一、電磁兼容概念
電磁兼容EMC(Electro Magnetic Compatibility):是一門新興的綜合性學(xué)科,是電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)的重要技術(shù)性能。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4365-2003《電磁兼容術(shù)語》對(duì)電磁兼容所下的定義為“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”,即電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在同一電磁環(huán)境中能良好執(zhí)行各自功能的這樣一個(gè)共存狀態(tài),簡單點(diǎn)說,就是各種設(shè)備都能正常工作又互不干擾,達(dá)到“兼容”狀態(tài)。要注意電磁兼容所要求的兩個(gè)基本方面:在共同的電磁環(huán)境中,不受干擾且不干擾其他設(shè)備。
那么明白了以上呢我們知道,EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值,即EMI(Electro Magnetic Interference)電磁干擾。
另一方面是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即EMS(Electro Magnetic Susceptibility)電磁抗擾度。
EMC(電磁兼容)=EMI(電磁干擾)+EMS(電磁抗擾度)
如果這么說我們還是覺得抽象的話,下面我們舉幾個(gè)例子來說明一下:
生活中我們是否見到過這樣的現(xiàn)象
如果圖中兩人為設(shè)備的話那么二者電磁兼容都不合格,一方面說明脫襪子的筒子1產(chǎn)生的干擾顯然影響了筒子2而使其不能正常工作,另一方面呢說明筒子2的抗干擾能力不足以致受筒子1影響,哈哈……
好了,下面說幾個(gè)正常點(diǎn)的
例子1:打開電視時(shí),室內(nèi)的日光燈會(huì)出現(xiàn)瞬間變暗的現(xiàn)象,這是因?yàn)殡娨暣蜷_的瞬間大量電流流向電視機(jī),電壓驟然下降導(dǎo)致使用同一電源的日光燈受到影響。
例子2:在手機(jī)來電時(shí),話筒會(huì)出現(xiàn)失真伴有刺耳的“吱吱”聲或者電視/電腦屏幕出現(xiàn)閃爍,這些是因?yàn)槟闶謾C(jī)通訊的電波從空間耦合到話筒、電視/電腦接收天線上使其受到干擾。
像例子1中由一個(gè)設(shè)備中產(chǎn)生的電壓/電流變化通過電源線、信號(hào)線傳導(dǎo)并影響其他設(shè)備時(shí),將這個(gè)電壓/電流的變化稱為傳導(dǎo)干擾;而像例子2中通過空間傳播并對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生無用電壓/電流,造成危害的干擾稱為輻射干擾。
了解了電磁兼容的概念,我們?cè)僖黄饋砜纯措姶偶嫒萦珊谓M成~
二、電磁兼容三要素
任何產(chǎn)生電磁兼容問題都必須具備以下三個(gè)條件:騷擾源(干擾源)、耦合途徑、敏感設(shè)備,我們稱之為電磁兼容三要素,缺少任何一個(gè)都構(gòu)不成電磁兼容問題。騷擾源即產(chǎn)生騷擾的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng),說明騷擾從哪里來;耦合途徑是將騷擾源產(chǎn)生的騷擾傳輸?shù)矫舾性O(shè)備的途徑,說明騷擾如何傳輸;敏感設(shè)備是受到騷擾影響的電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng),說明了騷擾到哪里去。
電磁干擾源通常分為自然干擾源和人為干擾源。
自然干擾源包括:
(1)大氣噪聲干擾:如雷電產(chǎn)生的火花放電,屬于脈沖干擾,其頻率從幾Hz到100MHz以上。
(2)太陽噪聲干擾:指太陽黑子的輻射噪聲。在太陽黑子活動(dòng)期.黑子的爆發(fā)產(chǎn)生的強(qiáng)烈噪聲可致使通信中斷。
(3)寧宙噪聲:指來自宇宙天體的噪聲。
(4)靜電放電:人體、設(shè)備上所積累的靜電電壓可高達(dá)幾萬伏乃至幾十萬伏.常以電暈或火花方式放掉,稱為靜電放電。靜電放電產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬間電流和電磁脈沖,會(huì)導(dǎo)致靜電敏感器件及設(shè)備的損壞。
人為干擾源指而電氣電子設(shè)備和其他人工裝置產(chǎn)生的電磁干擾。這里所說的人為干擾源都是指無意識(shí)的干擾,至于為了達(dá)到某種目的而有意施放的干擾,如軍事上或者比賽等的電子對(duì)抗則不屬于本文討論范圍。
常見的人為干擾源包括:
(1)無線電發(fā)射設(shè)備:包括移動(dòng)通信系統(tǒng)、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航及無線電接力通信系統(tǒng).
(2)工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療(ISM)設(shè)備:如高頻手術(shù)刀、X光機(jī)、核磁CT、高頻理療設(shè)備等.
