工業(yè)、科學和醫(yī)療(ISM) 電磁兼容

工業(yè)、科學和醫(yī)療行業(yè)的電子設(shè)備涵蓋的電子產(chǎn)品非常廣闊，應(yīng)用環(huán)境比較復雜，其中電磁兼容遇到的問題比較多，對設(shè)備的安全性要求非常高。

      典型的電子產(chǎn)品和設(shè)備舉例如下：

工業(yè)用的各類變頻電源 電磁兼容

工業(yè)用的各類逆變電源、UPS電源 電磁兼容

工業(yè)用機器人，服務(wù)類機器人、醫(yī)療機器人 電磁兼容

電焊機、機械加工機床、激光切割機 電磁兼容

各類醫(yī)療電子設(shè)備、醫(yī)療器械、輔助醫(yī)療設(shè)備 電磁兼容

實驗室用的檢測設(shè)備、測量儀器 電磁兼容

      電磁兼容 通用標準

   抗擾類

  GB/T 17799.1 居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗

  GB/T 17799.2 工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗

  IEC 61000-6-1 Immunity standard for residential, commercial and light-industrial environments

  IEC 61000-6-2 Immunity Standard For Industrial Environments

  騷擾類(發(fā)射)

  GB/T 17799.3 居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射標準

  GB/T 17799.4 工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射標準

      IEC 61000-6-3 Emission standard for equipment in residential environments

  IEC 61000-6-4 Emission standard for industrial environments

    電磁兼容 產(chǎn)品標準

 YY 0505 醫(yī)用電氣設(shè)備 并列標準：電磁兼容 要求和試驗

 IEC 60601-1-2 Medical electrical equipment: Electromagnetic disturbances - Requirements and tests

 GB/T 38326 工業(yè)、科學和醫(yī)療機器人 電磁兼容 抗擾度試驗

 GB/T 38336 工業(yè)、科學和醫(yī)療機器人 電磁兼容 發(fā)射測量方法和限值

 GB/Z 19397 操作型工業(yè)機器人 電磁兼容性試驗方法和性能評估準則

 ISO/TR 11062 Manipulating industrial robots — EMC test methods and performance evaluation criteria — Guidelines

 GB/T 37283 服務(wù)機器人 電磁兼容 通用標準 抗擾度要求和限值

 GB/T 37284 服務(wù)機器人 電磁兼容 通用標準 發(fā)射要求和限值

 GB/T 38909 民用輕小型無人機系統(tǒng) 電磁兼容性要求與試驗方法

 GB/T 39004 工業(yè)機器人電磁兼容設(shè)計規(guī)范

 GB 4715 點型感煙火災(zāi)探測器

 GB 12668.3 調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) 電磁兼容性標準及其特定的試驗方法

 GB 7260.2 不間斷電源設(shè)備(UPS) 電磁兼容性要求

 IEC 62040-2 Uninterruptible power systems (UPS) - Part 2: Electromagnetic compatibility (EMC) requirements

 GB/T 15579.10 弧焊設(shè)備 電磁兼容性要求

 IEC 60974-10 Arc welding equipment - Part 10: Electromagnetic compatibility (EMC) requirements

 GB/T 24807 電磁兼容 電梯、自動扶梯和自動人行道的產(chǎn)品系統(tǒng)標準 發(fā)射

 GB/T 24808 電磁兼容 電梯、自動扶梯和自動人行道的產(chǎn)品系統(tǒng)標準 抗擾度

 EN 12015 Product family standard for lifts, escalators and moving walks - Emission

 EN 12016 Product family standard for lifts, escalators and moving walks - Immunity

   電磁兼容測試儀器設(shè)備和附件: 通用測試項目

抗擾類

1.靜電放電抗擾度 IEC 61000-4-2 GB/T 17626.2

2.射頻電磁場輻射抗擾度 IEC 61000-4-3 GB/T 17626.3 IEC 61000-4-20 IEC 61000-4-21

3.電快速瞬變脈沖群抗擾度 IEC 61000-4-4 GB/T 17626.4

4.雷擊浪涌(沖擊)抗擾度 IEC 61000-4-5 GB/T 17626.5

5.射頻場感應(yīng)的傳導(CS,BCI )大電流注入抗擾度 IEC 61000-4-6 GB/T 17626.6

6.工頻磁場抗擾度 IEC 61000-4-8 GB/T 17626.8

7.電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度(電壓跌落) IEC 61000-4-11 GB/T 17626.11 IEC 61000-4-34 GB/T 17626.34

