電磁兼容 — emc

1、1,電磁兼容基本知識(shí)及原理,2,電磁兼容（性） — EMC,EMC — ElectroMagnetic Compatibility,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。通常分為干擾和抗干擾（電磁敏感性）兩種類型,3,4,EMI三要素,5,常見(jiàn)的騷擾源,6,電磁騷擾的耦合途徑,7,EMI測(cè)試項(xiàng)目,通常包括 傳導(dǎo)騷擾（Conducted Emission）- CE 功率騷擾（Distu

2、rbance Power) - DP 空間輻射（Radiated Emission ) - RE 磁場(chǎng)輻射（Magnetic field Emission ) - ME 諧波電流（Harmonic Current) 電壓電壓波動(dòng)與閃爍（Voltage fluctuations and flicker）,8,EMS測(cè)試項(xiàng)目,,通常包括 靜電放電抗干擾 - ESD 輻射抗擾度- R/S 電快脈沖群抗干擾 - EFT

3、 雷擊（浪涌）抗干擾 - SURGE 傳導(dǎo)抗擾度 - C/S 工頻磁場(chǎng)抗擾度- M/S 電壓跌落抗干擾- DIPS,9,基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是制定其他EMC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，一般不涉及具體的產(chǎn)品。 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了現(xiàn)象、環(huán)境特征、試驗(yàn)和測(cè)量方法、試驗(yàn)儀器和基本試驗(yàn)裝置，也規(guī)定不同的試驗(yàn)等級(jí)及相應(yīng)的試驗(yàn)電平。,基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),10,基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)系列（IEC61000系列）,11,通用標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)方法與要求（

4、限值），并指出這些方法和要求所適用的環(huán)境。即通用標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)給定環(huán)境中所有產(chǎn)品的最低要求。 如果某種產(chǎn)品沒(méi)有產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)，則可以使用通用標(biāo)準(zhǔn)。,12,通用標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)將環(huán)境分為兩大類:1．居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境(1)居住環(huán)境:如住宅、公寓等居住場(chǎng)所。(2)商業(yè)環(huán)境:像商店、超市等零售網(wǎng)點(diǎn);辦公樓、銀行等商務(wù)樓;電影院、酒吧、舞廳等公共娛樂(lè)場(chǎng)所;加油站、停車場(chǎng)、游樂(lè)園等室外場(chǎng)所。(3)輕工業(yè)環(huán)境:像工場(chǎng)、實(shí)驗(yàn)室、維修中心等輕工業(yè)場(chǎng)

5、所。2．工業(yè)環(huán)境(1)工、科、醫(yī)(lSM)設(shè)備的工作場(chǎng)所。(2)大的感性負(fù)載或容性負(fù)載頻繁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)所。(3)大電流并伴有強(qiáng)磁場(chǎng)的場(chǎng)所。,13,產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)某類產(chǎn)品規(guī)定了特殊的電磁兼容要求（發(fā)射或抗擾度限值）以及詳細(xì)的測(cè)量程序。 產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)不像基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)那樣規(guī)定一般的測(cè)試方法，它比通用標(biāo)準(zhǔn)包含更多的特殊性和詳細(xì)的規(guī)范，其測(cè)量方法和限值須與通用標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)。,14,CISPR標(biāo)準(zhǔn),15,CISPR標(biāo)準(zhǔn),16,CISP

6、R標(biāo)準(zhǔn),17,IEC標(biāo)準(zhǔn),18,IEC標(biāo)準(zhǔn),19,IEC標(biāo)準(zhǔn),20,IEC標(biāo)準(zhǔn),21,IEC標(biāo)準(zhǔn),22,IEC標(biāo)準(zhǔn),23,IEC標(biāo)準(zhǔn),24,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱 “國(guó)標(biāo)” ）,25,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱 “國(guó)標(biāo)” ）,26,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱 “國(guó)標(biāo)” ）,27,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱 “國(guó)標(biāo)” ）,28,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱 “國(guó)標(biāo)” ）,CISPR, IEC,GB,EN三者之關(guān)系,29,CISPR International Special Commi

