一、EMC概要

EMC，Electromagnetic Compatibility，即電磁兼容，一般定義為：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)

境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)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(chǎn)品對(duì)其他產(chǎn)品的電磁輻射干擾程度，是否會(huì)影響其周圍環(huán)境或同一電氣環(huán)境內(nèi)的其它電子或電氣產(chǎn)品的正常工作；

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

為什么要考慮EMC？

1、國(guó)內(nèi)外技術(shù)壁壘、強(qiáng)制要求；

2、產(chǎn)品的可靠性。

電磁兼容術(shù)語(yǔ)：

發(fā)射部分：

1、電磁發(fā)射（Electromagnetic Emission）：源向外發(fā)射電磁能的現(xiàn)象。

2、發(fā)射限值（Emission Limit）：定電磁騷擾源的最大發(fā)射電壓。

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

電磁信號(hào)部分：

1、電磁環(huán)境（Electromagnetic Environment）：存在于固定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。

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

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

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

抗干擾部分：

1、電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance）：任何可能引起電子電氣設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)ι驘o(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。

2、抗擾度（Immunity）：電子電氣設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運(yùn)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(shè)備或系統(tǒng)而其仍能正常工作并保持所需性能等級(jí)時(shí)的最大騷擾電平。

4、抗擾度限制（Immunity Limit）：規(guī)定的最小抗擾度電平。

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

二、EMC認(rèn)證及其標(biāo)準(zhǔn)

背景：隨著電子電器設(shè)備的廣泛使用，電磁干擾對(duì)環(huán)境的影響日益嚴(yán)重，以致實(shí)際應(yīng)用中的各類電器的電磁干擾和相互不兼容時(shí)有發(fā)生。工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、信息、機(jī)動(dòng)車輛、電力設(shè)備和電氣化鐵道等電工電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾不僅會(huì)擾亂公共安全和通信設(shè)備的正常工作，而且對(duì)于居民日常的文化生活甚至人身安全都會(huì)造成影響和危害。為此，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都把對(duì)電磁干擾的控制納入國(guó)家法制管理和環(huán)境保護(hù)的范疇。特別是90年代以來(lái)，許多國(guó)家都相繼頒布了相關(guān)法令、管理規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)等，并對(duì)電工電子設(shè)備的生產(chǎn)和市場(chǎng)流通，以及從事有電磁輻射活動(dòng)的臺(tái)站和企業(yè)的建立，實(shí)行全面管理與監(jiān)督，尤其是廣泛開(kāi)展了電磁兼容認(rèn)證制度，以確保公共安全與公眾利益。

國(guó)際上有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織：

1、國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission-IEC）

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）中，從事與電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作有關(guān)的有第77技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC77），即電磁兼容技術(shù)委員會(huì)，國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)（IEC/CISPR），以及大約50多個(gè)關(guān)心特定產(chǎn)品的電磁兼容方面問(wèn)題的產(chǎn)品技術(shù)委員會(huì)和分委員會(huì)。負(fù)責(zé)制定四類電磁兼容出版物和標(biāo)準(zhǔn)：1） 基礎(chǔ)電磁兼容出版物；2） 通用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)；3） 產(chǎn)品類電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)；4） 產(chǎn)品電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

2、國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)（International Special Committee on Radio Interference -CISPR）

CISPR為國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission-IEC）的組成部分之一，其位置相當(dāng)于IEC的技術(shù)委員會(huì)。CISPR為涉足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的重要國(guó)際組織之一。

現(xiàn)在CISPR的組織結(jié)構(gòu)如圖所示。

3、IEC第77技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC77）

TC 77是目前IEC內(nèi)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(fù)責(zé)工業(yè)過(guò)程測(cè)量與控制的TC 65也涉及電磁兼容的一些基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，并已出版了一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC）

歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（European Committee for Electrotechnical Standardization-CENELEC）是歐洲范圍的標(biāo)準(zhǔn)化組織。其中涉及電磁兼容領(lǐng)域的主要是210技術(shù)委員會(huì)（TC 210） 。