騷擾類(發(fā)射)

1.EMI 發(fā)射 無線電騷擾限值和測試方法 CISPR 14-1 CISPR 22 GB 4343.1 GB 9254

2.諧波電流 發(fā)射限值 IEC 61000-3-2 IEC 61000-3-12 GB 17625.1 GB/T 17625.8

3.電壓閃爍 電壓變化、電壓波動和閃爍限值 IEC 61000-3-3 IEC 61000-3-11 GB 17625.2 GB/T 17625.7

    電磁兼容測試儀器設(shè)備和附件，含專用測試項目

      靜電放電抗擾度

靜電放電模擬器  靜電槍  靜電放電設(shè)備

測試環(huán)境周邊：

 測試木桌：長1.6m×寬0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 長1.6m×寬0.8m×厚>1.0mm

 垂直耦合板: 長0.5m×寬0.5m×厚>1.0mm

 絕緣墊: > 長1.0m×寬0.8m×厚0.5mm

 放電線纜：470Ω×2 兩頭端接

 關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

  射頻電磁場輻射抗擾度

全電波暗室 FAC

橫電磁波室 GTEM

                       全電波暗室 FAC                    橫電磁波室 GTEM

射頻信號發(fā)生器 / 信號源

發(fā)射天線

功率計 / 功率探頭

功率放大器

電場探頭

射頻開關(guān)

測試軟件

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

場地均勻性對功率放大器、天線以及暗室尺寸提出了更高要求！

  電快速瞬變脈沖群抗擾度

電快速脈沖群模擬器  脈沖群模擬器  脈沖群發(fā)生器 EFT BURST

容性耦合夾 容性耦合鉗

耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 三相耦合去耦網(wǎng)絡(luò)

同軸衰減器  50Ω同軸衰減器  1000Ω同軸衰減器

測試環(huán)境周邊：

 測試木桌：長1.6m×寬0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 長1.6m×寬0.8m×厚>1.0mm

 絕緣墊: > 長0.5m×寬0.5m×高10cm

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

  雷擊浪涌(沖擊)抗擾度

雷擊浪涌模擬器 浪涌發(fā)生器 雷擊發(fā)生器 過電壓模擬器 脈沖發(fā)生器 組合波浪涌 通信波浪涌

耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 三相耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 非屏蔽數(shù)據(jù)線耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 非屏蔽不對稱數(shù)據(jù)線耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 對稱數(shù)據(jù)線耦合去耦網(wǎng)絡(luò)

高壓差分電壓探頭 差分電壓探頭 電流探頭

測試環(huán)境周邊：

隔離變壓器

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

 射頻場感應(yīng)的傳導(CS,BCI )大電流注入抗擾度

射頻傳導抗擾度一體機 傳導抗擾度 CS BCI

CDN 耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 三相耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 非屏蔽數(shù)據(jù)線耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 非屏蔽不對稱數(shù)據(jù)線耦合去耦網(wǎng)絡(luò) 對稱數(shù)據(jù)線耦合去耦網(wǎng)絡(luò)

電磁耦合夾 電磁耦合鉗

電流探頭 電流注入探頭

測試環(huán)境周邊：

 測試木桌：長1.6m×寬0.8m×高0.8m

 水平耦合板: 長1.6m×寬0.8m×厚>1.0mm

 絕緣墊: > 長0.5m×寬0.5m×高10cm

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

IEC 61000-4-6 Ed4.0 明確了對功率放大器飽和度的判斷，要求執(zhí)行CDN校準過程中記錄功率放大器的前向功率，這就要求射頻傳導抗擾度測試系統(tǒng)帶定向耦合器以及至少兩通道以上的功率計。

