emc測試項目包括哪些 emc測試的項目要點(diǎn)

2023-03-13 11:14:30 作者:蔡金盛
EMC測試EMC Test(電磁兼容性測試)的全稱是電磁兼容性,定義為“設(shè)備和系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中正常工作,而不對環(huán)境中的任何事物造成難以承受的電磁干擾的能力”。EMC包括兩個方面:一方面,設(shè)備要能在一定的電磁環(huán)境下正常工作,即設(shè)備要有一定的電磁抗擾度(EMS);其次,設(shè)備本身產(chǎn)生的電磁騷擾不能對其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生大的影響,即電磁騷擾(EMI)。

ems的測試項目如下:

1)靜電放電抗擾度(ESD);

該測試基于IEC 61000-4-2準(zhǔn)則B,測試的目的是測試單個設(shè)備或系統(tǒng)抗靜電放電干擾的能力。

測試原理:ESD實(shí)驗(yàn)是模擬人體和物體與設(shè)備接觸時產(chǎn)生的靜電放電或人體和物體對相鄰物體的放電,包括能量的直接交換,引起器件的損壞或放電產(chǎn)生的近場(電場和磁場的變化),導(dǎo)致設(shè)備的誤動作。

2)輻射電磁場的抗擾度(RS)(80 MHz ~ 1000 MHz);

測試的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-3準(zhǔn)則A,測試的目的是測試單個設(shè)備或系統(tǒng)抗電場干擾的能力。測試波形如下:

頻率范圍:80MHz-2.5GHz,

調(diào)制方式:80%調(diào)幅,1 khz正弦波。

頻率步長:1%

停留時間:3s

3)電快速瞬變/突發(fā)抗擾度;

測試所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-4標(biāo)準(zhǔn)B;測試的目的是調(diào)查單個設(shè)備或系統(tǒng)抵抗快速瞬變干擾的能力。這些瞬態(tài)干擾是由感性負(fù)載中斷等瞬態(tài)動作引起的,這些瞬態(tài)動作導(dǎo)致成群出現(xiàn)脈沖。單個脈沖的高脈沖重復(fù)頻率、短上升時間和低能量會導(dǎo)致設(shè)備誤操作。

試驗(yàn)項目

試驗(yàn)條件

左旋硝基丙酸

2kV(5/50ns,5kHz)

信號/控制線

1千伏(5/50納秒,5千赫)

4)浪涌(閃電)抗擾度;

測試所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)B;試驗(yàn)的目的是考察EUT抗浪涌干擾的能力,浪涌干擾是由其他設(shè)備短路、主供電系統(tǒng)切換、間接雷擊等引起的。

測試波形有1.2/50s和10/700s兩種,1.2/50s波形適用于電力線端口和短距離信號電路/線路端口。10/700s波形適用于對稱通信線路。

5)注入電流的抗擾度(CS)(150 kHz ~ 230 MHz);

該測試基于IEC 61000-4-6標(biāo)準(zhǔn)A;測試的目的是檢驗(yàn)單個設(shè)備或系統(tǒng)抵抗傳導(dǎo)干擾的能力。測試原理:主要考察從電線或電纜引入的0.15MHz-80MHz連續(xù)干擾電壓的抗擾度。測試波形如下:

頻率范圍:0.15MHz-80MHz

調(diào)制方式:80%調(diào)幅,1 khz正弦波。

頻率步長:1%

停留時間:3s

6)電壓跌落和短時中斷抗擾度

測試所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61000-4-11標(biāo)準(zhǔn)B C;該試驗(yàn)的目的是調(diào)查EUT抵抗電壓驟降和驟降的能力。

電磁干擾的測試項目包括:

1)諧波電流(二次至四十次諧波)

1.諧波(諧波測試)

測試的標(biāo)準(zhǔn)是EN 61000-3-2;更改標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定向公共電網(wǎng)發(fā)射的諧波電流限值;規(guī)定被測設(shè)備在特定環(huán)境下產(chǎn)生的輸入電流諧波分量的限值;適用于輸入電流小于或等于16A的接入公共低壓網(wǎng)絡(luò)的電子電氣設(shè)備。

諧波測試主要是測試低壓供電網(wǎng)絡(luò)中的諧波對這些頻率敏感器件的影響。

諧波測試原理:由于電子設(shè)備的工作模式、非線性元件和各種干擾噪聲的影響,其輸入電流并不是一個完整的正弦波,往往含有豐富的高次諧波成分,對電網(wǎng)造成污染。

