EMC 培訓(xùn)教材(測(cè)試方法).ppt

EMC測(cè)試技術(shù)教材 EMC介紹 EMC Electromagneticcompatibility 電磁兼容性EMC定義 在同一電磁環(huán)境中 設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響其正常工作 同時(shí)也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾EMC的三要素 缺任何一個(gè)都?jí)虿怀蒃MC問題 干擾源 敏感設(shè)備 耦合途徑 縮略語 EMC ElectromagneticCompatibility EMI ElectromagneticInterference EMS ElectromagneticSusceptibility OATS OpenAreaTestSite CISPR COMITEINTERNATIONALSPECIALDESPERTURBATIONSRADIOELECTRIQUES INTERNATIONALSPECIALCOMMITTEEONRADIOINTERFERENCE IEC InternationalElectrotechnicalCommission CENELEC EuropeanCommitteeforElectrotechnicalStandardization EUT EquipmentUnderTest EMC測(cè)試項(xiàng)目 各測(cè)試項(xiàng)介紹 EMSESD Electrostaticdischarge靜電放電抗擾度 IEC61000 4 2RS Radiatedsusceptibility輻射抗擾度 IEC61000 4 3EFT B Electricalfasttransientburst電快速瞬變脈沖群抗擾度 IEC61000 4 4SURGE 浪涌抗擾度 IEC61000 4 5CS Conductedsusceptibility傳導(dǎo)騷擾抗擾度 IEC61000 4 6PMS Power frequencymagneticsusceptibility工頻磁場(chǎng)抗擾度 IEC61000 4 8DIP interruptions IEC61000 4 11Powerlinesinduction電力線感應(yīng) ITU TK 20Powerlinescontact電力線碰觸 ITU TK 20 EMC測(cè)試項(xiàng)目 各測(cè)試項(xiàng)介紹 EMIRE Radiatedemission輻射發(fā)射 CISPR22 FCCPART15CE Conductedemission傳導(dǎo)發(fā)射 CISPR22 FCCPART15Harmonics 交流電源諧波 IEC61000 3 2Flicker 交流電源閃爍IEC61000 3 3 ESD Electrostaticdischarge ESD 靜電放電 考察設(shè)備在接收外界靜電源 如帶電人體 帶電設(shè)備等 所產(chǎn)生的直接放電或靜電場(chǎng)干擾時(shí)的抵抗能力 靜電波形及參數(shù)Tr約為0 7至1ns 因上升時(shí)間非常短 根據(jù)傅利葉變換 其產(chǎn)生干擾的頻率可以延伸至500MHz 靜電放電抗擾度ESD Electrostaticdischarge 模擬操作人員或物體在接觸設(shè)備時(shí)的放電以及人或物體對(duì)鄰近物體的放電 ESD 試驗(yàn)介紹 靜電放電試驗(yàn)包含兩個(gè)部分 直接放電和間接放電直接放電 又包含接觸放電和空氣放電接觸放電主要針對(duì)設(shè)備表面的金屬裸露部分進(jìn)行 空氣放電主要針對(duì)設(shè)備表面覆蓋有絕緣物質(zhì)的地方進(jìn)行 入噴有絕緣漆等 直接放電主要模擬人體或其他帶電源直接對(duì)設(shè)備放電的現(xiàn)象 間接放電 只包含接觸放電對(duì)水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行放電 耦合板距離設(shè)備一定距離 耦合板通過兩個(gè)470k歐姆的電阻接地 所以當(dāng)對(duì)耦合板放電時(shí) 耦合板上的靜電不會(huì)馬上泄放到地 而以耦合板為靜電源形成一靜電場(chǎng) 對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾 模擬設(shè)備抗靜電場(chǎng)干擾的能力 ESD 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) ESD 靜電槍內(nèi)部電路 因靜電的上升沿非常短 且靜電槍上的高壓開關(guān)非常昂貴 所以靜電搶的價(jià)格不菲 目前市場(chǎng)上比較常見的靜電搶主要都為進(jìn)口貨 ESD 靜電槍 ESDsimulator 靜電槍實(shí)物 抑制ESD的原則對(duì)策 屏蔽與搭接保證設(shè)備殼體的電連續(xù)性 