7、ttee on Radio Interference 國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì) IEC International Electrotechnical Commission(國(guó)際電工委員會(huì)) IEC有兩個(gè)平行的組織負(fù)責(zé)制定EMC標(biāo)準(zhǔn)， 分別是CISPR（國(guó)際無(wú)線電干 擾特別委員會(huì)）和TC77（第77技術(shù)委員會(huì)） CISPR制定的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為：CISPRPub.XX TC77制定的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為I

8、ECXXXXX 中國(guó)的民用產(chǎn)品電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)GB主要是基于CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn),CISPR, IEC,GB三者之關(guān)系,IEC,CISPRCISPRPub.XX標(biāo)準(zhǔn),TC77IECXXXXX標(biāo)準(zhǔn),,,,,GB標(biāo)準(zhǔn),,EN標(biāo)準(zhǔn),,31,EMC標(biāo)準(zhǔn)差異舉例,CISPR 14-1/EN 55014-1 GB４３４３.１:２００９與CISPR１４.１：２００5 之差異見(jiàn)國(guó)標(biāo)４３４３．１:２００９的 “前言”部分 CISPR

9、14-1/ GB 4343.1 EN 55014-1: 2006與CISPR１４.１：２００5 之差異見(jiàn) EN 55014-1: 2006的“SCOPE”部分 無(wú)實(shí)質(zhì)性差異，主要是電網(wǎng)電壓，電視制式，ISM頻 率,洗衣機(jī)---測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試項(xiàng)目,歐盟CE認(rèn)證： EN55014-1 傳導(dǎo)騷擾（CONDUCTED EMISSION）- CE 功率騷擾（DISTURBANCE POWER)- DP

10、 EN55014-2 (抗干擾） EN61000-3-2 諧波電流（Harmonic Current) EN61000-3 電壓波動(dòng)與閃爍（Voltage fluctuations and flicker）,33,傳導(dǎo)騷擾,,測(cè)試框圖,,,,,,EUT,,,AMN,,Receiver,,,PC system,,Reference ground,,,,0.1m,,,,0.8m,,34,EUT: Equipmen

11、t Under Test 受試設(shè)備--- 落地式EUT放置在0.1m絕緣桌子上臺(tái)式--- EUT放置在0.8m絕緣桌子上--- EUT電源線連接AMN的EUT供電插座,傳導(dǎo)騷擾,EUT,35,傳導(dǎo)騷擾,AMN,AMN: Artificial Mains Networks 人工電源網(wǎng)絡(luò) 作用：--- 在射頻范圍內(nèi)向受試設(shè)備端子之間提供一規(guī)定阻抗--- 隔離試驗(yàn)電路與供電電源上的無(wú)用射頻信號(hào)--- 將騷擾電壓耦合到測(cè)量接收機(jī)

12、上--- 為EUT供電 地連接： AMN與參考接地平板之間要有良好的高頻連接,36,Receiver,傳導(dǎo)騷擾,Receiver 接收機(jī) 特點(diǎn)--- 測(cè)量對(duì)象的微弱的連續(xù)波信號(hào)及幅值很強(qiáng)的脈沖信號(hào) --- 噪聲極小，靈敏度很高，檢波器的動(dòng)態(tài)范圍大--- 輸入阻抗低（50歐姆） --- 前級(jí)電路的過(guò)載能力強(qiáng) --- 多種檢波功能有峰值，準(zhǔn)峰值，平均值和有效值等檢波功能 ---自動(dòng)測(cè)試功能的測(cè)量接收機(jī)，采用微處

13、理機(jī)進(jìn)行控制 --- 可以通過(guò)接口與計(jì)算機(jī)配合，由計(jì)算機(jī)實(shí)行管理，還可經(jīng)由打印機(jī)和繪圖儀輸出測(cè)試結(jié)果,37,傳導(dǎo)騷擾,GB4343.1:2009對(duì)洗衣機(jī)的傳導(dǎo)騷擾限值規(guī)定,38,功率騷擾,測(cè)試框圖,39,功率騷擾,功率吸收鉗 Absorbing Clamp,40,功率騷擾,功率吸收鉗,41,功率騷擾,測(cè)試原理,Receiver 接收機(jī)試品置于絕緣試驗(yàn)臺(tái)上，試驗(yàn)臺(tái)與導(dǎo)電地面的高 度不小于0.4m，離墻面距離不小于0.4m。試驗(yàn)臺(tái)上有

