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電磁兼容性(EMC)sz3ctest
閱讀:1061 發(fā)布時間:2010-10-11
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1.什么叫電磁兼容性(EMC)?
隨著科學技術的發(fā)展,越來越多的電氣和電子設備進入了社會各領域,它推動了社會的進步。但不容忽視的是,伴隨電氣和電子設備應用而產生的電磁騷擾問題,悄悄地給人們帶來了無窮的煩惱。這種干擾問題往往是通常人們不易覺察的,比如,一臺計算機運行到某一點時突然死機了,人們總是認為這是軟件質量問題或者是病毒,而不會考慮到電磁兼容性。
電磁兼容性(ElectroMagnetic Compatibility縮寫EMC),就是指某電子設備既不對其他設備產生電磁干擾,同時也能承受和抵抗來自其它設備的電磁干擾的特性;前者叫EMI特性,后者叫EMS特性。也就是說,符合電磁兼容性的不同電子設備可以在一起正常工作,它們是相互兼容的。電磁兼容性和安全性一樣,是產品質量zui重要的指標之一。安全性涉及人身和財產,電磁兼容性涉及人身、財產和環(huán)境保護。
電磁騷擾問題使人們對它這樣“不易覺察”,主要原因是這種騷擾的途徑是通過空間無形的輻射和電源線、信號線的傳導造成的。電磁騷擾問題非常普遍,只是程度不同。實際上,凡是有電、有開關的設備,不管電壓高低,都會產生電磁干擾。用220伏交流電源供電的設備固然會有電磁干擾,就是用1.5伏電池進行工作的兒童玩具也有電磁干擾。
2.人們日常生活中出現(xiàn)的常見EMC問題。
我們經常會遇到這樣的情況,當我們收聽廣播或收看電視時,如果附近有人使用電吹風、吸塵器等,就會使聲音出現(xiàn)噪音,圖象出現(xiàn)雪花干擾,這就是產品的電磁兼容性有問題;當我們使用計算機時,通過電纜與其他設備熱插拔連接,之后出現(xiàn)鼠標不能拖動,光標無法移動,計算機出現(xiàn)死機的情況,這里很重要的原因之一是電磁兼容性問題;當計算機通過通訊電纜控制其他機器設備時,程序運行到某一點時計算機總是死機,這也可能是電磁兼容性問題,強電磁干擾脈沖使計算機的運行脫離了原來的程序軌道跑飛了,這種情況如果出現(xiàn)在網(wǎng)絡里,可能破壞數(shù)據(jù)庫或使網(wǎng)絡癱瘓,造成重大災難和經濟損失;正在飛行的飛機上如果有乘客違規(guī)使用強干擾信號的電子設備,很有可能導致飛機的墜毀;在單片機控制系統(tǒng)的設計中如果出現(xiàn)電磁兼容性問題,那么既是軟件編制正確,也難以使系統(tǒng)調試成功。這些例子說明,我們生活的空間確實存在一種污染——電磁污染。這些電磁干擾在不易察覺的情況下干擾人們的正常工作。
3.國外EMC發(fā)展概況。
電工委員會早在1934年就成立了“無線電干擾特別委員會”簡稱CISPR(法文縮寫),專門研究無線電干擾問題,當初只有比利時、法國、荷蘭和英國等少數(shù)國家參加該委員會。經過幾十年的發(fā)展,人們逐漸認識了電磁兼容的重要性,1989年歐洲共同體頒發(fā)了89/336/EEC指令,明確規(guī)定所有電子、電器產品,自1996年1月1日起必須經過EMC認證,否則禁止在歐共體市場銷售。世界各國產生較大反響,我國輸往歐盟的產品也受到很大影響。