避免靜電電流或靜電場(chǎng)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部從而干擾單板工作接地為靜電電流提供一快速泄放的途徑 以免靜電積累過高 損壞設(shè)備防護(hù)設(shè)計(jì)或?yàn)V波對(duì)設(shè)備信號(hào)接口進(jìn)行濾波 如采用TVS管進(jìn)行鉗位保護(hù)設(shè)計(jì)或者采用RC電路對(duì)靜電進(jìn)行濾波 EFT B Electricalfasttransientburst EFT B 電快速瞬變脈沖群模擬設(shè)備附近或設(shè)備所在的電網(wǎng)中發(fā)生切斷感性負(fù)載時(shí)導(dǎo)致的脈沖干擾 EFT B波形及主要參數(shù) 上升沿 5ns脈寬 50ns干擾覆蓋頻率 60至100MHz 電快速瞬態(tài)脈沖群抗擾度EFT B Electricalfasttransientburst 模擬對(duì)電感性負(fù)載的切換 如繼電器 接觸器 對(duì)高壓開關(guān)的切換 如真空開關(guān) 六氟化硫 設(shè)備的干擾 放電波形為5ns 50ns 上升沿5ns 半波時(shí)間50ns 的脈沖串 脈沖串持續(xù)時(shí)間15ms 脈沖周期為300ms 特點(diǎn)是上升時(shí)間快 持續(xù)時(shí)間短 能量低 但有較高的重復(fù)頻率 EFT B 試驗(yàn)介紹 EFT B試驗(yàn)包含兩個(gè)部分電源端試驗(yàn)使用耦合去耦網(wǎng)絡(luò) CDN 進(jìn)行注入信號(hào)端試驗(yàn)使用容性耦合夾進(jìn)行干擾耦合 具體試驗(yàn)做法為使信號(hào)線從容性耦合夾中穿過因?yàn)槿菪择詈蠆A和信號(hào)線之間存在分布電容 33至200pF 從而使得干擾被注入至信號(hào)線內(nèi)部 信號(hào)源 受試設(shè)備 輔助設(shè)備 耦合 去耦 受試設(shè)備 輔助設(shè)備 信號(hào)源 容性耦合夾 EFT B 試驗(yàn)介紹 續(xù) 電源端EFT B試驗(yàn)項(xiàng)目交流端L對(duì)PE N對(duì)PE PE對(duì)PE L N對(duì)PE L PE對(duì)PE N PE對(duì)PE L N PE對(duì)PE幾種組合 直流端 48對(duì)PE PE對(duì)PE BGND對(duì)PE 48 BGND對(duì)PE 48 PE對(duì)PE BGND PE對(duì)PE 48 BGND PE對(duì)PEEFT B均為共模試驗(yàn) EFT B 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 抑制EFT B的原則對(duì)策 屏蔽因?yàn)镋FT B產(chǎn)生的干擾的頻段可高到100MHz 所以機(jī)殼屏蔽和電纜屏蔽是抑制EFT B的一個(gè)主要對(duì)策 濾波和防護(hù)電源端口和信號(hào)端口的濾波防護(hù)電路設(shè)計(jì) 接地對(duì)于任何干擾來說 接地都是為旁路干擾提供一快速途徑 避免干擾在設(shè)備上駐留 夜長(zhǎng)夢(mèng)多 DIP interruptions 試驗(yàn)介紹 DIP interruptions 該試驗(yàn)主要是模擬交流電網(wǎng)中接入大功率設(shè)備引起的電網(wǎng)電壓下降甚至短時(shí)中斷的現(xiàn)象 考察設(shè)備在處于這種工作狀態(tài)中的性能穩(wěn)定性 試驗(yàn)組合 DIP interruptions 試驗(yàn)介紹 續(xù) 試驗(yàn)儀器控制試驗(yàn)的跌落深度 持續(xù)時(shí)間以及跌落相位其中相位為0 45 90 135 180 225 270 315 360 試驗(yàn)儀器 電源 電源 受試設(shè)備 EUT DIP interruptions 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 抑制DIP interruptions的原則對(duì)策 電源模塊的性能電源模塊自身能否保證輸入出現(xiàn)電壓波動(dòng)時(shí) 輸出依然穩(wěn)定是影響設(shè)備DIP指標(biāo)的重要因素 此外電源模塊能夠正常上電而不進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)也是一重要因素 WATCHDOG電路為各芯片設(shè)計(jì)的看門狗電路應(yīng)該能夠保證當(dāng)芯片出現(xiàn)供電欠壓時(shí)及時(shí)對(duì)該芯片進(jìn)行復(fù)位 surge 浪涌試驗(yàn) 浪涌試驗(yàn)用來模擬自然雷擊或者電網(wǎng)中接入大容性負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的脈沖對(duì)設(shè)備的影響 