电磁兼容-EMC

標書中的電磁兼容EMC

1.EMC概念

電磁兼容(EMC; Electromagnetic Compatibility) 是指設備或系統在其電磁環境下能夠正常工作,並且不對環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力. 簡單來說, 電磁兼容包括二個方面; 電磁騷擾EMI和電磁敏感EMS 電磁騷擾(EMD; Electromagnetic Disturbance)又稱為電磁干擾(EMI; Electromagnetic Interference) 是電氣設備在運行中向外發出的電磁雜訊等騷擾, 引起在場的其他電氣產品或系統,性能下降,損害. 例如; 我們在乘坐飛機時, 需要將手機關機, 就是防止手機發出的電磁波騷擾飛機的電氣控制裝置.

電磁敏感性(EMS; Electromagnetic Susceptibility)又稱為抗擾性( immunity ) 就是指電氣產品抵抗電磁騷擾的能力, 或者,也可以認為電氣產品對電磁騷擾不敏感的程度. 越是不敏感, 抗擾性就越強.

在同一場合, 有二台電氣產品, 當二台產品通電運行時均能正常運行, 互不影響. 我們就說這二台電氣產品電磁相互相容→即相互相容了對方的存在. 這就是電磁相容名字的含義. 反之, 當第一台產品在正常運行時, 第二台產品開啟運行, 導致第一台產品的運行受到影響, 甚至不能運行, , 則稱這二台產品電磁不相容.

不相容的狀況有二種可能性, 一種是第二台產品發出的電磁騷擾波太強, 另一種是第一台產品抗擾性能力太弱. 太敏感了.

然而, 在我們生活的環境中, 不只是電氣,電子產品會產生電磁騷擾波, 成為電磁騷擾的源頭, 客觀環境中, 產生電磁騷擾波的源頭到處可見, 大致可分為自然騷擾源和人為騷擾源二種;

自然騷擾源主要包括; 閃電的衝擊電流及其引出的感應衝擊電流. 太陽和孙宙射線的干擾

人為騷擾源主要包括; 靜電放電, 核電磁脈衝, 各種電子電器設施, 汽車點火系統, 輸電電網, 等等, 人為的騷擾源幾乎到處存在. 舉一個簡單例子; 當你在關掉一個電燈時, 因開關內簧片脫離瞬間時產生火花, 這火花就會產生一個廣譜的輻射騷擾波, 以致於使你的開著的收音機會產生” 卡答”一聲., 也就是說開關在關斷過程中產生的火花騷擾了收音機的正常運行.

電磁騷擾源產生的騷擾信號有三個傳播途徑; 輻射, 傳導, 感應偶合.

為了使各種電氣,電子產品都能達到電磁相容的要求, 從IEC(國際電工委員會), CISPR(國際無線電干擾標準化組織), CENELEC(歐洲聯盟),FCC(美國聯邦通信委員會)等機構先後制定了一系列的EMC標準.. 中國國家技術監督局按照IEC, CISPR等的主要EMC標準, 出版了相應的等同標準. 這些標準針對電氣電子產品的電磁騷擾和電磁敏感二個方面制定了十多個檢測項目, 如下所示;

電磁騷擾方面;

序號檢測項目縮寫IEC,CISPR標準國家標準1傳導騷擾CE CISPR 22 GB 9254

2輻射騷擾RE CISPR 22 GB 9254

3諧波電流Harmonic IEC61000-3-2 GB/T17625.1 4電壓起伏與閃爍Flash IEC61000-3-3 GB/T17625.2 電磁敏感方面

序號檢測項目縮寫IEC標準國家標準5靜電放電抗擾度ESD IEC61000-4-2 GB/T17626.2 6射頻電磁場輻射抗擾度RS IEC61000-4-3 GB/T17626.3 7電快速瞬變脈衝群抗擾度EFT IEC61000-4-4 GB/T17626.4 8浪湧抗擾度Surge IEC61000-4-5 GB/T17626.5 9射頻場感應傳導騷擾抗擾度CS IEC61000-4-6 GB/T17626.6 10電壓暫降,短時中斷,電壓變化抗擾度VDI IEC61000-4-11 GB/T17626.11

以上的檢測專案也是YD/T 983 《通信電源設備電磁相容性限值及測量方法》標準中提出的通信電源檢測項目, 其中像傳導騷擾, 輻射騷擾, 諧波電流等項目是

客戶最重視的技術指標, 往往會在客戶的標書中呈現.

2.電源產品的EMC檢測

EMC的10個檢測項目分為電磁騷擾和電磁敏感二類; 在客戶所提出的標書中, 傳導騷擾, 輻射騷擾, 這二個電磁騷擾的檢測項目是標書經常提到的技術指標,. 也往往代表了標書對產品在EMC方面的要求. 現將傳導騷擾, 輻射騷擾檢

測項目介紹如下;

1.傳導騷擾

電子電氣產品是通過輸入,輸出導線, 控制信號線和空間輻射的途徑向外發散電磁騷擾波的. 傳導騷擾檢測就是對電子電器產品的輸入導線, 輸出導線, 控制信號線上發散的電磁騷擾波進行測量. 在對通信電源產品的檢測中, 多數僅對電源的輸入線進行傳導騷擾的測試. 下圖就是MCS1800-A系統交流輸入線的傳導騷擾測試紀錄, 其中紫羅蘭色的曲線是測量到的傳導騷擾波的平均值(A V), 青綠色曲線是傳導騷擾波的準峰值(QP), 紅色的水平線是標準A級要求的準峰限值, 蘭紅色的水平線是標準B級要求的準峰限值, 圖中的準峰值沒有超過B級限值, 因此, 我們可以說MCS1800-A系統的傳導騷擾達到了B級水準.(CLASS B).

-100

10

20

30

40

50

60

70

80

L e v e l [d B 礦]

150k 300k 500k 1M 2M 3M 4M 6M

10M 30M F r e q u e n c y [H z ]+

+x x x x M E S C 40429C I M 03N _f i n Q P + +M E S C 40429C I M 03N _f i n A V M E S C 40429C I M 03N _p r e P K M E S C 40429C I M 03N _p r e A V L I M E N 55022 V Q P A V o l t a g e Q P L i m i t L I M E N 55022 V A V A V o l t a g e Q P L i m i t

2. 輻射騷擾

輻射騷擾就是對電子電氣產品向空間輻射電磁騷擾波的測量, 由於在

自然空間存在大量的電磁波, 因此,輻射測量必須在屏閉室內進行, 同時,測

試要求被測產品應是處在一個五個方面是無限的空間 也就是說, 五個面對

電磁波是不能反射的. 這種屏閉室有3m, (5m), 10m, 30m 四種規格,稱為3米

法室,… 所謂的3m 或10m 就是被測物與測量天線之間的距離是3m 或10m,

標準的輻射騷擾檢測應在10米法室中進行, 由於10米法室建造費用昂貴

(約數千萬元), 所以, 測量的費用也很貴.本期附件就是10米法室在對別克

橋車做輻射騷擾測量的照片. 供各位參閱.

輻射騷擾測量的過程是; 被測物放置在測試平臺上, 測量頻率為

30MHz-1GHz, 平臺做360° 的旋轉, 天線做1-4m 的上下運動, 將水平, 垂直

測量到的各頻率的最大準峰量值紀錄成曲線, 如下圖所示; 此為

MCS1800-A 系統某次測試的紀錄, 其中藍色水平線是A 級限值, 紅色水

平線是B 級限值. 可以看到系統是通過A 級(Class A). 但還需要在

30-50MHz 頻段做進一步改善