工程设计类学习(DAY21)：EMC检测全解析：从EMI到EMS
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目录
EMC (电磁兼容性) 检测概述
第一部分：EMI (电磁骚扰) 检验项目详解
1. 谐波电流测试 (Harmonic)
2. 电压波动和闪烁 (Flicker)
3. 传导骚扰 (CE, 0.15-30MHz)
4. 辐射骚扰 (RE, 30-1000MHz)
第二部分：EMS (电磁抗扰度) 检验项目详解
1. 静电放电抗扰度 (ESD)
2. 辐射电磁场抗扰度 (RS)
3. 电快速瞬变/脉冲群抗扰度 (EFT/Burst)
4. 雷击浪涌抗扰度 (Surge)
5. 传导射频干扰/注入电流抗扰度 (CS)
6. 工频磁场抗扰度 (Rated power frequency magnetic field)
7. 电压暂降和短时中断抗扰度 (Dips)
EMC (电磁兼容性) 检测概述
EMC (Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)的定义为：“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。
该定义包含两个核心方面：
EMS (Electromagnetic Susceptibility，电磁抗扰度)：设备应能在一定的电磁环境下正常工作，即具备一定的抗干扰能力。
EMI (Electromagnetic Interference，电磁骚扰)：设备自身产生的电磁骚扰不能对其他电子产品产生过大的影响。
第一部分：EMI (电磁骚扰) 检验项目详解
EMI 主要包含以下四大检验项目：
① 谐波电流（2～40次谐波）
② 电压波动和闪烁 (Flicker)
③ 传导骚扰 (CE)
④ 辐射骚扰 (RE)
1. 谐波电流测试 (Harmonic)
适用标准：EN 61000-3-2
适用范围：输入电流小于或等于16A的接入公共低电压网络的电子电气设备。
目的：规定向公共电网发射的谐波电流的限值，检验低压供电网络中的谐波是否会对频率敏感设备产生影响。
实验原理：由于电子设备的工作模式、非线性元件和各种干扰噪声等原因，导致其输入电流不是完全的正弦波，往往含有丰富的高次谐波成分，对电网造成污染。 谐波电压是由叠加在电源电压上的一个或多个连续正弦波的组合波构成，会导致电网电压产生畸变。
谐波危害：电力系统中的谐波指的是频率为供电系统额定频率整数倍的正弦电压或电流。公共输电系统出现谐波电流会引起：
损失更多电能：每个谐波都有无功功率和有功功率部分（有功功率会导致导线发热，需采用更大截面积的导线）。
电子部件使用寿命缩短。
电压失真导致电机效率降低。
限值分类：如 A 类限值等。
2. 电压波动和闪烁 (Flicker)
适用标准：EN 61000-3-3
适用范围：每相输入电流小于或等于16A，接入公共低电压网络的220V到250V，50Hz的电子电气设备。
目的：规定电压波动和闪烁对公共电网影响的限值，保证产品不对与其连接在一起的照明设备造成过度的灯光闪烁影响。
评估方式：针对各相对电压变化值允许的分钟变化率或变化时间。电压变化幅度越大，允许的变化速度就越小（即要求变化的时间越长）。
3. 传导骚扰 (CE, 0.15-30MHz)
适用标准：EN 61000-6-4
适用范围：电子电气测量测试设备、控制设备、实验室设备。
设备分类：
Class A (非家用)：适用于非家庭环境，以及不直接连接到为住宅建筑物供电的低压电网的设施。
Class B (家用)：适用于家庭环境，以及直接连接到为住宅建筑物供电的低压电网的设施。
实验原理：当电子设备干扰噪声的频率小于30MHz时，主要干扰音频频段。此时电缆长度不足一个波长（30MHz波长为10m），向空中的辐射效率很低。通过测量电缆上感应的噪声电压，就能衡量这一频段的电磁噪声干扰程度。
LISN (线路阻抗稳定网络) 的作用：
在EUT（被测设备）及供电电源之间起高频隔离作用，避免电源噪声进入EUT影响测量。
模拟实际供电电源阻抗，为EUT电源端子间提供规定阻抗，使测量结果统一化。
保持测试频段内的阻抗稳定为50欧姆，以实现与测量接收机/频谱分析仪的输入阻抗匹配。
4. 辐射骚扰 (RE, 30-1000MHz)
适用标准：EN 61000-6-4
适用范围及分类：同传导骚扰 (Class A 与 Class B)。
实验原理：当天线的总长度大于信号波长λ的1/20时，会向空间产生有效的辐射发射；当长度为λ/2的整数倍时，辐射能量最大。当噪声频率大于30MHz时，电子设备的电缆、开孔、缝隙都容易满足上述条件，从而形成辐射发射。
第二部分：EMS (电磁抗扰度) 检验项目详解
1. 静电放电抗扰度 (ESD)
适用标准：IEC 61000-4-2 (Criteria B)
目的：检验单个设备或系统抗静电泄放干扰的能力。
实验原理：模拟人体或物体在接触设备时产生的静电放电，或对邻近物体的放电。 包括直接的能量交换导致器件损坏，以及放电引起的近场（电场和磁场变化）造成设备误动作。
2. 辐射电磁场抗扰度 (RS)
适用标准：IEC 61000-4-3 (Criteria A)
目的：检验单个设备或系统抗空间电场干扰的能力。
测试波形参数：
频率范围：80MHz - 2.5GHz
调制方式：80% AM, 1kHz sin-wave (正弦波)
频率步长：1%
驻留时间：3s
3. 电快速瞬变/脉冲群抗扰度 (EFT/Burst)
适用标准：IEC 61000-4-4 (Criteria B)
目的：考察设备或系统抗快速瞬变干扰的能力。此类骚扰通常由感性负载中断等瞬变动作引起，具有脉冲成群出现、重复频率高、上升时间短、单个脉冲能量低等特点，易导致设备误动作。
4. 雷击浪涌抗扰度 (Surge)
适用标准：IEC 61000-4-5 (Criteria B)
目的：考察EUT抗浪涌干扰的能力。 此类瞬变骚扰多由其他设备故障短路、主电源系统切换或间接雷击等产生。
5. 传导射频干扰/注入电流抗扰度 (CS)
适用标准：IEC 61000-4-6 (Criteria A)
目的：考察单个设备或系统抗传导骚扰的能力。
实验原理：主要考察外界从导线或电缆引入连续干扰电压时的抗扰性。
测试波形参数：
频率范围：0.15MHz - 80MHz
调制方式：80% AM, 1kHz sin-wave (正弦波)
频率步长：1%
驻留时间：3s
6. 工频磁场抗扰度 (Rated power frequency magnetic field)
适用标准：IEC 61000-4-8 (Criteria A)
目的：考察EUT抗磁场干扰的能力。
适用场景：主要针对工业环境要求，以及针对磁敏感设备（如霍尔元件）。
7. 电压暂降和短时中断抗扰度 (Dips)
适用标准：IEC 61000-4-11 (Criteria B & C)
目的：考察EUT抗电源电压跌落和暂降的能力。