电子产品电磁兼容抗扰度试验方法

1、上海三基电子工业有限公司 技术开发部 赵大勇2006.4杭州主要内容w 电磁干扰现象电磁干扰现象w 电磁兼容标准电磁兼容标准w 典型电磁兼容抗扰度测试及对策典型电磁兼容抗扰度测试及对策w 行业行业EMC测试要求示例测试要求示例一、电磁干扰现象开关电源数字视频设备数字脉冲电路220AC产生电磁干扰的条件 突然变化的电压或电流，即突然变化的电压或电流，即dV/dt 或或 dI/dt 很大很大 辐射天线或传导导体辐射天线或传导导体设计中，遇到电压、电流的突然变化，需设计中，遇到电压、电流的突然变化，需要考虑潜在的电磁干扰问题要考虑潜在的电磁干扰问题常见干扰源雷电雷电NEMP脉冲电路脉冲电路ESD感性

2、负载通断感性负载通断直流电机、变频调速器直流电机、变频调速器结论w EMC=EMI+EMSw EMC：Electro-Magnetic Compatibilityw EMI ：Electro-Magnetic Interference w EMS： Electro-Magnetic Susceptibility电磁兼容电磁兼容：设备或系统在其电磁环境中能正常工作：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。可见任何电子设备的电磁兼容性均包含电磁发射能力。可见任何电子设备的电磁兼容性均包含电磁发射和电磁敏

3、感度两方面。和电磁敏感度两方面。二、电磁兼容标准分析环境分析环境中的各种中的各种电磁干扰电磁干扰分析设备分析设备受电磁干受电磁干扰的机理扰的机理编成电磁兼编成电磁兼容标准容标准保证各类电保证各类电子设备的正子设备的正常工作及良常工作及良好的电磁环好的电磁环境境电磁兼容标准的内容 电磁兼容标准 干扰发射 敏 感 度 传导 辐 射 传 导 辐 射信号/控制线天线端口 电 场 磁 场 电源线/信号线 射频 瞬态天线端口 电 场 磁 场 静 电放电 电磁兼容标准体系 基础标准基础标准 电磁兼容标准电磁兼容标准 通用标准通用标准 产品标准产品标准 被引用到被引用到被引用到被引用到中国电磁兼容标准现状中国

4、电磁兼容标准现状w 标准来源标准来源1、CISPR出版物出版物2、IEC/TC77的的IEC61000系列系列3、美国军用标准转化为、美国军用标准转化为GJB151/1524、国外先进企业标准国外先进企业标准5、自主制订、自主制订中国电磁兼容标准执行中国电磁兼容标准执行2001年年 国家认证认可监督管理委员会成立 (3C强制认证归口部门)2001年年12月月3日日(中国加入世贸前夕中国加入世贸前夕)w颁布第一批实施强制性认证的产品目录共19大类产品(涉及电磁兼容测试的共九种),。w“强制性标准必须执行，不符合强制性标准的产品，禁止生产、销售和进口”(3C)电磁兼容的工程方法 1 测试修改法测试

5、修改法 2 系统设计法系统设计法可采取的措施 电路结构封装 屏蔽 滤波 软件成本成本措施措施 概念 设计 产品 市场阶段 辐射发射（电场、磁场）辐射发射（电场、磁场） 辐射抗扰度（电场、磁场）辐射抗扰度（电场、磁场） 传导发射（射频发射、电源谐波）传导发射（射频发射、电源谐波） 传导抗扰度（射频、电快速脉冲、浪涌）传导抗扰度（射频、电快速脉冲、浪涌） 静电放电（直接、感应）静电放电（直接、感应）三、典型电磁兼容试验项目电磁兼容试验场地电磁发射试验电磁发射试验敏感度或抗扰度试验：敏感度或抗扰度试验：屏蔽暗室屏蔽暗室(半无反射室半无反射室)可在普通环境中，但是注可在普通环境中，但是注意对周围设备的

6、影响意对周围设备的影响开阔场（民用标准）开阔场（民用标准）开阔场实景马达驱动高度扫描天线杆天 线EUT防雨棚转转 台台 和和 桌桌 子子金属网地面椭 圆 区 内 没 有 其 它 物 体电磁屏蔽室电源滤波器通风板电缆接线板通风板电磁兼容试验室（暗室）的结构主要抗扰度试验w 静电放电抗扰度测试w 快速瞬变脉冲群抗扰度测试w 雷击浪涌抗扰度测试w 射频辐射抗扰度测试静电放电抗扰度测试静电放电抗扰度测试w 试验目的：试验目的：携带静电的人体对设备或设备旁的金属物体发生放电现象时对设备的影响。 w 标准：标准：GB/T17626.2 IEC61000-4-2w 试验方法：试验方法： 1、直接放电 2、间

