一、EMC概要

EMC，Electromagnetic Compatibility，即電磁兼容，一般定義為：設備或系統在其電磁環

境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。

EMC包括EMI（interference）和EMS（susceptibility） ，即電磁干擾度和電磁抗干擾度。

EMI，電磁干擾度，描述電子或電氣產品對其他產品的電磁輻射干擾程度，是否會影響其周圍環境或同一電氣環境內的其它電子或電氣產品的正常工作；

EMS，電磁抗干擾度，描述電子或電氣產品是否會受其周圍環境或同一電氣環境內其它電子或電氣產品的干擾而影響其自身的正常工作。

為什么要考慮EMC？

1、國內外技術壁壘、強制要求；

2、產品的可靠性。

電磁兼容術語：

發射部分：

1、電磁發射（Electromagnetic Emission）：源向外發射電磁能的現象。

2、發射限值（Emission Limit）：定電磁騷擾源的最大發射電壓。

3、發射裕量（Emission Margin）：電子電氣設備或系統的電磁發射電平與發射限值之間的差值。

電磁信號部分：

1、電磁環境（Electromagnetic Environment）：存在于固定場所的所有電磁現象的總和。

2、電磁噪聲（Electromagnetic Noise）：明顯不傳送信息的時變電磁現象，它可能與有用信號迭加或組合。

3、無用信號（Unwanted signal/Undesired signal）：可能損害有用信號接收的信號。

4、干擾信號（Interfering signal）：損害有用信號接收的信號。

抗干擾部分：

1、電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance）：任何可能引起電子電氣設備或系統性能降低或對生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象。

2、抗擾度（Immunity）：電子電氣設備或系統面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。

3、抗擾度電平（Immunity level）：將某給定的電磁騷擾施加于電子電氣設備或系統而其仍能正常工作并保持所需性能等級時的最大騷擾電平。

4、抗擾度限制（Immunity Limit）：規定的最小抗擾度電平。

5、性能降低（Degradation of Performance）：電子電氣設備或系統的工作性能與正常性能的非期望偏離。

二、EMC認證及其標準

背景：隨著電子電器設備的廣泛使用，電磁干擾對環境的影響日益嚴重，以致實際應用中的各類電器的電磁干擾和相互不兼容時有發生。工業、科學、醫療、信息、機動車輛、電力設備和電氣化鐵道等電工電子設備產生的電磁干擾不僅會擾亂公共安全和通信設備的正常工作，而且對于居民日常的文化生活甚至人身安全都會造成影響和危害。為此，工業發達國家和地區都把對電磁干擾的控制納入國家法制管理和環境保護的范疇。特別是90年代以來，許多國家都相繼頒布了相關法令、管理規范及標準等，并對電工電子設備的生產和市場流通，以及從事有電磁輻射活動的臺站和企業的建立，實行全面管理與監督，尤其是廣泛開展了電磁兼容認證制度，以確保公共安全與公眾利益。

國際上有關標準化組織：

1、國際電工委員會（International Electrotechnical Commission-IEC）

國際電工委員會（IEC）中，從事與電磁兼容標準化工作有關的有第77技術委員會（IEC/TC77），即電磁兼容技術委員會，國際無線電干擾特別委員會（IEC/CISPR），以及大約50多個關心特定產品的電磁兼容方面問題的產品技術委員會和分委員會。負責制定四類電磁兼容出版物和標準：1） 基礎電磁兼容出版物；2） 通用電磁兼容標準；3） 產品類電磁兼容標準；4） 產品電磁兼容標準。

2、國際無線電干擾特別委員會（International Special Committee on Radio Interference -CISPR）

CISPR為國際電工委員會（International Electrotechnical Commission-IEC）的組成部分之一，其位置相當于IEC的技術委員會。CISPR為涉足電磁兼容標準的重要國際組織之一。

現在CISPR的組織結構如圖所示。

3、IEC第77技術委員會（IEC/TC77）

TC 77是目前IEC內與CISPR并列的涉及電磁兼容的組織，1974年9月成立。在80年代，負責工業過程測量與控制的TC 65也涉及電磁兼容的一些基礎標準，并已出版了一些相關標準。

4、歐洲電工標準化委員會（CENELEC）

歐洲電工標準化委員會（European Committee for Electrotechnical Standardization-CENELEC）是歐洲范圍的標準化組織。其中涉及電磁兼容領域的主要是210技術委員會（TC 210） 。

EMC標準體系

基礎標準（Basic Standards）：是其他電磁兼容標準的基礎，一般不涉及具體的產品。它規定了現象、環境特征、試驗和測量方法、試驗儀器和基本試驗裝置，也可以規定不同的試驗電平范圍。