電力系統(tǒng)中的諧波是指頻率為供電系統(tǒng)額定頻率整數(shù)倍的正弦電壓或正弦電流。

公共傳輸系統(tǒng)中的諧波電流會導(dǎo)致以下問題:

(1)損失了更多的電能,每個諧波都有一個無功功率部分和一個有功功率部分(其中有功功率會加熱導(dǎo)體,導(dǎo)致導(dǎo)體面積更大

測試的標(biāo)準(zhǔn)是EN 61000-3-3。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電壓波動和閃變對公共電網(wǎng)影響的限值;制定被測樣機(jī)在特定條件下的電壓變化限值和評估方法;適用于輸入電流每相小于或等于16A的220V至250V、50Hz的電子電氣設(shè)備接入公共低壓電網(wǎng)。

本標(biāo)準(zhǔn)旨在確保產(chǎn)品不會對與其連接的照明設(shè)備造成過度的閃爍效應(yīng)(燈光閃爍)。

3)實(shí)施騷擾

測試基于標(biāo)準(zhǔn)EN61000-6-4,適用于電子電氣測量和測試設(shè)備、電子電氣控制設(shè)備或電子電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

傳導(dǎo)干擾實(shí)驗(yàn)原理:電子設(shè)備干擾噪聲頻率小于30MHz時,主要干擾音頻頻段。對于這種電磁波的波長,電子設(shè)備的電纜小于一個波長(30MHz的波長為10m),所以輻射到空氣中的效率很低。如果能測出電纜上感應(yīng)的噪聲電壓,就能測出該頻段電磁噪聲的干擾程度。這種噪聲是傳導(dǎo)噪聲。

4)輻射干擾

測試基于標(biāo)準(zhǔn)EN61000-6-4,適用于電子電氣測量和測試設(shè)備、電子電氣控制設(shè)備或電子電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

輻射擾動的實(shí)驗(yàn)原理:當(dāng)天線總長度大于信號波長的1/20時,會產(chǎn)生有效的輻射發(fā)射到空間,當(dāng)天線長度為/2的整數(shù)倍時,輻射能量最大。當(dāng)噪聲頻率大于30MHz時,電子設(shè)備的電纜、開口、縫隙都容易滿足上述條件,形成輻射發(fā)射。

安全試驗(yàn)

安全規(guī)范(Safety regulations)即安全規(guī)范,通常指電子產(chǎn)品設(shè)計中必須維護(hù)和遵守的規(guī)范。安全測試模擬客戶可能的使用方式,通過一系列測試,考察電子產(chǎn)品在正常或異常使用情況下可能存在的觸電、火災(zāi)、機(jī)械傷害、熱傷害、化學(xué)傷害、輻射傷害、食品衛(wèi)生等危害,并在產(chǎn)品出廠前通過相應(yīng)的設(shè)計進(jìn)行預(yù)防。

安全法規(guī)強(qiáng)調(diào)對用戶和維護(hù)人員的保護(hù),使電子產(chǎn)品能夠給用戶帶來便利,但同時電子產(chǎn)品也不能給用戶帶來危險,同時電子設(shè)備的部分或全部功能也可能喪失。設(shè)備的部分或全部功能喪失,但不會給使用者帶來危險,則安全設(shè)計合格,盡管設(shè)備可能無法使用或成為一堆廢物。與電子產(chǎn)品的功能設(shè)計不同,常規(guī)的電子產(chǎn)品設(shè)計主要考慮如何實(shí)現(xiàn)功能并保持其完好,以及產(chǎn)品對環(huán)境的適應(yīng)。安全法規(guī)就是用安全規(guī)范來考慮電子產(chǎn)品,讓電子產(chǎn)品更安全。

