EMC的測(cè)試項(xiàng)目及環(huán)境

?EMC測(cè)試

EMC測(cè)試(電磁兼容性測(cè)試)的全稱是ElectroMagnetic Compatibility，其定義為“設(shè)備和系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力” 。EMC包含兩方面的內(nèi)容：一方面，該設(shè)備應(yīng)能在一定的電磁環(huán)境下正常工作，即該設(shè)備應(yīng)具備一定的電磁抗擾度(EMS)；其次，該設(shè)備自身產(chǎn)生的電磁騷擾不能對(duì)其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生過大的影響，即電磁騷擾(EMI)。

EMS的測(cè)試項(xiàng)目如下：

1）靜電放電抗擾度（ESD）;

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-2 Criteria B，測(cè)試目的是檢驗(yàn)單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)抗靜電泄放干擾的能力。

測(cè)試原理：ESD實(shí)驗(yàn)是模擬人體、物體在接觸設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的靜電放電或人體、物體對(duì)鄰近物體的放電包括直接通過能量的交換，引起器件的損壞或放電所引起的近場(chǎng)(電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化)，造成設(shè)備的誤動(dòng)作。

2）輻射電磁場(chǎng)（80MHz～1000 MHz）抗擾度（RS）;

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-3 Criteria A，測(cè)試目的是檢驗(yàn)單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)抗電場(chǎng)干擾的能力。測(cè)試波形如下：

①頻率范圍：80MHz-2.5GHz,

②調(diào)制方式：80％ AM,1kHz sin-wave

③頻率步長(zhǎng)：1％

④駐留時(shí)間: 3s

3）電快速瞬變/脈沖群抗擾度;

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-4 Criteria B；測(cè)試目的是考察單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)抗快速瞬變干擾的能力，這些瞬變騷擾是由于感性負(fù)載的中斷等瞬變動(dòng)作，導(dǎo)致脈沖成群的出現(xiàn)，脈沖重復(fù)頻率高，上升時(shí)間短，單個(gè)脈沖能量低等會(huì)導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作。

4）浪涌（雷擊）抗擾度;

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-5 Criteria B；測(cè)試目的是考察EUT抗浪涌干擾的能力，這些瞬變騷擾是由于其他設(shè)備的故障短路，主電源系統(tǒng)切換，間接雷擊等產(chǎn)生的干擾。

測(cè)試波形有1.2/50μs 和10/700μs兩種，1.2/50μs波形適用于電源線端口和短距離信號(hào)電路/線路端口；10/700μs波形適用于對(duì)稱通信線路。

5）注入電流（150kHz～230MHz）抗擾度（CS）;

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-6 Criteria A；測(cè)試目的是考察單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)抗傳導(dǎo)騷擾的能力。測(cè)試原理：主要考察外界從導(dǎo)線或電纜而引入的0.15MHz-80MHz的連續(xù)干擾電壓時(shí)的抗擾性。測(cè)試波形如下：

①頻率范圍：0.15MHz-80MHz

②調(diào)制方式：80％ AM,1kHz sin-wave

③頻率步長(zhǎng)：1％

④駐留時(shí)間: 3s

6）電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-11 Criteria B& C；測(cè)試驗(yàn)?zāi)康氖强疾霦UT抗電壓跌落和暫降的能力。

EMI的測(cè)試項(xiàng)目包括：

1）諧波電流（2～40次諧波）

1、Harmonic（諧波測(cè)試）

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是EN61000-3-2；改標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定向公共電網(wǎng)發(fā)射的諧波電流的限值；指定由在特定環(huán)境下被測(cè)設(shè)備產(chǎn)生的輸入電流的諧波成分的限值；適用于輸入電流小于或等于16A的接入公共低電壓網(wǎng)絡(luò)的電子電氣設(shè)備。

諧波測(cè)試主要是檢驗(yàn)低壓供電網(wǎng)絡(luò)中的諧波可能對(duì)這些頻率敏感的設(shè)備所產(chǎn)生的影響。

諧波測(cè)試原理：由于電子設(shè)備的工作模式、非線性元件和各種干擾噪聲等原因，導(dǎo)致其輸入電流不是完全的正弦波，往往含有豐富的高次諧波成分對(duì)電網(wǎng)造成污染。

電力系統(tǒng)中的諧波指的是那些頻率為供電系統(tǒng)額定頻率整數(shù)倍的正弦電壓或正弦電流。

公共輸電系統(tǒng)出現(xiàn)諧波電流會(huì)引起以下問題﹕

①損失更多電能﹐每一個(gè)諧波都有無功功率部分、有功功率部分﹐（其中有功功率會(huì)令導(dǎo)線發(fā)熱﹐導(dǎo)致導(dǎo)線要采用更大面積）；