通用標準（Generic Standards）：規定了一系列的標準化試驗方法與要求（限值），并給出這些方法要求適用于什么環境。即通用標準是對使用在給定環境中所有產品的最低要求。如果某種產品沒有產品類標準或產品標準，也可以使用通用標準。

產品類標準（Product-Family Standards）：針對某類產品規定了特殊的電磁兼容要求（發射或抗擾度）以及詳細的測量程序。產品類標準不需要像基礎標準那樣規定一般的測試方法。產品類標準比通用標準包含更多的特殊性與詳細的性能規范。其測試與限值必需與通用標準協調，如存在偏離，應說明其必要性與合理性，并可增加測試項目與測試電平。

（專用）產品標準（Dedicated Product Standards）：通常專用的產品EMC標準包含在某種特定產品的一般用途標準之中，而不形成單獨的EMC標準。對于電磁發射，當一個產品包含于某一產品類中時，很少需要考慮專用的產品EMC標準。只有在極特殊的情況下，TC210在其協調作用范圍內考慮提出某些改變。當決定產品的抗擾度時，可能因其特殊的功能而需要考慮其抗擾度要求，為此專用的產品標準或相應的條款應給出清楚的性能準則。

我國電磁兼容標準化工作的組織機構圖

我國的標準化工作正在積極與國際接軌，包括標準接軌、規范程序協調、承擔國際義務和國際互認。近些年我國制訂或修訂的電磁兼容標準一般都等同或等效于IEC/CISPR標準。現已發布實施的電磁兼容國家標準有三類：字頭為GB的強制性標準，GB/T推薦性標準，GB/Z專業標準。