1.高壓測試:高壓測試是國際安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)要求的必測項目。產(chǎn)品出廠前必須進(jìn)行百分比測試,這是產(chǎn)品質(zhì)量保證和電氣安全的指標(biāo)。測試方法是在產(chǎn)品上加一個高于正常工作電壓的異常電壓進(jìn)行測試,這個電壓必須持續(xù)一段時間。最后判斷,只要沒有絕緣崩潰,就可以視為通過這個測試。2.絕緣電阻測試絕緣電阻在相關(guān)的兩點(diǎn)上施加DC電壓,最高可達(dá)1000伏。通常使用的單位是歐姆,可以判定良品和不良品。3.接地電阻測試接地電阻測試是測試產(chǎn)品的接地點(diǎn)。對于產(chǎn)品的外殼或金屬部分,應(yīng)用恒流電源測試兩點(diǎn)之間的阻抗。一般要求產(chǎn)品測試25安培,阻抗不得大于0.1歐姆,而CSA要求測量40安培,可以檢測接地點(diǎn)螺栓未鎖緊、接地線直徑過小、接地線斷線等問題。4.泄漏電流測試接觸電流測試是指設(shè)備供電時,電流通過設(shè)備的金屬可觸及部分流向接地部分或通過人體流向可觸及部分。5.輸入測試:安全輸入測試的目的是考察輸入是否滿足產(chǎn)品正常工作時的需要,輸入電路是否能承受產(chǎn)品工作時所需的電流。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,最大功耗的輸入電流不能大于產(chǎn)品標(biāo)稱值的110%。這個標(biāo)稱值也是告訴用戶產(chǎn)品安全工作所需的最小電流,因此用戶在使用該設(shè)備之前應(yīng)準(zhǔn)備好這樣的電氣環(huán)境。6.安全標(biāo)志的穩(wěn)定性測試:用戶使用的安全警示標(biāo)志必須穩(wěn)定可靠,使用一段時間后不能模糊不清,導(dǎo)致用戶誤用,從而引發(fā)危險或直接導(dǎo)致危險。所以我們需要測試這種穩(wěn)定性。安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水要檢測15S,然后汽油要檢測15S。標(biāo)志不應(yīng)該含糊不清。7.電容放電測試:對于一個電源線可以插拔的設(shè)備來說,電源線經(jīng)常從插座上拔下來,經(jīng)常被人擺弄或者隨意擺放。這就導(dǎo)致了一個問題。拔掉的電源插頭是充電的,這種電量會隨著時間的推移而消失。如果這個時間太長,會對玩插頭的人造成觸電,放置的電源插頭會損壞其他設(shè)備或設(shè)備本身。所以整機(jī)的安全標(biāo)準(zhǔn)對這個時間做了嚴(yán)格的規(guī)定。我們在設(shè)計產(chǎn)品的時候就要考慮這個時間,產(chǎn)品獲得安全認(rèn)證的時候也需要衡量這個時間。8.電路穩(wěn)定性測試:SELV電路SELV電路是一個安全的接地電壓電路。該電路對用戶是安全的,如手機(jī)充電器的DC輸出端和手機(jī)。它們是安全的,可以隨意觸摸,沒有危險。注:SELV電路在不同的標(biāo)準(zhǔn)中有不同的解釋。比如SELV在IEC60364的解讀和在IEC60950-1的解讀是不一樣的,所以要注意它是在哪個標(biāo)準(zhǔn)下,它的危險性也是不一樣的。SELV電路需要滿足特殊要求才能成為SELV電路。這些要求是在發(fā)生單一故障時仍能滿足SELV電路的要求。所以每一個SELV電路都需要在單一故障下進(jìn)行測試,證明SELV電路是穩(wěn)定的。在測試過程中,逐個引入單一故障來監(jiān)控SELV電路。9.限電電源電路由于限電電源電路的輸出功率很小,在已知的經(jīng)驗(yàn)中不會造成火災(zāi)危險。所以在安全標(biāo)準(zhǔn)中,特別降低了對這類電路外殼的要求,其阻燃等級為UL94V-2。所以這些電路都需要測量,證明是有限電源電路。10.做過限流源電路電工的人都知道,AC220V電路通過一定電阻后,對人沒有危險。那么什么是阻力,阻力的要求是什么?可能大家都不知道。