包含電源端和信號(hào)端測(cè)試 電源端測(cè)試包括L和N線間 L對(duì)保護(hù)地 N線對(duì)保護(hù)地 L N對(duì)保護(hù)地 其中第一種屬于差模干擾 后三種為共模干擾 信號(hào)端測(cè)試如果是屏蔽線 干擾加在屏蔽層上 如果是地線 干擾加在信號(hào)線上 例如對(duì)用戶線 直接加在AB線上 浪涌抗擾度SURGE模擬電網(wǎng)中的故障 雷擊 直接或間接 對(duì)設(shè)備的干擾 電網(wǎng)中的開關(guān)操作 放電波形為開路電壓1 2us 50us 短路電流8us 20us的脈沖 特點(diǎn)是上升時(shí)間慢 相對(duì)EFT B 持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng) 能量大 surge 浪涌波形 浪涌波形有 1 2 50 8 20 組合波 10 700電壓波 其中1 21 2 50 8 20 波形用在電源端和室內(nèi)信號(hào)端的試驗(yàn)上 而10 700電壓波用在室外信號(hào)端的浪涌試驗(yàn)上 上述波形中的1 2 8和10都是指波形的波前時(shí)間 單位為us 50 20和700指得是波形的脈寬 單位也為us 可見浪涌波形的能量遠(yuǎn)大于EFT B和靜電 但是干擾頻寬卻要窄得多 surge 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 抑制SURGE的原則對(duì)策 防護(hù)設(shè)計(jì)電源端口的壓敏 熱敏 空氣放電管以及熔斷器構(gòu)成的防護(hù)電路已經(jīng)非常成熟 信號(hào)端口則需要根據(jù)其接口類型以及工作在室內(nèi)還是室外進(jìn)行設(shè)計(jì)區(qū)分 入E1電路和調(diào)試串口電路的防護(hù)設(shè)計(jì)就不同 信號(hào)電纜的屏蔽信號(hào)電纜外面的屏蔽層是解決信號(hào)端容易耦合感應(yīng)雷的重要方法 PMS Power frequencymagneticsusceptibility PMS 工頻磁場(chǎng)試驗(yàn)主要模擬50Hz工頻電力線所構(gòu)成的磁場(chǎng) 如大型變壓設(shè)備附近的磁場(chǎng)等 對(duì)設(shè)備的影響 對(duì)此項(xiàng)試驗(yàn)較敏感的主要是帶線圈的設(shè)備如CRT等 試驗(yàn)示意 試驗(yàn)儀器 EUT 線圈 50Hz電流 PMS 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 抑制PMS的原則對(duì)策 屏蔽對(duì)于場(chǎng)干擾來說 殼體屏蔽是主要辦法 當(dāng)然這里的屏蔽也包含信號(hào)電纜的屏蔽 濾波對(duì)于電源端口或者沒有條件作成屏蔽的信號(hào)端口 使用濾波是唯一的辦法 接地接地是為渦流提供泄放途徑 電力線感應(yīng) Powerlinesinduction 電力線感應(yīng)試驗(yàn)主要針對(duì)戶外走線 線長(zhǎng)大于500m且為非屏蔽的平衡線進(jìn)行 如用戶口 該項(xiàng)試驗(yàn)主要模擬該類室外走線線纜因走線距離長(zhǎng)且有可能和供電電力線長(zhǎng)距離平行走線 從而受到電力線的感應(yīng)干擾 試驗(yàn)的組網(wǎng)為 試驗(yàn)儀器 EUT A B 抑制電力線感應(yīng)的原則對(duì)策 接口防護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于用戶口這類需要進(jìn)行電力線感應(yīng)測(cè)試的端口 壓敏 熱敏以及TVS管是唯一的辦法 電力線碰觸 Powerlinescontact 電力線碰觸是一項(xiàng)故障試驗(yàn) 針對(duì)的接口為戶外走線 線長(zhǎng)大于500m且為非屏蔽的平衡線進(jìn)行 如用戶口 模擬電力線直接搭接到上述線纜上 當(dāng)電力線和上述線纜的絕緣漆因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)久而剝落時(shí)就會(huì)產(chǎn)生上述電力線的問題發(fā)生 主要為一種過流現(xiàn)象 分為長(zhǎng)距離感應(yīng) 中距離感應(yīng)以及短距離感應(yīng) 長(zhǎng)距離感應(yīng)模擬電力線和平衡線在距離EUT較遠(yuǎn)的地方碰觸 中 短距離的原理一樣 在實(shí)驗(yàn)室里長(zhǎng)距離 中距離以及短距離分別使用600歐姆 200歐姆以及10歐姆的電阻進(jìn)行模擬 試驗(yàn)儀器 EUT A B R 抑制電力線碰觸的原則對(duì)策 同電力線感應(yīng) RS Radiatedsusceptibility RS 輻射敏感度 該項(xiàng)試驗(yàn)的目的主要用來考察設(shè)備對(duì)于外界電磁場(chǎng)干擾的抗擾能力 