電磁兼容 — emc

1、1,電磁兼容基本知識及原理,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,常見的騷擾源,6,電磁騷擾的耦合途徑,7,EMI測試項目,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 磁場輻射（Magnetic field Emission ) - ME 諧波電流（Harmonic Current) 電壓電壓波動與閃爍（Voltage fluctuations and flicker）,8,EMS測試項目,,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 工頻磁場抗擾度- M/S 電壓跌落抗干擾- DIPS,9,基礎(chǔ)標準是制定其他EMC標準的基礎(chǔ)，一般不涉及具體的產(chǎn)品。 基礎(chǔ)標準規(guī)定了現(xiàn)象、環(huán)境特征、試驗和測量方法、試驗儀器和基本試驗裝置，也規(guī)定不同的試驗等級及相應(yīng)的試驗電平。,基礎(chǔ)標準,10,基礎(chǔ)標準,重要的基礎(chǔ)標準系列（IEC61000系列）,11,通用標準,通用標準規(guī)定了一系列的標準化試驗方法與要求（

4、限值），并指出這些方法和要求所適用的環(huán)境。即通用標準是對給定環(huán)境中所有產(chǎn)品的最低要求。 如果某種產(chǎn)品沒有產(chǎn)品類標準，則可以使用通用標準。,12,通用標準,通用標準將環(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、公寓等居住場所。(2)商業(yè)環(huán)境:像商店、超市等零售網(wǎng)點;辦公樓、銀行等商務(wù)樓;電影院、酒吧、舞廳等公共娛樂場所;加油站、停車場、游樂園等室外場所。(3)輕工業(yè)環(huán)境:像工場、實驗室、維修中心等輕工業(yè)場

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

6、R標準,17,IEC標準,18,IEC標準,19,IEC標準,20,IEC標準,21,IEC標準,22,IEC標準,23,IEC標準,24,中國標準（簡稱 “國標” ）,25,中國標準（簡稱 “國標” ）,26,中國標準（簡稱 “國標” ）,27,中國標準（簡稱 “國標” ）,28,中國標準（簡稱 “國標” ）,CISPR, IEC,GB,EN三者之關(guān)系,29,CISPR International Special Commi

7、ttee on Radio Interference 國際無線電干擾特別委員會 IEC International Electrotechnical Commission(國際電工委員會) IEC有兩個平行的組織負責制定EMC標準， 分別是CISPR（國際無線電干 擾特別委員會）和TC77（第77技術(shù)委員會） CISPR制定的標準編號為：CISPRPub.XX TC77制定的標準編號為I

8、ECXXXXX 中國的民用產(chǎn)品電磁兼容標準GB主要是基于CISPR和IEC標準,CISPR, IEC,GB三者之關(guān)系,IEC,CISPRCISPRPub.XX標準,TC77IECXXXXX標準,,,,,GB標準,,EN標準,,31,EMC標準差異舉例,CISPR 14-1/EN 55014-1 GB４３４３.１:２００９與CISPR１４.１：２００5 之差異見國標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 EN 55014-1: 2006的“SCOPE”部分 無實質(zhì)性差異，主要是電網(wǎng)電壓，電視制式，ISM頻 率,洗衣機---測試標準及測試項目,歐盟CE認證： 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 電壓波動與閃爍（Voltage fluctuations and flicker）,33,傳導(dǎo)騷擾,,測試框圖,,,,,,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--- 隔離試驗電路與供電電源上的無用射頻信號--- 將騷擾電壓耦合到測量接收機

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 特點--- 測量對象的微弱的連續(xù)波信號及幅值很強的脈沖信號 --- 噪聲極小，靈敏度很高，檢波器的動態(tài)范圍大--- 輸入阻抗低（50歐姆） --- 前級電路的過載能力強 --- 多種檢波功能有峰值，準峰值，平均值和有效值等檢波功能 ---自動測試功能的測量接收機，采用微處

13、理機進行控制 --- 可以通過接口與計算機配合，由計算機實行管理，還可經(jīng)由打印機和繪圖儀輸出測試結(jié)果,37,傳導(dǎo)騷擾,GB4343.1:2009對洗衣機的傳導(dǎo)騷擾限值規(guī)定,38,功率騷擾,測試框圖,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,測試原理,Receiver 接收機試品置于絕緣試驗臺上，試驗臺與導(dǎo)電地面的高 度不小于0.4m，離墻面距離不小于0.4m。試驗臺上有

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，以便尋找最低點。為抑制電網(wǎng)中騷擾的入侵，避免影響測試結(jié)果，通常還要求在電網(wǎng)一側(cè)加一個由鐵氧體環(huán)組成的輔助吸收鉗（即鐵氧體濾波器）,42,根據(jù)輻射理論，當電源線長度達到輻射頻率波長的一半時，就有可能出現(xiàn)最大輻射情況。對于30~300MHz測試頻率范圍來