②電子部件使用壽命縮短；

③電壓失真導(dǎo)致電機(jī)效率降低

諧波電壓是由疊加在電源電壓上的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)正弦波的組合波構(gòu)成。

2）閃爍Flicker

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是EN 61000-3-3。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電壓波動(dòng)和閃爍對(duì)公共電網(wǎng)的影響的限值；制定在特定的條件下被測(cè)樣機(jī)產(chǎn)生的電壓變化限值和評(píng)估方法的指導(dǎo)；適用于每相輸入電流小于或等于16A的接入公共低電壓網(wǎng)絡(luò)的220V到250V，50Hz的電子電氣設(shè)備。

該標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了保證產(chǎn)品不對(duì)與其連接在一起的照明設(shè)備造成過度的閃爍影響(燈光閃爍)。

3）傳導(dǎo)騷擾（CE）

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是EN61000-6-4，適用于電子電氣測(cè)量測(cè)試設(shè)備、電子電氣控制設(shè)備或者電子電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

傳導(dǎo)騷擾實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)電子設(shè)備干擾噪聲的頻率小于30MHz, 主要干擾音頻頻段，電子設(shè)備的電纜對(duì)于這類電磁波的波長(zhǎng)來說，還不足一個(gè)波的波長(zhǎng)(30MHz的波長(zhǎng)為10m), 向空中輻射的效率很低，這樣若能測(cè)得電纜上感應(yīng)的噪聲電壓，就能衡量這一頻段的電磁噪聲干擾程度，這類噪聲就是傳導(dǎo)噪聲。

4）輻射騷擾（RE）

測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是EN61000-6-4，適用于電子電氣測(cè)量測(cè)試設(shè)備、電子電氣控制設(shè)備或者電子電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

輻射騷擾實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)天線的總長(zhǎng)度大于信號(hào)波長(zhǎng)λ的1/20,會(huì)向空間產(chǎn)生有效的輻射發(fā)射，當(dāng)天線的長(zhǎng)度為λ/2的整數(shù)倍時(shí)，輻射的能量最大。當(dāng)噪聲頻率大于30MHz時(shí)，電子設(shè)備的電纜，開孔、縫隙都容易滿足上述條件，形成輻射發(fā)射。

安規(guī)測(cè)試

安規(guī)就是安全規(guī)范，通常是指電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中必須保持和遵守的規(guī)范。安規(guī)測(cè)試通過模擬客戶可能的使用方法，經(jīng)過一系列的測(cè)試，考核電子產(chǎn)品在正?；蚍钦Ｊ褂玫那闆r下可能出現(xiàn)的電擊、火災(zāi)、機(jī)械傷害、熱傷害、化學(xué)傷害、輻射傷害、食品衛(wèi)生等等危害，在產(chǎn)品出廠前通過相應(yīng)的設(shè)計(jì)，予以預(yù)防。

安規(guī)強(qiáng)調(diào)對(duì)使用和維護(hù)人員的保護(hù)，讓電子產(chǎn)品給使用人員帶來方便的同時(shí)，不讓電子產(chǎn)品給使用人員帶來危險(xiǎn)，同時(shí)允許電子設(shè)備部分或全部功能喪失。設(shè)備部分或全部功能喪失，但是不會(huì)對(duì)使用人員帶來危險(xiǎn)，那么安全設(shè)計(jì)則是合格的——盡管設(shè)備可能已經(jīng)無法使用或變成一堆廢物。與電子產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)考慮是不同的，常規(guī)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要考慮怎樣實(shí)現(xiàn)功能和保持功能的完好，以及產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。安規(guī)是使用安全規(guī)范來考慮電子產(chǎn)品，使產(chǎn)品更加安全。

　　1、高壓測(cè)試：

　　Dielectric Voltage withstand
test高壓測(cè)試為一種國(guó)際安規(guī)認(rèn)證機(jī)構(gòu)所要求的必測(cè)項(xiàng)目，產(chǎn)品須于出廠前做百分比的測(cè)試，它對(duì)產(chǎn)品而言，為品質(zhì)的保證及電氣安全性的指標(biāo)，其測(cè)試方式是將一高于正常工作電壓的異常電壓加在產(chǎn)品上測(cè)試，并且這個(gè)電壓須持續(xù)一段時(shí)間，最后判定只要無絕緣崩潰情形，即可算是通過此測(cè)試