早在一九三四年電工委員會就成立了無線電干擾特別委員會簡稱CISPR,專門研究無線電干擾問題,制定有關標準,旨在保護廣播接收效果。當初只有少數(shù)國家參加該委員會,如比利時、法國、荷蘭和英國等。經過多年的發(fā)展人們對電磁兼容的認識發(fā)生了深刻的變化,1989年歐洲共同體委員會頒發(fā)了89/336/EEC指令,明確規(guī)定,自1996年1月1日起,所有電子、電器產品須經過EMC性能的認證,否則將禁止其在歐共體市埸銷售。此舉在世界范圍內引起較大反響,EMC已成為影響貿易的一項重要指標。隨著技術的發(fā)展CISPR工作范圍也由當初保護廣播接收業(yè)務擴展到涉及保護無線電接收的所有業(yè)務。電工委員會IEC有兩個專們從事電磁兼容標準化工作的技術委員會:一個就是CISPR成立于1934年;另一個是電磁兼容委員會TC77,成立于1981年。CISPRzui初關心的主要是廣播接收頻段的無線電騷擾問題,之后在EMC標準化工作方面進行了不懈的努力,CISPR共有七個分技術委員會其中A分會涉及無線電騷擾和抗擾度測量設備及測量方法;B分會涉及工業(yè)、科學、醫(yī)療射頻設備的EMC;C分會涉及架空電力線路和高壓設備的EMC;D分會涉及車輛、機動船和火花點火發(fā)動機驅動裝置的EMC;E分會涉及收音機和電視接收機及有關設備的EMC;F分會涉及家用電器、電動工具及熒光燈和照明裝置的EMC;G分會涉及信息技術設備的EMC問題。CISPR已基本上將通常的工業(yè)和民用產品的EMC考慮在其標準中。CISPR還起草了通用射頻騷擾限額值標準草案,這樣,對那些新開發(fā)的以及暫時還不能與現(xiàn)有CISPR產品標準相對應的產品,可以用射頻騷擾限額值來加以限制。幾年前CISPR將其工作頻率范圍擴展為DC-400GHz,目前實際工作范圍為9KHz—18GHz,以前的CISPR標準主要涉及無線電干擾限額值及其測量方法,近年來在抗擾度方面加強了研究,并已制定了一些標準。TC77zui初主要關心低壓電網(wǎng)系統(tǒng)的EMC間題(9KHz以下頻段),后來將其工作范圍擴大到整個EMC所涉及的頻率范圍及產品。目前CISPR已制定有CISPR22(1997)《信息技術設備的無線電騷擾特性的測量方法及限值》等14個標準;TC77也已制定了25個IEC標準,其中IEC61000-4系列標準是目前上比較完整和系統(tǒng)的抗擾度基礎標準。
4.國內EMC發(fā)展概況。
我國的EMC測試及標準化工作始于六十年代,當時國內的一些院所建立了相對簡陋的試驗室,開展無線電干擾(騷擾)測試研究,同時參考前蘇聯(lián)和歐美國家標準制定我們國家自已的EMC標準和技術條件,自從1986年成立了全國無線電干擾標準化委員會后,我國才開始有組織有系統(tǒng)地對應CISPR/IEC開展國內EMC標準化工作。目前全國無線電干擾標準化委員會已成立了八個分技術委員會,其中七個分會與CISPR/A.B.C…F.G分會相對應,S分會是根據(jù)我國國情而成立的,它主要涉及無線電系統(tǒng)與非無線電系統(tǒng)之間的電磁兼容問題。目前我國已制定了六十多項EMC國家標準,其中基礎標準為GB4365-1995電磁兼容術語;GB/T6113-1995無線電干擾和抗擾度測量設備規(guī)范。
5.EMC有哪些測試手段?