工頻磁場抗擾度

工頻磁場發(fā)生器 磁場發(fā)生器 磁場線圈 脈沖磁場 阻尼振蕩波磁場

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

工頻的磁場強度主要由流過線圈的電流大小決定的，整套測試系統(tǒng)如何準確的復現(xiàn)磁場數(shù)據(jù)尤其重要。

電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度電壓故障模擬器 

電壓跌落測試儀 電壓中斷 電壓暫降 電壓變化

交流移相器

直流跌落源

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

電壓暫降和短時中斷模擬器有幾個關(guān)鍵參數(shù)值得關(guān)注：

1.電壓上升時間tr和下降時間tf: 1μs ~ 5μs @ 100Ω純阻

2.過沖/欠沖: <5%UT

3.三相負載電壓暫降相-相模式下要求相位偏移 Phase shift

4.附錄A中要求整套測試系統(tǒng)滿足沖擊電流的負荷(至少>500A)

電壓變化的關(guān)鍵參數(shù)值得關(guān)注：

1.電壓降低時間td要求是突變，相對于ms為周期的正弦波”突變”一般理解是μs級

2.電壓緩慢上升時間ti：要求是25/30個正弦波周期，也即ms級別，并且在過零點處調(diào)整電壓

以上新標準提出的幾個關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)導致采用傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)生器變成了預兼容測試系統(tǒng)，例如三相交流調(diào)壓器不能作為移相器 使用；帶馬達控制的

自耦變壓器作為電壓變化的發(fā)生器滿足不了突變和過零點調(diào)壓；采用程控電源作為調(diào)壓源不滿足附錄A對試驗沖擊電流的要求。

EMI 發(fā)射測量系統(tǒng)

             半電波暗室

              屏蔽室

測量接收機

人工電源網(wǎng)絡(luò)

功率吸收鉗

三環(huán)天線

線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)

電流探頭

電壓探頭

測量天線

EMI測試軟件

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

  EMI傳導騷擾測量系統(tǒng)投資金額比較小，在眾多中小型企業(yè)中大部分都有采用。有些企業(yè)甚至不需要用到屏蔽室，簡單的用測量接收機和人工電源網(wǎng)絡(luò)搭建一個平臺來摸底測量，這里提醒用戶重點要考慮獨立接地(Reference ground)，測量接收機以及人工電源網(wǎng)絡(luò)的選型。電波暗室依據(jù)測量 距離不同，分3m法、5m法、10m比較常見。大部分的企業(yè)用戶采用3m法半電波暗室，有些用戶受預算和場地空間的限制，在小型EUT的情況下會選擇更加經(jīng)濟緊湊的電波暗室(通常長7m，寬4m，高3m)；依據(jù)CISPR定義標準規(guī)格的暗室要求長9m、寬6m、高6m左右的空間，這種966暗室才能滿足實驗室認可的需求。如果更大EUT體積，就只能去選擇5m或者10m的測量距離暗室。

   諧波電流和電壓閃爍測量系統(tǒng)

高精度電參數(shù)分析儀

高精度凈化電源

閃爍分析儀

參考阻抗網(wǎng)絡(luò)

諧波電流和電壓閃爍測試軟件

關(guān)鍵參數(shù) Key parameter

這套系統(tǒng)屬于EMI發(fā)射的測量范疇，用戶對傳導騷擾和輻射騷擾測量系統(tǒng)給予更大的關(guān)注是因為CE/RE測量的數(shù)據(jù)量非常敏感，稍微有點偏差就相差很大，并且整改起來沒有那么容易，對工程師的實戰(zhàn)經(jīng)驗和理論功底都要求非常高。諧波電流和電壓爍從結(jié)果來看，相對單一好整改，并且樣品出問題的情況少，但是需要強調(diào)的是，這套測量系統(tǒng)同樣對分析儀表和測量精度以及測量方法需求一點都不低。由于用戶關(guān)注少，往往忽略對這些標準和分析系統(tǒng)的深入研究，市面上甚至有主流品牌的儀器出現(xiàn)非常大錯誤的數(shù)據(jù)量。這里提醒用戶在測量系統(tǒng)選型時要關(guān)注以下幾點：

1. 分析儀表是否完全符合IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-15最新版定義；目前市面上很多品牌的儀表并不能完全滿足IEC 標準定義，只不過國內(nèi)計量單位并不完全參考該標準出具數(shù)據(jù)

2. 凈化電源是否滿足IEC 61000-3-2 附錄A的需求；電源作為整套系統(tǒng)核心儀器，價格占比高，故障率也高，所以一定要選擇合適的高質(zhì)量的交流電源

3. 是否采用了最新版的測試法規(guī)軟件