7、接放电 干扰特性干扰特性放电电流放电电流 I接触放电接触放电试验方式试验方式优先采用接触放电空气放电（又空气放电（又称气隙放电）称气隙放电）方法1方法2原则试验等级试验等级等级等级接触放电接触放电（KV）气隙放电气隙放电（KV）1222443684815 1、静电放电发生器 2、参考接地板 3、绝缘试验台 4、水平耦合板 5、垂直耦合板 6、带电荷泄放电阻的接地电缆试验配置试验配置配置示例配置示例测试方法测试方法 试验施加部位：要求对被试产品能够被人所触碰的部位进行放电试验； 首先以测试电压进行20次/秒的扫描测试，寻找测试敏感点，然后在敏感点部位进行1次/秒的定点测试，每一极性的放电次数为1

8、0次。试验施加部位：要求对距被试产品10cm远处的水平耦合板或垂直耦合板进行接触放电。以1次/秒的耦合放电速率实施放电耦合直接放电试验间接放电试验静电防护静电防护1、静电屏蔽2、滤波去耦3、绝缘隔离4、接地泄放5、良好搭接6、瞬态抑制上海三基静电放电发生器上海三基静电放电发生器SKS-0230测试电压测试电压 030KV极极 性性 正或负放电模式放电模式 接触放电/ 气隙放电预置功能预置功能20PPS/COUNT/REAPT/SINGLE快速瞬变脉冲群抗扰度测试快速瞬变脉冲群抗扰度测试w 试验目的：试验目的：考核电子设备对来自继电器、接触器等在切换电感性负载时在电源线、控制线和信号线上干扰的抗

9、扰性 w 试验方式：试验方式： 共模干扰 w 标准：标准：GB/T17626.4 IEC61000-4-4 电快速脉冲（EFT或FTB）干扰特性双指数脉冲双指数脉冲15ms脉冲串脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是脉冲串间隔是300ms干扰注入方式电源电源脉冲输入脉冲输入受试件受试件电源线注入电源线注入信号线注入信号线注入耦合钳，或在电缆上绕金属箔，耦合钳，或在电缆上绕金属箔， 长度长度1米，产米，产生大约生大约100pf电容电容试验等级等级电源端口，保护接地(PE)信号,数据和控制端口电压峰值kV重复频率kHz电压峰值kV重复频率kHz10.550.2552150.5532515442.525X特

10、定特定特定特定“X”是一个开放的等级，在专用设备技术规范中必须对这个级别加以规定试验配置试验配置1、脉冲群发生器2、参考接地板3、信号耦合夹（信号线注入干扰用）4、绝缘试验台配置示例配置示例图中图中A是电源线试验用耦合去耦网络是电源线试验用耦合去耦网络 B是信号线试验用电容耦合夹是信号线试验用电容耦合夹试验方法试验方法1、电源试验等级示例、电源试验等级示例2、施加方式、施加方式 以共模干扰形式实现试品电源每相对地、同时对地干扰测试，测试时间1min,正负极性。LEVEL测试电压（测试电压（KV） 测试频率（测试频率（KHz）10.55215325442.5设计对策设计对策1、电源处理（滤波、吸

11、收、布线工艺等）2、电路布板设计(器件分布、走线等)3、器件应用(尽量选用抗干扰性能好的器件)4、防辐射感应处理（采用屏蔽技术）上海三基脉冲群发生器上海三基脉冲群发生器SKS-0404测试电压测试电压 04.4KV测试频率测试频率2.5KHz/5KHz/100KHz干扰极性干扰极性正或负耦合网络耦合网络三相或单相浪涌抗扰度测试浪涌抗扰度测试w 试验目的：试验目的：考核电子产品抵抗因间接雷击或大能量负载切换时产生的浪涌电压或电流的能力。w 标准：标准：GB/T17626.5 IEC61000-4-5w 试验方式：试验方式： 1、共模干扰 2、差模干扰浪涌（模拟雷电干扰）干扰特性浪涌试验内容试验配

12、置试验配置1、浪涌发生器2、耦合去耦网络配置示例配置示例试验方法试验方法1、试验等级、试验等级2、施加方式、施加方式 以共模或差模干扰形式实现试品电源每相对地干扰测试，测试间隔1min，正负极性测试次数各次；LEVEL共模注入（共模注入（KV）差模注入（差模注入（KV）10.5X210.5321442设计对策设计对策主要是电源部分浪涌吸收器件的应用1、压敏电阻2、气体放电管3、TVS管（快速瞬变吸收二极管）等注：）共差模两方面注意防护 （共模抑制须注意漏流）低压电器需注意冲击耐压绝缘处理 3 ）多级防护概念上海三基雷击浪涌发生器上海三基雷击浪涌发生器SKS-0506测试电压测试电压 6.6KV

13、(可至10KV)干扰极性干扰极性正负正负自动交替注入角度注入角度360同步异步高频辐射抗扰度测试高频辐射抗扰度测试w 标准：标准：GB/T17626.3 IEC61000-4-3w 试验目的：试验目的：考核电子产品抵抗射频电磁场干扰的能力。w 试验方式：试验方式： 空间辐射试验配置试验配置w 信号发生器w （覆盖80M-1GHz,80%深度调制）w 射频功放w 发射天线w 测试环境w 场强探头w 自动控制平台配置示例配置示例高度扫描天线杆高度扫描天线杆天线天线金属地板金属地板转台上的受试件转台上的受试件试验方法试验方法1、试验等级、试验等级2、施加方式、施加方式 在规定场强下，按照一定的扫频要