例如在設(shè)備附近使用無線通訊設(shè)備時(shí) 設(shè)備已經(jīng)在進(jìn)行一場(chǎng)考驗(yàn)了 測(cè)試頻段 80MHz 2000GHz 使用1kHz的正弦波進(jìn)行調(diào)幅 該項(xiàng)試驗(yàn)需要在電波暗室內(nèi)進(jìn)行 RS 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng) 抑制RS的原則對(duì)策 同工頻磁場(chǎng) CS Conductedsusceptibility 現(xiàn)在的空間存在太多的電磁噪聲 當(dāng)空間的電磁波的波長(zhǎng)和設(shè)備線纜的長(zhǎng)度可以比擬時(shí) 電磁波將會(huì)耦合在此段線纜上并產(chǎn)生感應(yīng)電壓 電流 沿著該電纜流進(jìn)設(shè)備內(nèi)部 從而對(duì)設(shè)備的正常工作產(chǎn)生干擾 上述的設(shè)備線纜包含電源線和信號(hào)線 電源端CS試驗(yàn)此時(shí)頻段150kHz 80MHz 加入的試驗(yàn)電壓根據(jù)產(chǎn)品類型不同而不同 例如對(duì)于電信設(shè)備來說 CC08該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)需要加3V的騷擾電壓 二對(duì)于NT1來說則需加擾10V 信號(hào)端CS試驗(yàn)測(cè)試頻段同電源端試驗(yàn) 加擾的強(qiáng)度也因產(chǎn)品類型不同而不同 CS 試驗(yàn)示意圖 電源端試驗(yàn)信號(hào)端試驗(yàn) EUT 信號(hào)發(fā)生器 輔助設(shè)備 CDN 騷擾注入點(diǎn) 0 1m木墊 供電 電源 CDN 信號(hào)發(fā)生器 EUT 輔助設(shè)備 CDN為耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 0 1m木墊 注入點(diǎn) 抑制CS的原則對(duì)策 濾波電源口和信號(hào)口的濾波是抑制CS干擾的最好辦法 但是要注意濾波電路的接地設(shè)計(jì) RE Radiatedemission RE主要是考察設(shè)備在正常工作時(shí)自身對(duì)外界的輻射干擾強(qiáng)度 測(cè)試頻段根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同 在CISPR22中 測(cè)試頻段為30 1000MHz 值得注意的是設(shè)備進(jìn)行RE測(cè)試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求盡可能滿配置 滿負(fù)荷的運(yùn)行 RE問題是EMC中的難點(diǎn) 主要因?yàn)镽E設(shè)計(jì)產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié) 屏蔽 濾波 接地 測(cè)試示意圖 RE 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng) 在RE測(cè)試中 天線的高度 天線的極化方向以及轉(zhuǎn)臺(tái)的角度都需要不斷改變 以求搜尋到設(shè)備輻射的最大點(diǎn) RE測(cè)試可以在開闊場(chǎng)和半電波暗室內(nèi)進(jìn)行 抑制RE的原則對(duì)策 屏蔽結(jié)構(gòu)屏蔽 電纜屏蔽 結(jié)構(gòu)孔縫設(shè)計(jì) 搭接設(shè)計(jì) 噴漆保護(hù)設(shè)計(jì)等濾波電源口的濾波 如交流口的EMI濾波器 直流口的饋通濾波器接地系統(tǒng)的接地 濾波電路的接地 單板的接地 背板的接地單板設(shè)計(jì)控制源頭 CE Conductedemission 任何一個(gè)非便攜式設(shè)備都和其他設(shè)備有電纜互連關(guān)系 無論是通過電源電纜還是信號(hào)電纜 只要有這種互連關(guān)系的存在 設(shè)備就有一個(gè)途徑將自身的共模電流傳導(dǎo)給與其互連的設(shè)備 這種現(xiàn)象就叫傳導(dǎo)干擾 又成為傳導(dǎo)發(fā)射 傳導(dǎo)發(fā)射包含兩個(gè)部分 電源端CE和通信端CE電源端CE 測(cè)試設(shè)備通過自己的電源端口向交流電網(wǎng)或直流配電網(wǎng)絡(luò)傳送的干擾 測(cè)試頻段為150kHz 30MHz 原來直流的測(cè)試頻段起始頻率為20MHz 新版的歐洲386標(biāo)準(zhǔn)將其改為150kHz 此外FCC標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試頻段也已經(jīng)和CISPR22一致了 通信端CE 測(cè)試頻段同上 此處描述的通信端指得是