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嘉峪检测网 2024-09-03 20:17
“电磁兼容性(EMC)”主要分为两种,一种是设备本身的电磁噪声对其他设备或人体带来的影响(电磁干扰,EMI:Electromagnetic Interference, Emission),另一种是设备是否会因来自外部的电磁干扰而发生误动作(电磁敏感性EMS:Electromagnetic Susceptibility, Immunity),之所称为“电磁兼容性”,是由于为了避免发生故障,这两方面都要兼顾。
以文字的形式写成“定义”是这样的,理解起来有点难是吧。下面我将浅显易懂地、直观地解释一下。我将以大家熟悉的半导体集成电路(LSI、IC)为主角进行解说。
首先是电磁干扰(EMI或电磁发射)。如今,已经开发出并且在售的LSI和IC种类繁多。为了便于说明,大致分类如下:
①老式三端电源(7805和7905等)和低饱和电源(LDO)等直流电源相关产品。这些产品要处理的信号是直流(DC)的。
②差分运算放大器(运算放大器)、电压比较器(比较器)、语音信号处理等相关的产品。要处理的信号是基于正弦波的模拟信号和线性信号。
③微控制器、存储器、逻辑等相关的产品。要处理的信号是数字信号。
④最近常用的开关电源和电荷泵电源等电源相关的产品;LED驱动器、LCD驱动器等显示相关的产品;PWM电机驱动器等驱动相关的产品。这些LSI和IC是涉及到开关技术的产品。
其中①和②不产生电磁干扰(EMI),③和④产生电磁干扰(EMI)。可以简单的理解为模拟LSI和线性LSI不会产生电磁噪声,而数字LSI和开关LSI会产生电磁噪声,这样说可能更直观更易懂。
由于直流电压本身没有基波和谐波分量,正弦波中的高次谐波分量(基波的N倍频分量)很少,因此不易产生电磁噪声。而数字LSI和开关LSI是处理矩形波(脉冲波)的产品,因此会产生比如在1GHz(千兆赫兹)左右的高次谐波分量(主要是奇次谐波)。这就是“电磁干扰 (EMI)”的本来面目。换句话说,数字LSI和开关LSI所进行的电路工作会产生电磁干扰(EMI)。当然,其优点是通过数字工作可实现高速、大规模的运算处理,通过低功耗工作可延长电池驱动时间。这些产品之所以能够在世界范围内被广泛使用,因为它们的优点大于缺点。
其次,电磁敏感性(EMS或电磁抗扰度)是半导体集成电路(LSI、IC)对电磁噪声的抵抗能力,要求其足够强以防止误动作。可以从两个角度来看电磁敏感性(EMS)。
首先是从电压轴的角度来思考。制造工艺越来越微细,电源电压越来越低,这也就越来越容易导致误动作。很久以前,5V逻辑IC是主流产品,但现在电源电压为0.9V的产品并不少见。例如,在逻辑IC中,内部阈值电压(IC内部区分H电平和L电平的电压)已从2V降低到0.4V。5V逻辑IC受1V外部电磁噪声的影响是不会产生误动作的,而0.9V逻辑IC则很容易产生误动作。尽管如此,仍然使用0.9V逻辑IC是因为其具有低功耗设计所需的优点。
然后是从频率轴的角度来思考。半导体集成电路(LSI、IC)不能以其单体的形式单独工作,需要安装在印刷电路板(PCB)上组成电路后执行工作。在印刷电路板(PCB)上,包括LSI内部在内,存在很多与布线相关的寄生分量。简单的有寄生电阻R(布线电阻)、寄生电容C(杂散电容)、寄生电感L(直流电感)等。经常听到的比较有代表性的有ESR(Equivalent Series Resistance:等效串联电阻)和ESL(Equivalent Series Inductance:效串联电感)。而寄生分量中最麻烦的是电容分量和电感分量。这是因为存在于LSI内部和整个印刷电路板(PCB)的寄生电容C和寄生电感L会引发谐振现象。LC串联谐振和并联谐振可以发生在从低频到高频的各种频率上。在这些谐振频率上,阻抗会变为零或无穷大,从而形成容易发生误动作的频率。这也是需要很强的电磁敏感性(电磁抗扰度)的原因之一。之所以说是“之一”,是因为还有很多其他原因,比如容易误动作的电路结构和电路板底片等。一般说来,相比电磁干扰(EMI)对策,针对电磁敏感性(EMS)的对策更难,原因是电磁敏感性(EMS)涉及到诸多因素,而要判明其中的哪一个因素是起主要作用的,就需要时间和技巧了。
一、电磁兼容EMC常用的主要检测项目如下
(1)电源端子及其他端子骚扰电压/电流。
(2)辐射骚扰场强及骚扰功率。
(3)静电放电抗扰度。
(4)射频电磁场抗扰度。
(5)电快速瞬变脉冲群抗扰度。
(6)浪涌(冲击)抗扰度。
(7)由射频场感应的传导抗扰度。
(8)磁场(含工频磁场和脉冲磁场)抗扰度。
(9)电源电压跌落、瞬时中断及电压变化抗扰度。
(10)谐波电流发射。
(11)电压闪烁和波动。
(12)脉冲磁场抗扰度;
(13)阻尼振荡磁场抗扰度;
(14)振铃波抗扰度;
(15)振荡波抗扰度;
(16)谐波电流试验;
(17)电压闪烁试验;
(18)交流电源端口谐波抗扰度;
(19)工频频率变化试验等。
二、电磁兼容EMC检测标准
1、基础试验标准-GB/T17625系列