14、求（1%）对试品进行全频段（80M-1GHz）的辐射干扰测试LEVEL测试场强（测试场强（V/m）1123310X特殊干扰对策干扰对策1、良好的屏蔽和接地2、注意部分易引入感应干扰的器件和电路的处理上海三基射频抗扰度测试系统上海三基射频抗扰度测试系统（GTEM）上海三基射频抗扰度测试系统上海三基射频抗扰度测试系统（GTEM）测试频段80M1000MHz全自动扫频扫频方式线性对数推荐测试介绍推荐测试介绍1、电压跌落、中断抗扰度测试、电压跌落、中断抗扰度测试 （GB/T17626.11-1999 ） 模拟工频电网的不稳定变化对电子设备的影响2、衰减振荡波抗扰度测试、衰减振荡波抗扰度测试 （GB/T

15、17626.12-1998） 模拟中高压电网开关操作引起的瞬变干扰，主要应用于变电站场合的电子设备3、工频磁场抗扰度测试、工频磁场抗扰度测试 （GB/T17626.8-1998） 模拟工频电流变化时产生的感应磁场对电子设备的影响车载电子设备抗扰度测试标准：标准：ISO7637-2：2004P1波形：波形：用于模拟由于在电感性负载上切断电源时产生的瞬变，可用于车辆中直接与电感性负载相并联的设备的试验。P2a波形：波形：用于模拟由于和被试设备相并联的设备被突然切断电流时，在线束电感上应生的瞬变。P2b波形：波形：模拟点火被切断的瞬间，由于直流电动机所扮演的发电机角色，并由此所产生的瞬变现象。P3波

16、形：波形：模拟开关切换过程中所产生的瞬变 。P4波形：波形：模拟由于激励内然机发动机的起动器-电动机线路时引起的电源电压降低情况 。P5A波形：波形：模拟在卸载时出现的瞬变。这种脉冲发生在蓄电池被突然松开，而交流发电机还在产生充电电流的瞬间，与此同时，其他的负载依然留在交流发电机的电路上。P5B波形：波形：模拟卸载脉冲的幅度是用附加的限幅二极管抑制的（箝位）效果。四、行业电磁兼容抗扰度要求示例w 以低压电器行业为例涉及电磁兼容测试的低压电器门类涉及电磁兼容测试的低压电器门类1、开关和控制设备、开关和控制设备 如：低压断路器、时间继电器、 低压开关等2、整机保护设备、整机保护设备 如：RCCB、

17、RCBO、CBRS等开关控制类设备抗扰度要求相关标准开关控制类设备抗扰度要求相关标准1、GB/T14048.1-2000低压开关设备和控制设备 总则2、GB/T14048.2-2001低压开关设备和控制设备 低压断路器3、GB/T14048.5-1993低压开关设备和控制设备 第5-1部分 控制电路电器和开关元件 机电式控制电路电器4、GB/T14048.6-1998低压开关设备和控制设备 接触器和电动机起动器 第2部分 交流半导体电动机控制器和起动器5、GB/T14048.10-1999低压开关设备和控制设备 控制电路电器和开关元件 第2部分 接近开关1、GB/T14048.1-2000低压

18、开低压开关设备和控制设备关设备和控制设备 总则总则浪涌抗扰度测试浪涌抗扰度测试线-地2KV 线-线1KV电快速瞬变脉冲群电快速瞬变脉冲群 电源线 2KV 信号线 1KV射频辐射抗扰度射频辐射抗扰度10V/m静电放电抗扰度静电放电抗扰度空气放电 8KV 接触放电 4KV2、GB/T14048.2-2001低压开低压开关设备和控制设备关设备和控制设备 低压断路器低压断路器浪涌抗扰度测试浪涌抗扰度测试线-地4KV 线-线4KV电快速瞬变脉冲群电快速瞬变脉冲群 电源线 4KV 信号线 2KV射频辐射抗扰度射频辐射抗扰度10V/m静电放电抗扰度静电放电抗扰度接触放电 8KV3、GB/T14048.5-1

19、993低压开低压开关设备和控制设备关设备和控制设备 第第5-1部分部分 控制电路电器和开关元件控制电路电器和开关元件 机电机电式控制电路电器式控制电路电器浪涌抗扰度测试浪涌抗扰度测试电快速瞬变脉冲群电快速瞬变脉冲群射频辐射抗扰度射频辐射抗扰度4、GB/T14048.6-1998低压开关设备和控低压开关设备和控制设备制设备 接触器和电动机起动器接触器和电动机起动器 第第2部分部分 交流半导体电动机控制器和起动器交流半导体电动机控制器和起动器浪涌抗扰度测试浪涌抗扰度测试线-地2KV 线-线1KV电快速瞬变脉冲群电快速瞬变脉冲群电源线 2KV 信号线 2KV射频辐射抗扰度射频辐射抗扰度10V/m静电放电抗扰度静电放电抗扰度空气放电 8KV 接触放电 4KV电压跌落和中断电压跌落和中断100%/5s5、GB/T14048.10-1999低压开低