　　2、絕緣阻抗測(cè)試

　　Insulation resistance
test絕緣阻抗于相關(guān)的兩點(diǎn)施加直流電壓，最高可達(dá)1000伏特，通常使用單位為歐姆，可判定良品及不良品

　　3、接地阻抗測(cè)試

　　Ground bond
test接地阻抗測(cè)試為測(cè)試產(chǎn)品的接地點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品的外殼或者金屬部分，施加一個(gè)恒流電源來測(cè)試兩點(diǎn)間的阻抗大小，一般產(chǎn)品規(guī)定測(cè)試25安培，阻抗不得大于0.1歐姆，而CSA則要求量測(cè)40安培檢測(cè)，可檢測(cè)出接地點(diǎn)螺絲未鎖緊，接地線徑太小，接地線路斷路等問題

　　4、泄露電流測(cè)試

　　Touch current test是指當(dāng)設(shè)備供應(yīng)電流時(shí)，流經(jīng)設(shè)備金屬可接觸部分經(jīng)人體至接地部分或可接觸部分的電流。

　　5、輸入測(cè)試：

　　安規(guī)輸入測(cè)試目的是考察產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)考慮輸入是否滿足產(chǎn)品在正常工作時(shí)，輸入電路是否能夠承受產(chǎn)品工作時(shí)需要的電流。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)里面規(guī)定是：最大功耗的輸入電流不能大于產(chǎn)品標(biāo)稱值的110%。這個(gè)標(biāo)稱值也是告訴用戶該產(chǎn)品安全工作需要的最小電流，讓用戶在使用這個(gè)設(shè)備前要準(zhǔn)備這樣的電氣環(huán)境。

　　6、安全標(biāo)識(shí)的穩(wěn)定性測(cè)試：

　　對(duì)用戶使用安全的警告標(biāo)識(shí)，必須是穩(wěn)定可靠的，不能因?yàn)槭褂靡欢螘r(shí)間后，變得模糊不清，而導(dǎo)致用戶錯(cuò)誤使用，而導(dǎo)致危險(xiǎn)，或直接導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。所以需要測(cè)試這個(gè)穩(wěn)定性。在安全標(biāo)準(zhǔn)里面規(guī)定是：用水測(cè)試15S，然后用汽油測(cè)試15S，標(biāo)識(shí)不能模糊不清。

　　7、電容放電測(cè)試：

　　對(duì)一個(gè)電源線可以插拔的設(shè)備，其電源線經(jīng)常會(huì)被拔出插座，拔出插座的電源插頭，經(jīng)常是被人玩，或任意放置。這樣導(dǎo)致一個(gè)問題，被拔出的電源插頭是帶電的，而這個(gè)電隨時(shí)間而消失，如果這個(gè)時(shí)間太長(zhǎng)，那么將會(huì)對(duì)玩插頭的人造成電擊，對(duì)任意放置的電源插頭會(huì)損壞其它設(shè)備或設(shè)備自己。因此各個(gè)整機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這個(gè)時(shí)間作出嚴(yán)格的規(guī)定。我們?cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品要考慮這個(gè)時(shí)間，產(chǎn)品作安全認(rèn)證需要測(cè)量這個(gè)時(shí)間。

　　8、電路穩(wěn)定測(cè)試：

　　SELV電路

　　SELV電路，就是安全地電壓電路，這個(gè)電路對(duì)使用個(gè)人員就是安全的，例如手機(jī)充電器的直流輸出端，到手機(jī)，它們是安全的，可以任意觸摸不會(huì)有危險(xiǎn)。

　　注：SELV電路在不同的標(biāo)準(zhǔn)里面有不同解釋，例如在IEC60364里面解釋與IEC60950-1是不同的，因此關(guān)于SELV需要注意在哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下面，其危險(xiǎn)也是不同的。

　　SELV電路需要滿足特殊的要求，才能是SELV電路，這些要求是，在單一故障時(shí)，仍然是滿足SELV電路要求的。因此對(duì)每一個(gè)SELV電路都需要做單一故障下的測(cè)試，證明是SELV電路是穩(wěn)定的。測(cè)試時(shí)是將單一故障逐一引入，監(jiān)視SELV電路。