(3)電力設(shè)備:包括電機(jī)、繼電器、電梯等設(shè)備
(4)汽車、內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng):汽車點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生寬帶干擾,從幾百千赫到幾百兆赫。
(5)電網(wǎng)干擾:指由50Hz交流電網(wǎng)強(qiáng)大的電磁場和大地漏電流產(chǎn)生的干擾,以及高壓輸電線的電暈和絕緣斷裂等接觸不良產(chǎn)生的微弧和受污染導(dǎo)體表面的電火花。
(6)高速數(shù)字電子設(shè)備:包括計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備。
電磁干擾的傳輸途徑分兩種方式:傳導(dǎo)傳輸方式和輻射傳輸方式,從被干擾的敏感器角度來看,干擾的耦合可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩類。
還拿例子一來說,電視就是騷擾源,電線則是耦合路徑,日光燈則是敏感設(shè)備,三者一起導(dǎo)致了EMC問題的發(fā)生。需要強(qiáng)調(diào)的是:任何電子電氣設(shè)備都可能是騷擾源,也可能是敏感設(shè)備;騷擾源可以是無信息的電磁噪聲也可以是有用的功能性信號(hào)!
三、電磁兼容測試項(xiàng)目
結(jié)合醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0505-2012簡單介紹一下試驗(yàn)項(xiàng)目,后續(xù)會(huì)單獨(dú)詳細(xì)介紹每一個(gè)測試項(xiàng)目:
YY0505-2012針對(duì)EMC規(guī)定中的電磁發(fā)射測試項(xiàng)目(4項(xiàng))如下
電源端子傳導(dǎo)騷擾電壓(傳導(dǎo)騷擾 CE):GB4824、GB4343、GB17743;輻射騷擾(RE):GB4824、GB4343.1、GB17743;斷續(xù)騷擾(喀嚦聲):GB4824、GB4343.1;諧波電流發(fā)射:GB17625.1;電壓波動(dòng)/閃爍發(fā)射:GB17625.2
輻射發(fā)射RE—通過空間以電磁波的形式發(fā)射電磁騷擾能量。
傳導(dǎo)發(fā)射CE(其中包括功率,喀嚦聲)—通過導(dǎo)線以電壓電流的形式發(fā)射電磁騷擾能量。
諧波(Harmonics) —設(shè)備工作時(shí)向交流供電電源注入的50Hz高次諧波。
電壓波動(dòng)和閃爍(Flicker) —設(shè)備工作時(shí)引起的交流供電電壓的起伏波動(dòng)。
YY0505-2012針對(duì)EMC規(guī)定中的電磁抗擾度測試項(xiàng)目如下:
靜電放電(ESD):GB/T17626.2射頻輻射抗擾度(RS):GB/T17626.3射頻傳導(dǎo)抗擾度(CS):GB/T17626.6電快速瞬變脈沖群抗擾度(EFT):GB/T17626.4工頻磁場:GB/T17626.8浪涌抗擾度(Surge):GB/T17626.5電壓力暫降、短時(shí)中斷和電壓變化:GB/T17626.11
輻射抗擾度 RS—對(duì)空間騷擾電磁波的抗擾度。
傳導(dǎo)抗擾度CS—對(duì)導(dǎo)線傳導(dǎo)的騷擾電壓和電流的抗擾度。
靜電放電ESD—對(duì)靜電放電產(chǎn)生的脈沖騷擾的抗擾度。
電快速瞬變脈沖群EFT—對(duì)某些電路產(chǎn)生的群脈沖騷擾的抗擾度。騷擾從導(dǎo)線加入。
浪涌(surge)—對(duì)雷電或某些電路產(chǎn)生的脈沖騷擾的抗擾度。騷擾從導(dǎo)線加入。
電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化(DIP)—對(duì)供電電源變化的抗擾度。
工頻磁場(PMS)—對(duì)50Hz交流電產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的抗擾度
電磁兼容診斷(預(yù))測試:
產(chǎn)品在研發(fā)階段、生產(chǎn)線上的質(zhì)量控制測試、送權(quán)威實(shí)驗(yàn)室檢測之前進(jìn)行的預(yù)測試、送檢產(chǎn)品不合格后的整改測試。
調(diào)查是否存在電磁兼容問題和產(chǎn)生的原因,確定產(chǎn)生騷擾和被干擾的具體部位,在采取抑制措施后有否改進(jìn)。
并不要求完全按標(biāo)準(zhǔn)在正規(guī)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。
電磁兼容一致性(符合性)測試:
根據(jù)有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行測試,評(píng)估其是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)提出的要求。
產(chǎn)品在定型和進(jìn)人市場之前必須進(jìn)行符合性(一致性)測試,國家產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證制度(3C 認(rèn)證)規(guī)定的電磁兼容測試就是屬于符合性測試。