安全標(biāo)準(zhǔn)里有這個規(guī)定,這個規(guī)定就是限流源電路。限制電流源要求流出的電流在正?;芈泛蛦我还收舷碌陀诎踩拗?,對人的危險性不會低于0.25mA,隔離一、二次回路的電阻是需要特殊標(biāo)準(zhǔn)的耐沖擊性。11.持續(xù)接地測試:做過電氣安裝的人都知道,有些設(shè)備是必須接地的,否則它能接觸到的表面會有危險電壓。這些危險的電壓必須通過接地來釋放。安全測試規(guī)定了電流有多大,需要多長時間,測得的電阻必須小于0.1歐姆或者電壓降應(yīng)該小于2.5V(有條件使用該值)。12.濕度測試:濕度測試是模擬設(shè)備在極端環(huán)境下的安全性能。設(shè)備制造出來后,可以在任何濕度下安全運(yùn)行。你不能因?yàn)楝F(xiàn)在是雨季,濕度大,就告訴用戶設(shè)備不能用。因此,在設(shè)計時需要考慮設(shè)備在可預(yù)見的濕度下滿足安全要求,因此濕度測試是必要的。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),測試要求略有不同。13.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn):扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是指設(shè)備的外部導(dǎo)線在使用過程中經(jīng)常受到外力而彎曲變形。該試驗(yàn)是測試導(dǎo)線能承受的彎曲次數(shù),在產(chǎn)品生命周期內(nèi)不會因外力而斷裂,露出AC220V導(dǎo)線。14.穩(wěn)定性測試:設(shè)備在正常使用中,經(jīng)常會有不同的外力,比如:較高的設(shè)備人會靠在上面,或者維修時會有人爬上去;比較矮的設(shè)備看起來像凳子,可能有人站在上面。由于設(shè)備受到這些外力的作用,如果設(shè)備設(shè)計不當(dāng),會導(dǎo)致設(shè)備倒塌和傾覆的危險。因此,這些測試需要在設(shè)備設(shè)計完成后進(jìn)行。檢查它們是否符合安全要求。15.外殼應(yīng)力測試:設(shè)備在使用過程中,會受到各種外力作用,使設(shè)備外殼變形,導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部發(fā)生危險,或者指標(biāo)達(dá)不到要求。因此,在設(shè)計設(shè)備時必須考慮這些影響,在安全認(rèn)證時必須測試這些指標(biāo)。16.跌落測試:小型設(shè)備或桌面設(shè)備在正常使用中可能會從手中或工作臺上跌落到地上。這些跌落可能會導(dǎo)致設(shè)備的內(nèi)部安全指標(biāo)無法滿足要求。所以設(shè)計設(shè)備時必須考慮這種影響,安全認(rèn)證時需要測試這些指標(biāo)。要求是設(shè)備墜落后,功能可以喪失,但不能對使用者造成危險。17.應(yīng)力釋放試驗(yàn):如果設(shè)備內(nèi)部有危險電路,而設(shè)備正常使用,如果外殼變形,就會暴露危險,這是不允許的。設(shè)計設(shè)備時必須考慮這些影響,安全認(rèn)證時必須測試這些指標(biāo)。18.電池充放電測試:如果設(shè)備中有可充電電池,需要做充放電測試,單次故障下的充電測試和過充電測試。這是因?yàn)樵O(shè)備正常使用,充放電,設(shè)備有故障,但主要功能沒有喪失,用戶不會發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。在這種情況下,充放電要求是安全的,不存在爆炸等危險。19.設(shè)備溫升試驗(yàn):溫升試驗(yàn)是安全試驗(yàn)中最重要的。雖然試驗(yàn)所用的設(shè)備和儀器與人工氣候環(huán)境試驗(yàn)相同,但檢驗(yàn)項目和試驗(yàn)裝置及目的有很大差異。人工氣候環(huán)境主要考察設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性。安全規(guī)則檢查設(shè)備是否能安全工作。這里舉一個例子來說明它們的區(qū)別:安全試驗(yàn)主要測試安全裝置的溫度,比如正常情況下絕緣材料的工作溫度,小于設(shè)備最高允許工作溫度下絕緣材料的最高允許溫度。

比如25時測試的絕緣材料溫度是100,但絕緣材料只能在130以下安全運(yùn)行,這是定義設(shè)備最高允許工作溫度的關(guān)鍵。設(shè)備在50時,絕緣材料換算成50的試驗(yàn)溫度應(yīng)為125,滿足小于130的要求,試驗(yàn)通過。如果設(shè)備的環(huán)境溫度為60,換算成60的試驗(yàn)溫度應(yīng)為135,高于130的要求,試驗(yàn)失敗。同樣,其他安全裝置也需要測試工作溫度。從而判斷是否滿足要求。20.球壓試驗(yàn):作為支撐危險電壓的絕緣材料或塑料件,需要做球壓試驗(yàn),以保證危險電壓件在高溫下工作時,塑料件有足夠的支撐強(qiáng)度。試驗(yàn)溫度為最高溫度加15,但不得低于125。球壓時間在要求的溫度下保持1小時。

環(huán)境測試一般電子產(chǎn)品涉及的環(huán)境測試包括氣候測試和機(jī)械振動測試。

氣候試驗(yàn)包括:低溫儲存試驗(yàn)、高溫儲存試驗(yàn)、低溫運(yùn)行試驗(yàn)、高溫運(yùn)行試驗(yàn)、熱試驗(yàn)、溫度循環(huán)試驗(yàn)、交變濕熱試驗(yàn)、低溫極限試驗(yàn)、高溫極限試驗(yàn)和噪聲試驗(yàn)。