　　9、限功率源電路

　　由于限功率源電路輸出的功率很小，在已經(jīng)知道的經(jīng)驗(yàn)中，它們不會(huì)導(dǎo)致著火危險(xiǎn)，因此在安全標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)這類電路的外殼作了專門降低要求規(guī)定，它們阻燃等級(jí)是UL94V-2。因此有這類電路都需要測(cè)量，證明它們是限功率源電路。

　　10、限流源電路

　　搞過電工的人知道，AC220V電路經(jīng)過一定的電阻之后，對(duì)人就沒有危險(xiǎn)了。那么究竟是多大的電阻，和電阻有什么樣的要求?？赡艽蠹揖筒恢懒恕Ｔ诎踩珮?biāo)準(zhǔn)里面就有這個(gè)規(guī)定，這個(gè)規(guī)定就是限流源電路。限流源電流，要求在電路正常和單一故障下，流出的電流是在安全限值以下的，對(duì)人不會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)小于0.25mA。對(duì)于隔離一次和二次電路的電阻是要求滿足專門標(biāo)準(zhǔn)的耐沖擊電阻。

　　11、接地連續(xù)測(cè)試:

　　搞過電氣安裝的人知道，有些設(shè)備必須接地，否則將在其可以觸摸的表面有危險(xiǎn)電壓。這些危險(xiǎn)電壓必須通過接地釋放。安規(guī)測(cè)試規(guī)定需要使用多大的電流，多久時(shí)間，測(cè)量的電阻必須小于0.1歐姆，或電壓降小于2.5V(有條件使用這個(gè)值)。

　　12、潮濕測(cè)試 :

　　潮濕測(cè)試，是模擬設(shè)備在極端環(huán)境下，設(shè)備的安全性能。設(shè)備在制造出后，是在任何濕度下都能安全運(yùn)行的，不能因?yàn)槭怯昙荆瑵穸却蠖嬖V用戶設(shè)備不能使用。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮設(shè)備在可以預(yù)見的濕度下滿足安全要求，因此濕度測(cè)試是必須的。測(cè)試要求根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同，有少量的差異。

　　13、扭力測(cè)試 :

　　扭力測(cè)試是設(shè)備外部導(dǎo)線在使用中，經(jīng)常受到外力作用彎曲變形。這個(gè)測(cè)試就是測(cè)試導(dǎo)線能夠承受的彎曲次數(shù)，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)不會(huì)因?yàn)橥饬ψ饔冒l(fā)生斷裂，AC220V電線外露等危險(xiǎn)。

　　14、穩(wěn)定性測(cè)試:

　　設(shè)備在正常使用中，常常會(huì)有不同的外力作用，比如：比較高的設(shè)備人會(huì)靠住它，或有人在維護(hù)時(shí)攀爬它;比較矮的設(shè)備，外形如同凳子式的，有人可能會(huì)站在上面等。由于設(shè)備受到這些外力作用，設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮周全會(huì)導(dǎo)致設(shè)備倒塌，翻轉(zhuǎn)等危險(xiǎn)。因此設(shè)備設(shè)計(jì)完成后需要做這些測(cè)試。檢查它們滿足安全要求。

　　15、外殼受力測(cè)試:

　　設(shè)備在使用過程中，會(huì)受到各種外力作用，這些外力可能會(huì)使設(shè)備外殼變形，這些變形可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部的危險(xiǎn)，或指標(biāo)不能滿足要求。因此在設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)必須考慮這些影響，安全認(rèn)證時(shí)必須測(cè)試這些指標(biāo)。

　　16、跌落測(cè)試:

　　小的設(shè)備或臺(tái)式設(shè)備，在正常使用中，可能會(huì)從手中或工作臺(tái)跌落到地面。這些跌落可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部安全指標(biāo)不能達(dá)到要求。因此在設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)必須考慮這種影響，在安全認(rèn)證時(shí)需要測(cè)試這些指標(biāo)。要求是設(shè)備跌落后，功能可以損失，但是不能對(duì)使用人員造成危險(xiǎn)。

　　17、應(yīng)力釋放測(cè)試:

　　設(shè)備內(nèi)部如果有危險(xiǎn)電路等，設(shè)備在正常使用中，如果外殼發(fā)生變形，導(dǎo)致危險(xiǎn)外露，這樣是不允許的。此在設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)必須考慮這些影響，安全認(rèn)證時(shí)必須測(cè)試這些指標(biāo)。

　　18、電池充放電測(cè)試:

　　如果設(shè)備內(nèi)部有可充電電池，則需要做充放電測(cè)試，和單一故障下的充電測(cè)試和過充電測(cè)試。這是因?yàn)樵O(shè)備在正常使用中，充電和放電，以及設(shè)備有故障，但是主要功能還沒有損失，使用人員不會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的，這種情況下，沖放電要求是安全的，不能因此而發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)。