14、絕緣導(dǎo)軌。試品電源線要拉直，水平敷設(shè)在絕緣面上。吸收鉗要包住試品的電源線，并使吸收鉗的電流互感器朝向試品方向，緊挨試品。由于電磁波在導(dǎo)線上以駐波形式出現(xiàn)。因此功率吸收鉗應(yīng)沿著電源線慢慢移動(dòng)，以便尋找最低點(diǎn)。為抑制電網(wǎng)中騷擾的入侵，避免影響測(cè)試結(jié)果，通常還要求在電網(wǎng)一側(cè)加一個(gè)由鐵氧體環(huán)組成的輔助吸收鉗（即鐵氧體濾波器）,42,根據(jù)輻射理論，當(dāng)電源線長(zhǎng)度達(dá)到輻射頻率波長(zhǎng)的一半時(shí)，就有可能出現(xiàn)最大輻射情況。對(duì)于30~300MHz測(cè)試頻率范圍來(lái)

15、說(shuō)，相應(yīng)的波長(zhǎng)應(yīng)該為10~1 m。因此電源線的長(zhǎng)度應(yīng)該至少應(yīng)該有5m?？紤]到吸收鉗的長(zhǎng)度，以及輔助吸收鉗的長(zhǎng)度，電源線更應(yīng)該增至7m左右。因此做吸收鉗測(cè)試法測(cè)試樣品輻射的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該為一間狹長(zhǎng)的屏蔽室，其長(zhǎng)度要達(dá)到9到10米，因電源線前段要留出視頻位置，電源線后端要考慮電源插頭，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在電源線的兩側(cè)還要留出0.4m以上的空間）,功率騷擾,測(cè)試原理,43,功率騷擾,GB4343.1:2009對(duì)洗衣機(jī)的傳導(dǎo)騷擾限值規(guī)定如下：,44

16、,諧波電流,測(cè)試原理 EUT通常包含非線性元器件，如二極管，三極管等，為非線性負(fù)載 根據(jù)I=U/R(U為標(biāo)準(zhǔn)正弦波），I為畸變的正弦波 任何非正弦的周期性波形都可以用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，表示為對(duì)直流成分（如果有直流成分的話）和各次諧波幅值及相位的測(cè)量。,45,諧波電流,危害1）電壓畸變諧波電流在供電線路上產(chǎn)生的壓降將引起線路端子電壓，特別是當(dāng)線路阻抗含有電抗成分時(shí)，電壓畸變將加劇?；兞说墓╇婋妷簩⒖赡苁菍?duì)諧波敏感的設(shè)備產(chǎn)

17、生誤動(dòng)作，諧波電壓將直接影響電視的圖像質(zhì)。 2）過(guò)零噪聲有不少設(shè)備要求在電源電壓過(guò)零時(shí)接通設(shè)備，以便不產(chǎn)生瞬變過(guò)電壓，從而減小電磁干擾和對(duì)半導(dǎo)體器件的沖擊。當(dāng)線路上含有高次諧波或瞬變過(guò)電壓時(shí)，使電壓過(guò)零處的變化率很高，甚至在半個(gè)周波了里出現(xiàn)多個(gè)過(guò)零點(diǎn)，從而導(dǎo)致過(guò)零設(shè)備的誤動(dòng)作。3）中線過(guò)熱 在三相星型接法的電路中，沒(méi)相間的相位差為120°，當(dāng)三項(xiàng)平衡時(shí)，中線的合成電流為零，即中線無(wú)電流通過(guò)。即使三相不平衡時(shí)間，也只有少

18、許不平衡電流進(jìn)入中線。因此中線的安裝截面通常比相線減小一半。但當(dāng)線路中含有諧波電流時(shí)，特別是三次諧波的奇數(shù)倍諧波電流時(shí)，它們?cè)谥芯€上卻是相加的。中線的過(guò)電流會(huì)造成中線過(guò)熱和中線壓降的增加。4）對(duì)變壓器和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響諧波電流要在變壓器的繞組和鐵芯上產(chǎn)生損耗。對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，除了增大電動(dòng)機(jī)的損耗外，諧波還會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化。諧波次數(shù)/相序?yàn)椋?/+；2/-；3/0；4/+；5/-；6-0；7/+；.8/-；9/0；10/