電磁兼容性的測量手段主要由測試場地和測試儀器組成。EMC測試所需埸地主要包括開闊埸、電波暗室(anechoic chamber)、屏蔽室等。
開闊埸:根據(jù)標準要求通常測試埸成橢園形,長軸是焦距的兩倍,短軸是焦距的√3倍,發(fā)射與接收天線分別置橢園的兩個焦點上。兩個焦點的距離即是我們所要求的測量距離,根據(jù)現(xiàn)有標準可分為3米、10米和30米。我國現(xiàn)有標準大多數(shù)規(guī)定3米法測量,美國的FCC標準、英國的VDE標準有10米法測量的要求。
開闊埸一般應選擇遠離市區(qū)、電磁環(huán)境較好的地方建造,但這給建造、試驗、生活管理等帶來了諸多不便,目前國內大都利用樓頂平臺,因地制宜進行建造。試驗埸地應設有轉臺和天線升降塔,便于的輻射發(fā)射及天線升降測試,關于開闊埸還有一些具體要求,如要符合埸地衰減要求,埸地周圍無金屬反射物等等。
屏蔽室(screen room):在EMC測試中,屏蔽室能提供環(huán)境電平低而恒定的電磁環(huán)境,它為測量精度的提高,測量的可靠性和重復性的改善帶來了較大的益處。但是由于被測設備在屏蔽室中產生的干擾信號通過屏蔽室的六個面產生無規(guī)則的漫反射,特別是在輻射發(fā)射測量和輻射敏感度測量中表現(xiàn)更嚴重,導致在屏蔽室內形成駐波而產生較大的測量誤差。目前國內生產的屏蔽室的屏蔽效能在10Kz-10GHz頻率范圍內一般能大于100dB。
電波暗室(anechoic chamber): 通常所說的電波暗室在結構上大都由屏蔽室和吸波材料兩部分組成。在工程應用中又分全電波暗室(fully anechoic chamber)( 六面裝有吸波材料)和半電波暗室(semi anechoic chamber)( 地面為金屬反射面)。全電波暗室可充當標準天線的校準埸地,半電波暗室可作為EMC試驗場地。電波暗室的主要性能指標有“靜區(qū)”、“工作頻率范圍”等六個指標(靜區(qū)是指射頻吸波室內受反射干擾zui弱的區(qū)域)。但建造電波暗室的成本、難度均相當高,因為暗室的工作頻率的下限取決于暗室的寬度和吸收材料的高度、上限取決于暗室的長度和所充許的靜區(qū)的zui小截面積,所以在建造上有較大的難度。且由于吸波材料的低頻特性等原因,總的測試誤差有時高達幾十分貝,造價需幾百萬元。
6.什么叫3C強制性產品認證?*包含EMC嗎?
為適應我國加入世貿組織的需要,促進我國市場經濟和對外貿易的發(fā)展,我國政府從體制改革角度入手,將原國家*和原國家*合并組建了新的*,并成立了*,負責統(tǒng)一管理、監(jiān)督和綜合協(xié)調全國的認證認可工作。
*(CNCA)經過充分調查研究和有關部委的協(xié)商后,制定了新的國家強制性產品認證制度, 即國家強制性產品認證制度。
國家強制性產品認證制度實現(xiàn)了統(tǒng)一目錄、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一標志、統(tǒng)一收費標準。
認證標志的名稱為“中國強制認證”(英文名稱為“China Compulsory Certification”,英文縮寫為“CCC”,也可簡稱為“3C”標志。)。
CCC將逐步取代由原國家*實行的“長城CCEE”標志和原國家*實行的“CCIB”標志。為保證新、老制度的順利過渡并維護有關各方的合法權益,原有的產品安全認證制度和進口安全質量許可制度自2003年5月1日起廢止。
從2003年8月1日起執(zhí)行的中國強制性產品認證(英文“China Compulsory Certification”縮寫為“CCC”,簡稱為“3C”標志)范圍包括電磁兼容、安全與消防,國家規(guī)定列入*批強制性認證目錄的產品未經認證不得出廠、進口和銷售。
7.如何對自身產品的電磁兼容性進行摸底測試?
產品及其部件的EMC摸底測試具有很重要的意義,不僅使產品認證過程節(jié)約時間和經濟成本,而且可以避免產品開發(fā)時間和資源的浪費,縮短從產品設計開發(fā)到產品上市的時間,節(jié)約成本。
產品設計者都希望自己設計的產品能順利地一次性通過電磁兼容性測試,拿到產品認證證書,但實際上大多數(shù)產品都無法做到,需要經過幾次或幾十次的測試與更改設計,有的只要對電磁干擾抑制電路作元件參數(shù)修改就行,有的需要重新設計部分電路,有的需要更換整體方案和電路,重新做印刷電路板,甚至重新設計產品的外殼模具,工程量大,浪費資金,嚴重影響產品的上市,甚至影響公司的生存能力。
要克服這種情況的發(fā)生,必須對產品及產品部件進行摸底測試,經過摸底測試的產品或部件,一般可以很順利的經過認證測試,即使要改也改得不多。摸底測試通常都只提供測試數(shù)據(jù)給客戶,檢測費用略低。
十、諧波電流、電壓波動和閃爍系統(tǒng)【IEC61000-3-2,IEC61000-3-3】
十三、電磁兼容屏蔽室建設方案【EN50147-1, GB12190】
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