√ GB17625.1-2012电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流s 16A);
√ GB17625.2-2007电磁兼容限值对每相额定电流s16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制;
√ GBT17625.7-2013电磁兼容限值对额定电流s75A且有条件接入的设备在公用低压供电;
√ GBT17625.8-2015电磁兼容限值每相输入电流大于1 6A小于等于75A连接到公用低压系统的设备产生的谐波电流限值;
√ GBT17625.9-2016电磁兼容限值低压电气设施上的信号传输发射电平、频段和电磁骚扰电平;
√ GBZ17625.3-2000电磁兼容限值对额定电流大于1 6A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制;
√ GBZ17625.6-2003电磁兼容限值对额定电流大于1 6A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制;
√ GBZ17625.13-2020电磁兼容限值接入中压、压、超高压电力系统的不平衡设施发射限值的评估;
√ GBZ17625.14-2017电磁兼容限值骚扰装置接入低压电力系统的谐波、间谐波、电压波动和不平衡的发射限值评估;
√ GBZ17625.15-2017电磁兼容限值低压电网中分布式发电系统低频电磁抗扰度和发射要求的评估。
2、基础试验标准—GB/T17626系列
√ GBT 17626.1-2006电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论;
√ GBT 17626.2-2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验;
√ GBT 17626.3-2023电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验;
√ GBT 17626.4-2018电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验;
√ GBT 17626.5-2019电磁兼容试验和测量技术浪涌(中击)抗扰度试验;
√ GBT 17626.6-2017电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度;
√ GBT 17626.7-2017电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、间谐波的测量和测量仪器导则;
√ GBT 17626.8-2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验;
√ GBT 17626.9-2011电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验;
√ GBT 17626.10-2017电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验;
√ GBT 17626.11-2008电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验;
√ GBT 17626.12-2013电磁兼容试验和测量技术振铃波抗扰度试验;
√ GBT 17626.13-2006电磁兼容试验和测量技术交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的低频抗扰度试验;
√ GBT 17626.14-2005电磁兼容试验和测量技术电压波动抗扰度试验;
√ GBT 17626.15-2011电磁兼容试验和测量技术闪烁仪功能和设计规范;
√ GBT 17626.16-2007电磁兼容试验和测量技术0Hz ~ 150kHz共模传导骚扰抗扰度试验;
√ GBT 17626.17-2005电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端[纹波抗扰度试验;
√ GBT 17626.18-2016电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡波抗扰度试验;
√ GBT 17626.20-2014电磁兼容试验和测量技术横电磁波(TEM) 波导中的发射和抗扰度试验;
√ GBT 17626.21-2014电磁兼容试验和测量技术混波室试验方法;
√ GBT 17626.22-2017电磁兼容试验和测量技术全电波暗室中的辐射发射和抗扰度测量;
√ GBT 17626.24-2012电磁兼容试验和测量技术HEMP传导骚扰保护装置的试验方法;
√ GBT 17626.27-2006电磁兼容试验和测量技术3相电压不平衡抗扰度试验;
