電抗擾度靜電放電抗擾度接觸放電 8KV3、GB/T14048.5-1

19、993低壓開低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第第5-1部分部分 控制電路電器和開關(guān)元件控制電路電器和開關(guān)元件 機電機電式控制電路電器式控制電路電器浪涌抗擾度測試?yán)擞靠箶_度測試電快速瞬變脈沖群電快速瞬變脈沖群射頻輻射抗擾度射頻輻射抗擾度4、GB/T14048.6-1998低壓開關(guān)設(shè)備和控低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備制設(shè)備 接觸器和電動機起動器接觸器和電動機起動器 第第2部分部分 交流半導(dǎo)體電動機控制器和起動器交流半導(dǎo)體電動機控制器和起動器浪涌抗擾度測試?yán)擞靠箶_度測試線-地2KV 線-線1KV電快速瞬變脈沖群電快速瞬變脈沖群電源線 2KV 信號線 2KV射頻輻射抗擾度射頻輻射抗擾度10V/m靜電放電抗擾度靜電放電抗擾度空氣放電 8KV 接觸放電 4KV電壓跌落和中斷電壓跌落和中斷100%/5s5、GB/T14048.10-1999低壓開低