19、+；11/-；12/0；…0序不產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩，+序產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)矩加大，-序產(chǎn)生負(fù)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)小。+序和-序分量的共同作用可使電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)而降低電動(dòng)機(jī)的使用壽命，為此必要時(shí)應(yīng)降低電動(dòng)機(jī)的額定功率來(lái)保證電動(dòng)機(jī)的使用壽命。5）斷路器的誤動(dòng)作剩余電流短路器是根據(jù)測(cè)量相線和中線的電流之和來(lái)動(dòng)作的，如果電流之和大于額定限值，斷路器就將切斷電源。當(dāng)有諧波出現(xiàn)時(shí)，漏電斷路器就不能準(zhǔn)確檢測(cè)到高頻 分量之和，從而造成誤動(dòng)作（通常是實(shí)

20、際值比測(cè)量值大，結(jié)果是斷路器哦該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作）6）使校正功率因數(shù)的電容器過(guò)載校正功率因數(shù)電容器是用產(chǎn)生相位超前的電流來(lái)抵消感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載所產(chǎn)生的相位滯后的電流的。由于電容器對(duì)諧波電流呈現(xiàn)比較低阻抗，使諧波電流有增加趨勢(shì)，導(dǎo)致電容器過(guò)載。7）集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)在電網(wǎng)頻率下的影響很小而被忽略，但是在7次以上諧波時(shí)將使集膚效應(yīng)趨于顯著，產(chǎn)生附加損耗而過(guò)熱。必要時(shí)應(yīng)采用多芯電纜來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題,諧波電流,47,諧波電流,A類，B類設(shè)備

21、限值,48,諧波電流,C類設(shè)備限值,49,諧波電流,D類設(shè)備限值,,,50,諧波電流,試驗(yàn)條件 應(yīng)在用戶操作控制下或者自動(dòng)程序設(shè)定在正常工作狀態(tài)下，預(yù)計(jì)產(chǎn)生最 大總諧波電流（THC）的模式典型產(chǎn)品的試驗(yàn)條件見(jiàn)GB17625.1的附錄C洗衣機(jī)的試驗(yàn)條件---- 洗衣機(jī)應(yīng)在一個(gè)完整的洗衣程序中進(jìn)行試驗(yàn)，即裝入尺寸為70cmX70cm,干重140g/m2~175g/m2雙縫邊預(yù)洗棉布的額定負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)洗滌周期---- 注水的水溫應(yīng)是：

22、---- 無(wú)加熱元件的洗衣機(jī)為65℃± 5℃---- 其他類型洗衣機(jī)為15℃± 5℃---- 帶有程序器的洗衣機(jī)應(yīng)采用無(wú)預(yù)洗的60 ℃棉布洗滌程序---- 假如-洗衣機(jī)不帶程序控制器，則在第一個(gè)洗滌周期開(kāi)始前，盡管已達(dá)到穩(wěn)定條件，水還要加熱到90℃± 5℃,諧波電流,試驗(yàn)條件,52,電壓波動(dòng)與閃爍,定義,53,電壓波動(dòng)與閃爍-限值,54,試驗(yàn)條件,電壓波動(dòng)與閃爍,55,EMC整改,,,對(duì)于洗衣機(jī)而言

23、， 傳導(dǎo)騷擾源主要來(lái)自以下方面： 控制器電路板和馬達(dá)?？刂破麟娐钒逋ǔＳ砷_(kāi)關(guān)電源供電，這個(gè)一個(gè)嚴(yán)重的騷擾源。 需要注意的地方在于，輸入濾波器參數(shù)的調(diào)整和控制，接地線的處理。馬達(dá)的控制電路板加強(qiáng)濾波，馬達(dá)外殼金屬對(duì)地接Y電容。功率騷擾不過(guò)，主要問(wèn)題來(lái)自于馬達(dá)。通常對(duì)馬達(dá)進(jìn)行共模騷擾抑制，如馬達(dá)點(diǎn)擊分別對(duì)地加Y電容，會(huì)取得不錯(cuò)的效果 諧波電流，通常增加PFC電路可有 效降低諧波電流值。 整改實(shí)例見(jiàn)實(shí)際測(cè)試操作,