EMC標(biāo)準(zhǔn)體系

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)（Basic Standards）：是其他電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，一般不涉及具體的產(chǎn)品。它規(guī)定了現(xiàn)象、環(huán)境特征、試驗(yàn)和測(cè)量方法、試驗(yàn)儀器和基本試驗(yàn)裝置，也可以規(guī)定不同的試驗(yàn)電平范圍。

通用標(biāo)準(zhǔn)（Generic Standards）：規(guī)定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)方法與要求（限值），并給出這些方法要求適用于什么環(huán)境。即通用標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)使用在給定環(huán)境中所有產(chǎn)品的最低要求。如果某種產(chǎn)品沒(méi)有產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，也可以使用通用標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)（Product-Family Standards）：針對(duì)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）以及詳細(xì)的測(cè)量程序。產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)不需要像基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)那樣規(guī)定一般的測(cè)試方法。產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)比通用標(biāo)準(zhǔn)包含更多的特殊性與詳細(xì)的性能規(guī)范。其測(cè)試與限值必需與通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)，如存在偏離，應(yīng)說(shuō)明其必要性與合理性，并可增加測(cè)試項(xiàng)目與測(cè)試電平。

（專用）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（Dedicated Product Standards）：通常專用的產(chǎn)品EMC標(biāo)準(zhǔn)包含在某種特定產(chǎn)品的一般用途標(biāo)準(zhǔn)之中，而不形成單獨(dú)的EMC標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于電磁發(fā)射，當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品包含于某一產(chǎn)品類中時(shí)，很少需要考慮專用的產(chǎn)品EMC標(biāo)準(zhǔn)。只有在極特殊的情況下，TC210在其協(xié)調(diào)作用范圍內(nèi)考慮提出某些改變。當(dāng)決定產(chǎn)品的抗擾度時(shí)，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(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)的條款應(yīng)給出清楚的性能準(zhǔn)則。

我國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的組織機(jī)構(gòu)圖

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在積極與國(guó)際接軌，包括標(biāo)準(zhǔn)接軌、規(guī)范程序協(xié)調(diào)、承擔(dān)國(guó)際義務(wù)和國(guó)際互認(rèn)。近些年我國(guó)制訂或修訂的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)一般都等同或等效于IEC/CISPR標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)已發(fā)布實(shí)施的電磁兼容國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有三類：字頭為GB的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，GB/T推薦性標(biāo)準(zhǔn)，GB/Z專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

三、 EMC測(cè)試項(xiàng)目

EMI試驗(yàn)：（參照CISPR22/GB9254）

傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)

輻射發(fā)射試驗(yàn)

傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量設(shè)備：

1. EMI接收機(jī)（或EMC頻譜分析儀）：測(cè)量電子電器設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)波騷擾或脈沖騷擾等騷擾源的頻譜很寬的電磁騷擾信號(hào)。

2. 線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）：提供穩(wěn)定阻抗，提供待測(cè)設(shè)備產(chǎn)生的電磁信號(hào)給接收機(jī)，隔離電網(wǎng)電源干擾信號(hào)。

3. 瞬態(tài)限幅器：消除瞬態(tài)高電平信號(hào)，保護(hù)接收機(jī)。

輻射發(fā)射測(cè)量設(shè)備：

1. 半電波暗室（或開(kāi)闊場(chǎng)）：以電磁波的發(fā)射和接收完全是空間直射波與地面反射波在接收點(diǎn)相互疊加的理論為基礎(chǔ)的測(cè)試場(chǎng)地，地面是金屬并可產(chǎn)生反射。

2. 寬帶天線：獲取電磁波信號(hào)。

3. EMI接收機(jī)（或頻譜分析儀）：測(cè)量電器設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)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(hào)放大器：對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大，分離背景噪聲。