15、說，相應(yīng)的波長應(yīng)該為10~1 m。因此電源線的長度應(yīng)該至少應(yīng)該有5m?？紤]到吸收鉗的長度，以及輔助吸收鉗的長度，電源線更應(yīng)該增至7m左右。因此做吸收鉗測試法測試樣品輻射的實驗室應(yīng)該為一間狹長的屏蔽室，其長度要達到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，按照標準要求，在電源線的兩側(cè)還要留出0.4m以上的空間）,功率騷擾,測試原理,43,功率騷擾,GB4343.1:2009對洗衣機的傳導(dǎo)騷擾限值規(guī)定如下：,44

16、,諧波電流,測試原理 EUT通常包含非線性元器件，如二極管，三極管等，為非線性負載 根據(jù)I=U/R(U為標準正弦波），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數(shù)展開，表示為對直流成分（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，特別是當線路阻抗含有電抗成分時，電壓畸變將加劇。畸變了的供電電壓將可能是對諧波敏感的設(shè)備產(chǎn)

17、生誤動作，諧波電壓將直接影響電視的圖像質(zhì)。 2）過零噪聲有不少設(shè)備要求在電源電壓過零時接通設(shè)備，以便不產(chǎn)生瞬變過電壓，從而減小電磁干擾和對半導(dǎo)體器件的沖擊。當線路上含有高次諧波或瞬變過電壓時，使電壓過零處的變化率很高，甚至在半個周波了里出現(xiàn)多個過零點，從而導(dǎo)致過零設(shè)備的誤動作。3）中線過熱 在三相星型接法的電路中，沒相間的相位差為120°，當三項平衡時，中線的合成電流為零，即中線無電流通過。即使三相不平衡時間，也只有少

18、許不平衡電流進入中線。因此中線的安裝截面通常比相線減小一半。但當線路中含有諧波電流時，特別是三次諧波的奇數(shù)倍諧波電流時，它們在中線上卻是相加的。中線的過電流會造成中線過熱和中線壓降的增加。4）對變壓器和感應(yīng)電動機的影響諧波電流要在變壓器的繞組和鐵芯上產(chǎn)生損耗。對感應(yīng)電動機來說，除了增大電動機的損耗外，諧波還會使感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化。諧波次數(shù)/相序為：1/+；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，使轉(zhuǎn)矩加大，-序產(chǎn)生負向旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)小。+序和-序分量的共同作用可使電機產(chǎn)生振動而降低電動機的使用壽命，為此必要時應(yīng)降低電動機的額定功率來保證電動機的使用壽命。5）斷路器的誤動作剩余電流短路器是根據(jù)測量相線和中線的電流之和來動作的，如果電流之和大于額定限值，斷路器就將切斷電源。當有諧波出現(xiàn)時，漏電斷路器就不能準確檢測到高頻 分量之和，從而造成誤動作（通常是實

20、際值比測量值大，結(jié)果是斷路器哦該動作時不動作）6）使校正功率因數(shù)的電容器過載校正功率因數(shù)電容器是用產(chǎn)生相位超前的電流來抵消感應(yīng)電動機等感性負載所產(chǎn)生的相位滯后的電流的。由于電容器對諧波電流呈現(xiàn)比較低阻抗，使諧波電流有增加趨勢，導(dǎo)致電容器過載。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次以上諧波時將使集膚效應(yīng)趨于顯著，產(chǎn)生附加損耗而過熱。必要時應(yīng)采用多芯電纜來克服這個問題,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,試驗條件 應(yīng)在用戶操作控制下或者自動程序設(shè)定在正常工作狀態(tài)下，預(yù)計產(chǎn)生最 大總諧波電流（THC）的模式典型產(chǎn)品的試驗條件見GB17625.1的附錄C洗衣機的試驗條件---- 洗衣機應(yīng)在一個完整的洗衣程序中進行試驗，即裝入尺寸為70cmX70cm,干重140g/m2~175g/m2雙縫邊預(yù)洗棉布的額定負荷的標準洗滌周期---- 注水的水溫應(yīng)是：

22、---- 無加熱元件的洗衣機為65℃± 5℃---- 其他類型洗衣機為15℃± 5℃---- 帶有程序器的洗衣機應(yīng)采用無預(yù)洗的60 ℃棉布洗滌程序---- 假如-洗衣機不帶程序控制器，則在第一個洗滌周期開始前，盡管已達到穩(wěn)定條件，水還要加熱到90℃± 5℃,諧波電流,試驗條件,52,電壓波動與閃爍,定義,53,電壓波動與閃爍-限值,54,試驗條件,電壓波動與閃爍,55,EMC整改,,,對于洗衣機而言

23、， 傳導(dǎo)騷擾源主要來自以下方面： 控制器電路板和馬達。控制器電路板通常由開關(guān)電源供電，這個一個嚴重的騷擾源。 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。馬達的控制電路板加強濾波，馬達外殼金屬對地接Y電容。功率騷擾不過，主要問題來自于馬達。通常對馬達進行共模騷擾抑制，如馬達點擊分別對地加Y電容，會取得不錯的效果 諧波電流，通常增加PFC電路可有 效降低諧波電流值。 整改實例見實際測試操作,