三、 EMC測試項目

EMI試驗：（參照CISPR22/GB9254）

傳導發射試驗

輻射發射試驗

傳導發射測量設備：

1. EMI接收機（或EMC頻譜分析儀）：測量電子電器設備工作時產生的連續波騷擾或脈沖騷擾等騷擾源的頻譜很寬的電磁騷擾信號。

2. 線性阻抗穩定網絡（LISN）：提供穩定阻抗，提供待測設備產生的電磁信號給接收機，隔離電網電源干擾信號。

3. 瞬態限幅器：消除瞬態高電平信號，保護接收機。

輻射發射測量設備：

1. 半電波暗室（或開闊場）：以電磁波的發射和接收完全是空間直射波與地面反射波在接收點相互疊加的理論為基礎的測試場地，地面是金屬并可產生反射。

2. 寬帶天線：獲取電磁波信號。

3. EMI接收機（或頻譜分析儀）：測量電器設備工作時產生的連續波騷擾或脈沖騷擾等騷擾源的頻譜很寬的電磁騷擾。

4. 信號放大器：對小信號進行放大，分離背景噪聲。

EMS試驗 （IEC61000-系列）

§ 靜電放電抗擾度試驗（-4-2）

§ 射頻電磁場輻射抗擾度試驗（-4-3）

§ 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗（-4-4）

§ 雷擊浪涌抗擾度試驗（-4-5）

§ 射頻場傳導抗擾度試驗（-4-6）

§ 諧波閃爍試驗（-3-2，-3-3，-4-7）

§ 工頻磁場抗擾度試驗（-4-8）

§ 脈沖磁場抗擾度試驗 （-4-9）

§ 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗 （-4-10）

§ 電壓瞬時跌落，短時中斷和電壓漸變的抗擾度試驗（-4-11）

靜電放電抗擾度試驗

1、現象

v 靜電是由于材料表面上的電子不平衡所引起的電荷積累。

v 靜電放電是不同電位的物體之間的電荷轉移。

v 靜電放電通常是由于兩種不同材料的接觸和分離而產生的。

2、人體放電

通過金屬工具放電

3、家具放電

兩個物體之間放電：上升時間5-10ns；反復振蕩

4、電磁兼容模型

干擾源

人體直接放電或通過物體放電

物體之間放電

耦合途徑

火花放電

在地線電纜上的感應電流（di/dt ）

電容耦合（du/dt ），對未接地金屬部件進行放電。

磁場輻射

5、符合 IEC 61000-4-2的測試模擬器

模擬器電壓高壓30KV

空氣放電

接觸放電

放電模塊

符合不同標準的應用

6、測試脈沖 ：校驗靜電放電脈沖

7、校準：校驗靜電放電脈沖波形

8、安全事項：一般對人沒有危險，但對戴心臟起搏器的人是危險的。

9、靜電放電測試程序：

從最低等級開始測試；

1次放電/秒；

最少10次放電；

測試等級：

等級 空氣放電AD 接觸放電CD

1 2KV 2KV

2 4KV 4KV

3 8KV 6KV

4 15KV 8KV

射頻電磁場輻射抗擾度試驗

試驗目的：評定電子設備或系統受到電磁輻射騷擾時的性能

試驗設備：

1、全電波暗室：模擬自由空間，電磁波無反射的試驗場地，地面是吸波材料，無反射產生。

2、功率放大器：放大信號達到試驗要求的場強。

3、信號發生器：產生試驗信號。

4、天線：發射試驗信號。

5、配套計算機及軟件：控制信號發生器輸出信號頻率，電平和時間等。

試驗的實施：

1、用1kHz的正弦波對信號進行80%的幅度調制后，在80-100MHz頻率范圍內進行掃頻測量，掃描步長為前一頻率的1%，這一部分都通過計算機及軟件控制實現。

2、每一頻點上掃描停留時間不應短于受試設備操作和反應所需的時間，一般設為一秒鐘，如果對產品有特別要求，可以延長停留時間。

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

試驗目的：評估電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到重復的快速舜變脈沖群干擾時的性能，驗證電子設備對來自操作暫態過程（如開斷感性復合、繼電器觸頭彈跳等）中的各種類型瞬變擾動的抗擾性。

試驗設備：

1、瞬變脈沖群發生器：產生試驗要求的瞬變信號。

2、耦合去耦網絡：耦合瞬變信號到待測設備的電源端口，阻抗瞬變信號到電源輸入端。

3、容性耦合嵌：耦合瞬變信號到待測設備的信號端口。

試驗的實施：

對交/直流電源端口的試驗一般采用耦合、去耦網絡。如不能使用耦合/去耦網絡是，可以使用容性耦合夾。試驗電壓應該通過耦合/去耦網絡施加到保護地上對I/0端口及通信端口的試驗，采用容性耦合夾。

雷擊浪涌抗擾度試驗

試驗目的：評估被測設備遭受電力線路和互聯線路上大能量騷擾的性能。此試驗一般用來模擬被測設備在不同環境下遇到的間接雷擊，或開關切換過程中所造成的電壓和電流浪涌。

試驗設備：

1、雷擊浪涌信號發生器：產生試驗要求的雷擊信號。

2、耦合去耦網絡：耦合試驗要求信號到待測設備的電源端口或信號端口，阻抗雷擊浪涌到電源輸入端或輔助設備。

3、試驗的實施：

1）選擇與被試端口相應的耦合網絡。電源端口、無屏蔽通信線路端口、無屏蔽互聯線路端口都有相應不同的耦合網絡。

2）在端口上，正負極性的干擾至少要各加5次，每次間隔一分鐘。

3）浪涌沖擊必須施加到線-線和線-地，進行線-地實驗時。

射頻場傳導抗擾度試驗

試驗目的：評估電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到射頻電磁場感應的傳導騷擾信號干擾時的性能。

試驗設備：

1、信號發生器：產生試驗信號

2、耦合去耦網絡（CDN）

3、衰減器：避免信號反射，保護放大器

4、電磁鉗：耦合試驗信號到待測設備的信號線端口

試驗的實施：

1、在試驗過程中，EUT放置在高于地參考面0.1m的絕緣支架上，應對EUT的每一個端口進行測試。

2、用1kHz的正弦波對信號進行80%的幅度調制后，在0.14-80MHz頻率范圍內進行掃頻測量，掃描步長為前一頻率的1%，這一部分都通過計算機及軟件控制實現。

3、每一頻點上掃描停留時間不應短于受試操作和反應所需的時間，一般設為一秒鐘，如果對產品有特別要求，可以延長停留時間。

電壓瞬時跌落，短時中斷和電壓漸變的抗擾度試驗

試驗目的：模擬由于供電電網、變電設備發生故障或負荷突然發生大的變動或負荷連續變化引起的電網電壓瞬時跌落和短時中斷，測試待測設備對上述情況的抗擾性。

試驗設備：

試驗信號發生器：產生試驗要求的信號。

試驗的實施：

1、電壓暫降和短時中斷

EUT試驗等級和持續時間按標準或產品技術條件要求進行選定，經過組合后按交次序排列并依次進行試驗。每種組合狀態的試驗次數規定為3秒，二次試驗之間的間隔為10秒，實驗時電源電壓突變發生的電壓過零處和產品技術條件規定的關鍵相位處。對于三相電源供電設備，一般逐相進行試驗。

2、 電壓變化

對EUT進行的每一種規定的電壓變化，都必須進行三次試驗，沒兩次試驗之間的間隔為10秒。