機(jī)械振動試驗(yàn)包括:包裝隨機(jī)振動試驗(yàn)、包裝碰撞試驗(yàn)、包裝跌落沖擊試驗(yàn)、模擬包裝運(yùn)輸試驗(yàn)、野外跑車、隨機(jī)振動、沖擊試驗(yàn)、工作正弦振動、工作沖擊試驗(yàn)和地震試驗(yàn)。

環(huán)境試驗(yàn)的目的包括以下幾點(diǎn):

1)在產(chǎn)品開發(fā)階段,評估產(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)過程中是否存在質(zhì)量控制波動。

3)在產(chǎn)品放行前,識別或接受產(chǎn)品的環(huán)境可靠性。

4)可靠性改進(jìn):揭示和分析產(chǎn)品在不同環(huán)境和應(yīng)力條件下的失效規(guī)律,以及相關(guān)的失效模式和失效機(jī)理,并有針對性地進(jìn)行改進(jìn)。

環(huán)境試驗(yàn)有以下注意事項:

1)整個系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況接地,否則無法模擬實(shí)際使用情況。

2)保持測試儀器良好接地,以確保測試人員的安全。

3)對于公差試驗(yàn),試驗(yàn)工程師必須在試驗(yàn)現(xiàn)場警戒,防止因試驗(yàn)失敗而造成事故。此外,必須在測試區(qū)域添加危險警告標(biāo)志。

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

一種測試

低溫工作試驗(yàn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 2423.1試驗(yàn)a:低溫試驗(yàn)方法

測試溫度

-20攝氏度

試驗(yàn)時間

4h

測試內(nèi)容

結(jié)論

測試前:測試樣品的外觀和功能。

及格

低溫啟動20次,無斷電、重啟異常、死機(jī)、黑屏、花屏、藍(lán)屏、軟件錯誤。

及格

測試中低溫運(yùn)行:播放視頻無死機(jī)、斷電等現(xiàn)象,各接口工作正常。

及格

測試后:測試樣品的外觀和功能。

及格

一種測試

高溫工作試驗(yàn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 2423.2試驗(yàn)b:高溫試驗(yàn)方法

測試溫度

70攝氏度

試驗(yàn)時間

24小時

測試內(nèi)容

結(jié)論

測試前:測試樣品的外觀和功能。

及格

高溫啟動20次,無斷電、重啟異常、死機(jī)、黑屏、花屏、藍(lán)屏、軟件錯誤。

及格

測試中低溫運(yùn)行:播放視頻無死機(jī)、斷電等現(xiàn)象,各接口工作正常。

及格

測試后:測試樣品的外觀和功能。

及格

一種測試

交變濕熱試驗(yàn)

測試溫度和濕度

25攝氏度至40攝氏度,95%相對濕度

試驗(yàn)時間

24小時

測試內(nèi)容

結(jié)論

測試前:測試樣品的外觀和功能。

及格

高溫啟動20次,無斷電、重啟異常、死機(jī)、黑屏、花屏、藍(lán)屏、軟件錯誤。

及格

測試中低溫運(yùn)行:播放視頻無死機(jī)、斷電等現(xiàn)象,各接口工作正常。

及格

測試后:測試樣品的外觀和功能。

及格

振動環(huán)境試驗(yàn)的內(nèi)容如下:

一種測試

包裝的隨機(jī)振動試驗(yàn)

試驗(yàn)時間

X/Y/Z軸振動1小時。

trystate

包裝,不開機(jī)

測試內(nèi)容

結(jié)論

測試前:對樣品的外觀(包括包裝材料)、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行測試。

及格

測試后:對樣品的外觀(包括包裝材料)、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行測試。

及格

一種測試

正弦振動試驗(yàn)

試驗(yàn)條件

振蕩頻率

5Hz ~ 15Hz,位移:1m

振蕩頻率

15Hz200hz,加速度:1g

振動方向

X/Y/Z三軸振動

試驗(yàn)時間

X/Y/Z軸振動0.5h

trystate

沒有包裝,開機(jī)。

測試內(nèi)容

結(jié)論

測試前:測試樣品的外觀、結(jié)構(gòu)和功能。

及格

實(shí)驗(yàn)中:播放視頻時沒有死機(jī)、斷電等現(xiàn)象。

及格

測試后:對樣品的外觀(包括包裝材料)、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行測試。

及格

一種測試

包裝跌落試驗(yàn)

試驗(yàn)條件

墜落高度

一米

下落位置

8個角,12條邊,6個面

跌倒次數(shù)

每個零件1次

下降模式

自由落體

測試前:測試樣品的外觀、結(jié)構(gòu)和功能。

及格

測試后:測試樣品的外觀、結(jié)構(gòu)和功能。

及格

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