√ GBT 17626.28-2006电磁兼容试验和测量技术I频频率变化抗扰度试验;
√ GBT 17626.29-2006电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验;
√ GBT 17626.30-2012电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法;
√ GBT 17626.31-2021电磁兼容试验和测量技术第31部分:交流电源端口宽带传导骚扰抗扰度试验;
√ GBT 17626.34-2012电磁兼容试验和测量技术主电源每相电流大于16A的设备的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验。
3、家用和电动工具
√ GB 4343.1-2018家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分:发射;
√ GBT 4343.2-2020家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第2部分:抗扰度。
4、医疗工业类
√ GB 4824-2019工业、科学和医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法;
√ GBT 18268.1-2010测量、控制和实验室 用的电设备电磁兼容性要求第1部分:通用要求;
√ GBT 18268.21-2010测量、控制和实验室 用的电设备电磁兼容性要求第21部分:特殊要求无电磁兼容防护场合用敏感性试验和测量设备的试验配置、工作条件和性能判据;
√ GBT 18268.22-2010测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第22部分:特殊要求低压配电系统用便携式试验、测量和监控设备的试验配置、工作条件和性能判据;
√ GBT 18268.23-2010测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第23部分:特殊要求带集成或远程信号调理变送器的试验配置、工作条件和性能判据;
√ GBT 18268.24 -2010测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第24部分:特殊要求符合IEC 61557-8的绝缘监控装置和符合IEC 61557-9的绝缘故障定位设备的试验配置、工作条件和性能判据;
√ GBT 18268.25-2010测量、控制和实验室 用的电设备电磁兼容性要求第25部分:特殊要求接C符合IEC 61784-1,CP 3 2的现场装置的试验配置、工作条件和性能判据;
√ GBT 18268.26-2010测量、控制和实验室 用的电设备电磁兼容性要求第26部分:特殊要求体外诊断(VD)医疗设备;
√ EN 55011:2016+A1:2017 工业、科学和医疗(ISM)射频设备 骚扰特性 限值和测量方法
√ GBT 38326-2019工业、科学和医疗机器人电磁兼容抗扰度试验;
√ GBT 38336-2019工业、科学和医疗机器人电磁兼容发射测试方法和限值;
√ CISPR 11:2016工业、科学和医疗设备 射频骚扰特性 限值和测量方法;
√ EN 55011:2016+A1:2017 工业、科学和医疗(ISM)射频设备 骚扰特性 限值和测量方法
√ YY 9706.102-2021医用电e设备第1-2部分:基本安全和基本性能的通用要求并列标准电磁兼容要求和试验。
5、风险评估
√ GBZ 37150-2018电磁兼容可靠性风险评估导则;
√ GBT 38659.1-2020电磁兼容风险评估第1部分:电子电气设备;
√ GBT 38659.2-2021电磁兼容风险评估第2部分:电子电气系统。
6、轨道交通
√ GBT 24338.1-2018轨道交通电磁兼容第1部分:总则;
√ GBT 24338.2-2018轨道交通电磁兼容第2部分:整个轨道系统对外界的发射;
√ GBT 24338.3-2018轨道交通电磁兼容第3-1部分:机车车辆列车和整车;
√ GBT 24338.4-2018轨道交通电磁兼容第3-2部分:机车车辆设备;
√ GBT 24338.5-2018轨道交通电磁兼容第4部分:信号和通信设备的发射与抗扰度;
√ GBT 24338.6-2018轨道交通电磁兼容第5部分:地面供电设备和系统的发射与抗扰度;
√ GB/T 25119-2021 轨道交通 机车车辆电子装置;
√ EN 50155:2021轨道交通 机车车辆电子装置 ;
√ EN 50121-4:2016轨道交通 电磁兼容 第 4 部分:信号和通信设备的发射与抗扰度;
√ IEC 62236-5:2008 轨道交通 电磁兼容 第 5 部分:地面供电装置和设备的发射与抗扰度;
√ EN 50121-5:2017轨道交通 电磁兼容 第 5 部分:地面供电设备和系统的发射与抗扰度;