　　19、設(shè)備升溫測(cè)試:

　　(正常工作下內(nèi)部和外部表面的溫度)

　　安全測(cè)試中，溫升測(cè)試最為重要，雖然測(cè)試使用設(shè)備儀器與人工氣候環(huán)境測(cè)試相同，但是考察項(xiàng)目和測(cè)試器件和目的有很大區(qū)別。人工氣候環(huán)境主要考察設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性。而安規(guī)考察的是設(shè)備是否可以安全地工作。這里舉一例來說明它們區(qū)別：安規(guī)測(cè)試主要測(cè)試安規(guī)器件的溫度，比如絕緣材料在正常情況下工作溫度，這個(gè)溫度在最高的設(shè)備允許工作溫度下，要小于絕緣材料的最大允許溫度。如在25℃環(huán)境下測(cè)試絕緣材料溫度是100℃，而絕緣材料只能在130℃以下安全運(yùn)行，這是定義設(shè)備允許的最高工作溫度很關(guān)鍵，如果設(shè)備是50℃的環(huán)境溫度，那么絕緣材料換算到50℃的環(huán)境溫度測(cè)試溫度應(yīng)該是125℃，滿足小于130℃要求，測(cè)試通過。如果設(shè)備是60℃環(huán)境溫度，那么換算到60℃的環(huán)境溫度測(cè)試溫度應(yīng)該是135℃，大于130℃要求，測(cè)試不通過。同樣其它的安規(guī)器件也需要測(cè)試工作溫度。以判斷是否滿足要求。

　　20、球壓測(cè)試:

　　作為支撐帶危險(xiǎn)電壓的絕緣材料或塑料件，需要做球壓測(cè)試，以保證在危險(xiǎn)電壓部件在高溫工作時(shí)，塑料件有足夠的支撐強(qiáng)度。測(cè)試溫度是最高溫度加上15℃，但是不小于125℃。球壓時(shí)間是在要求溫度下保持1H。

??環(huán)境測(cè)試

一般電子類產(chǎn)品涉及的環(huán)境測(cè)試包括氣候類測(cè)試和機(jī)械振動(dòng)類測(cè)試。

氣候類測(cè)試包括：低溫存儲(chǔ)測(cè)試，高溫存儲(chǔ)測(cè)試，低溫工作測(cè)試，高溫工作測(cè)試，熱測(cè)試，溫度循環(huán)測(cè)試，交變濕熱測(cè)試，低溫極限測(cè)試，高溫極限測(cè)試和噪聲測(cè)試。

機(jī)械振動(dòng)類測(cè)試包括：包裝隨機(jī)震動(dòng)試驗(yàn)，包裝碰撞試驗(yàn)，包裝跌落包裝沖擊，模擬包裝運(yùn)輸試驗(yàn)，實(shí)地跑車，隨機(jī)振動(dòng)，沖擊試驗(yàn)，工作正弦震動(dòng)，工作沖擊試驗(yàn)，地震試驗(yàn)。

環(huán)境試驗(yàn)的目的包括以下幾點(diǎn)：

1）在產(chǎn)品研發(fā)階段，評(píng)估產(chǎn)品的可靠性是否能達(dá)到預(yù)定的指標(biāo)。

2）在產(chǎn)品生產(chǎn)階段，監(jiān)控生產(chǎn)過程是否出現(xiàn)品控波動(dòng)。

3）在產(chǎn)品發(fā)布前，對(duì)產(chǎn)品的環(huán)境可靠性進(jìn)行鑒定或驗(yàn)收。

4）可靠性提升：暴露和分析產(chǎn)品在不同環(huán)境和應(yīng)力條件下的失效規(guī)律及有關(guān)的失效模式和失效機(jī)理，有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)。

環(huán)境試驗(yàn)有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

1）整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行接地，否則不能模擬實(shí)際使用情況。

2）保持測(cè)試儀器的良好接地，以保證測(cè)試人員安全。

3）對(duì)于耐受性測(cè)試，試驗(yàn)工程師必須在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)看守，以防止試驗(yàn)故障導(dǎo)致的意外事故。并且必須在試驗(yàn)區(qū)加危險(xiǎn)警告標(biāo)識(shí)。

以XX電子產(chǎn)品為例，氣候環(huán)境試驗(yàn)內(nèi)容如下：

振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)內(nèi)容如下：

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