EMS試驗(yàn) （IEC61000-系列）

§ 靜電放電抗擾度試驗(yàn)（-4-2）

§ 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)（-4-3）

§ 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)（-4-4）

§ 雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)（-4-5）

§ 射頻場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)（-4-6）

§ 諧波閃爍試驗(yàn)（-3-2，-3-3，-4-7）

§ 工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)（-4-8）

§ 脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn) （-4-9）

§ 阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn) （-4-10）

§ 電壓瞬時(shí)跌落，短時(shí)中斷和電壓漸變的抗擾度試驗(yàn)（-4-11）

靜電放電抗擾度試驗(yàn)

1、現(xiàn)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(zhuǎn)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(chǎn)生的。

2、人體放電

通過(guò)金屬工具放電

3、家具放電

兩個(gè)物體之間放電：上升時(shí)間5-10ns；反復(fù)振蕩

4、電磁兼容模型

干擾源

人體直接放電或通過(guò)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(yīng)電流（di/dt ）

電容耦合（du/dt ），對(duì)未接地金屬部件進(jìn)行放電。

磁場(chǎng)輻射

5、符合 IEC 61000-4-2的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

6、測(cè)試脈沖 ：校驗(yàn)靜電放電脈沖

7、校準(zhǔn)：校驗(yàn)靜電放電脈沖波形

8、安全事項(xiàng)：一般對(duì)人沒(méi)有危險(xiǎn)，但對(duì)戴心臟起搏器的人是危險(xiǎn)的。

9、靜電放電測(cè)試程序：

從最低等級(jí)開(kāi)始測(cè)試；

1次放電/秒；

最少10次放電；

測(cè)試等級(jí)：

等級(jí) 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(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)定電子設(shè)備或系統(tǒng)受到電磁輻射騷擾時(shí)的性能

試驗(yàn)設(shè)備：

1、全電波暗室：模擬自由空間，電磁波無(wú)反射的試驗(yàn)場(chǎng)地，地面是吸波材料，無(wú)反射產(chǎn)生。

2、功率放大器：放大信號(hào)達(dá)到試驗(yàn)要求的場(chǎng)強(qiáng)。

3、信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生試驗(yàn)信號(hào)。

4、天線：發(fā)射試驗(yàn)信號(hào)。

5、配套計(jì)算機(jī)及軟件：控制信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)頻率，電平和時(shí)間等。

試驗(yàn)的實(shí)施：

1、用1kHz的正弦波對(duì)信號(hào)進(jìn)行80%的幅度調(diào)制后，在80-100MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃頻測(cè)量，掃描步長(zhǎng)為前一頻率的1%，這一部分都通過(guò)計(jì)算機(jī)及軟件控制實(shí)現(xiàn)。

2、每一頻點(diǎn)上掃描停留時(shí)間不應(yīng)短于受試設(shè)備操作和反應(yīng)所需的時(shí)間，一般設(shè)為一秒鐘，如果對(duì)產(chǎn)品有特別要求，可以延長(zhǎng)停留時(shí)間。

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)估電子設(shè)備的供電電源端口、信號(hào)和控制端口在受到重復(fù)的快速舜變脈沖群干擾時(shí)的性能，驗(yàn)證電子設(shè)備對(duì)來(lái)自操作暫態(tài)過(guò)程（如開(kāi)斷感性復(fù)合、繼電器觸頭彈跳等）中的各種類型瞬變擾動(dòng)的抗擾性。

試驗(yàn)設(shè)備：

1、瞬變脈沖群發(fā)生器：產(chǎn)生試驗(yàn)要求的瞬變信號(hào)。

2、耦合去耦網(wǎng)絡(luò)：耦合瞬變信號(hào)到待測(cè)設(shè)備的電源端口，阻抗瞬變信號(hào)到電源輸入端。

3、容性耦合嵌：耦合瞬變信號(hào)到待測(cè)設(shè)備的信號(hào)端口。

試驗(yàn)的實(shí)施：

對(duì)交/直流電源端口的試驗(yàn)一般采用耦合、去耦網(wǎng)絡(luò)。如不能使用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)是，可以使用容性耦合夾。試驗(yàn)電壓應(yīng)該通過(guò)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)施加到保護(hù)地上對(duì)I/0端口及通信端口的試驗(yàn)，采用容性耦合夾。

雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)估被測(cè)設(shè)備遭受電力線路和互聯(lián)線路上大能量騷擾的性能。此試驗(yàn)一般用來(lái)模擬被測(cè)設(shè)備在不同環(huán)境下遇到的間接雷擊，或開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中所造成的電壓和電流浪涌。

試驗(yàn)設(shè)備：

1、雷擊浪涌信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生試驗(yàn)要求的雷擊信號(hào)。

2、耦合去耦網(wǎng)絡(luò)：耦合試驗(yàn)要求信號(hào)到待測(cè)設(shè)備的電源端口或信號(hào)端口，阻抗雷擊浪涌到電源輸入端或輔助設(shè)備。

3、試驗(yàn)的實(shí)施：

1）選擇與被試端口相應(yīng)的耦合網(wǎng)絡(luò)。電源端口、無(wú)屏蔽通信線路端口、無(wú)屏蔽互聯(lián)線路端口都有相應(yīng)不同的耦合網(wǎng)絡(luò)。

2）在端口上，正負(fù)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(jìn)行線-地實(shí)驗(yàn)時(shí)。

射頻場(chǎng)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)估電子設(shè)備的供電電源端口、信號(hào)和控制端口在受到射頻電磁場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾信號(hào)干擾時(shí)的性能。

試驗(yàn)設(shè)備：

1、信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生試驗(yàn)信號(hào)

2、耦合去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN）

3、衰減器：避免信號(hào)反射，保護(hù)放大器

4、電磁鉗：耦合試驗(yàn)信號(hào)到待測(cè)設(shè)備的信號(hào)線端口

試驗(yàn)的實(shí)施：

1、在試驗(yàn)過(guò)程中，EUT放置在高于地參考面0.1m的絕緣支架上，應(yīng)對(duì)EUT的每一個(gè)端口進(jìn)行測(cè)試。

2、用1kHz的正弦波對(duì)信號(hào)進(jìn)行80%的幅度調(diào)制后，在0.14-80MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃頻測(cè)量，掃描步長(zhǎng)為前一頻率的1%，這一部分都通過(guò)計(jì)算機(jī)及軟件控制實(shí)現(xiàn)。

3、每一頻點(diǎn)上掃描停留時(shí)間不應(yīng)短于受試操作和反應(yīng)所需的時(shí)間，一般設(shè)為一秒鐘，如果對(duì)產(chǎn)品有特別要求，可以延長(zhǎng)停留時(shí)間。

電壓瞬時(shí)跌落，短時(shí)中斷和電壓漸變的抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模耗M由于供電電網(wǎng)、變電設(shè)備發(fā)生故障或負(fù)荷突然發(fā)生大的變動(dòng)或負(fù)荷連續(xù)變化引起的電網(wǎng)電壓瞬時(shí)跌落和短時(shí)中斷，測(cè)試待測(cè)設(shè)備對(duì)上述情況的抗擾性。

試驗(yàn)設(shè)備：

試驗(yàn)信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生試驗(yàn)要求的信號(hào)。

試驗(yàn)的實(shí)施：

1、電壓暫降和短時(shí)中斷

EUT試驗(yàn)等級(jí)和持續(xù)時(shí)間按標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)條件要求進(jìn)行選定，經(jīng)過(guò)組合后按交次序排列并依次進(jìn)行試驗(yàn)。每種組合狀態(tài)的試驗(yàn)次數(shù)規(guī)定為3秒，二次試驗(yàn)之間的間隔為10秒，實(shí)驗(yàn)時(shí)電源電壓突變發(fā)生的電壓過(guò)零處和產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的關(guān)鍵相位處。對(duì)于三相電源供電設(shè)備，一般逐相進(jìn)行試驗(yàn)。

2、 電壓變化

對(duì)EUT進(jìn)行的每一種規(guī)定的電壓變化，都必須進(jìn)行三次試驗(yàn)，沒(méi)兩次試驗(yàn)之間的間隔為10秒。