√ IEC 60571:2012轨道交通 机车车辆电子装置;
√ TB/T 1528.2-2018铁路信号电源系统设备 第 2 部分:铁路信号电源屏试验方法 ;
√ IEC 62236-4:2008 轨道交通 电磁兼容 第 4 部分:信号和通信设备的发射与抗扰度;
√ TB/T 3537-2018 铁路车站计算机联锁测试规范;
√ TB/T 3027-2015 铁路车站计算机联锁技术条件;
√ EN50125-3:2003轨道交通 设备环境条件 第 3 部分:信号和通信设备;
√ TB/T 3074-2003 铁道信号设备雷电 电磁脉冲防护技术条件;
7、可编程序控制器
√ GB/T15969.2-2008 可编程序控制器 第 2 部分:设备要求和测试;
√ IEC61131-2:2007可编程序控制器 第 2 部分:设备要求和测试 ;
8、计算机服务器
√ 计算机通用规范 第 1 部分:台式微型计算机 GB/T9813.1-2016 4
√ 计算机通用规范 第 2 部分:便携式微型计算机GB/T 9813.2-2016
√ 计算机通用规范 第 3 部分:服务器 GB/T 9813.3-2017
√ 计算机通用规范 第 4 部分:工业应用微型计算机 GB/T9813.4-2017
9、光伏产品
√ NB/T 32004-2018 光伏并网逆变器技术规范 ;
√ GB/T 37408-2019 光伏发电并网逆变器技术要求;
√ GB/T 34933-2017 光伏发电站汇流箱检测技术规程;
√ NB/T 31004-2011 风力发电机组振动状态监测导则 。
10、信息技术设备
√ GB/T 17618-2015信息技术设备 抗扰度 限值和测量方法;
√ EN 55035:2017多媒体设备的电磁兼容试验:抗扰度;
√ CISPR 24:2010信息技术设备 抗扰度 限值和测量方法;
√ GB/T 9254.2-2021信息技术设备、多媒体设备和接收机 电磁兼容 第 2 部分:抗扰度要求;
√ CISPR 35:2016多媒体设备的电磁兼容 抗扰度要求;
√ GB/T 9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法;
√ GB/T 9254.1-2021信息技术设备、多媒体设备和接收机 电磁兼容 第 1 部分:发射要求;
√ CISPR 32:2015多媒体设备的电磁兼容 发射要求。
11、专用设备
√ GJB 3947A-2009电子测试设备通用规范
√ GJB 322A-1998计算机通用规范
√ GJB151B-2013 设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量
12、量度继电器和保护装置
√ GB/T14598.26-2015 量度继电器和保护装置 第 26 部分:电磁兼容要求 ;
√ GB/T 7261-2016继电保护和安全自动装置基本试验方法;
√ IEC60255-26:2013量度继电器和保护装置 第 26 部分:电磁兼容要求;
√ DL/T 478-2013 继电保护和安全自动装置通用技术条件
13、汽车电气设备
√ GB/T 18655-2018车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法;
√ CISPR 25:2016 车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法;
√ GB/T 33014.2-2016 道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 2 部分:电波暗室法;
√ ISO 11452-2:2019道路车辆 电气部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 2 部分:电波暗室法;
√ GB/T33014.4-2016 道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 4 部分:大电流注入(BCI)法;
√ ISO 11452-4:2020 道路车辆 电气部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 4 部分:线束激励方法;
√ ISO 7637-2:2011 道路车辆 由传导和耦合引起的电瞬态骚扰 第 2 部分:沿电源线的电瞬态传导;
√ GB/T 19951-2019道路车辆 电气/电子部件对静电放电抗扰性的试验方法;
√ ISO10605:2023 道路车辆 静电放电抗扰性的试验方法。
14、远动设备及系统
√ GB/T 15153.1-1998 远动设备及系统 第 2 部分:工作条件 第 1 篇:电源和电磁兼容性;
√ IEC 60870-2-1:1995 远动设备及系统 第 2 部分:工作条件 第 1 篇:电源和电磁兼容性;
√ GB/T 13729-2019 远动终端设备。
来源:Internet