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1、2023/7/20,CEPREI EMC LAB,电 磁 兼 容 检 验,（讲稿准备）中国赛宝实验室 樊文琪 电话：、87237178 传真：（讲解）中国赛宝实验室EMC室 朱文立电话：、87237656 传真：,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,第一章 谐波电流发射测量,GB17625.1-1998 eqv IEC 61000-3-2:1995 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流16A）介绍,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,一、标准背景,GB17625.1-1998 是众多电子电器产品认证检验的一个重要依据标准。它等效于IEC 61000
2、-3-2:l995。IEC61000-3-2标准由国际电工委员会（IEC）第77工作组（TC77）维护和发布，目前已有2001年第2.1版。新版IEC61000-3-2标准在技术上继承了1995版的2000年修订案A14等。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,二、基本概念,一个周期函数可以分解为傅立叶级数，表示为多级正弦函数的和式，即可把周期信号当作是正弦函数的基波与高次谐波的合成。所以，我们可以将设备的电流波形分解为基波和高次谐波，通过特定的仪器测量高次谐波含量。GB17625.1考虑到第40次谐波电流含量。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,三、谐波的危害,
3、大量的非线性设备应用，会造成电网电压波形畸变，使电网电能质量下降。当电网中存在过量的谐波电流，不仅会使发电机的效率降低，严重时还会造成发电机和电网设备的损坏，同时还会影响电网用户设备的正常工作，比如计算机运算出错，电视机画面翻滚。正是出于保护共用电网电能质量，保障电网和用户设备的正常进行，IEC提出了谐波电流限值标准。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,四、标准的适用范围,该标准只对接入频率为50Hz、相电压为220V或230V的低压供电系统且每相输入电流不大于16A的设备提出谐波电流限值要求。该标准是一个通用电磁兼容标准。一般地说，适合于本标准的产品类别较多，如家用电器、电动
4、工具、电气照明设备、信息技术设备、影音设备等等。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,五、设备的分类,分类是按照谐波电流限值不同而进行的。A类：平衡的三相设备以及除以下几类设备外的所有其他设备B类：便携式工具C类：电气照明设备（包括调光装置）D类：有功功率不大于600W，且具有特殊的输入电流波形的设备。可见，B类和C类设备定义比较简单，而A类和D类的区分比较复杂。D类设备的特殊电流波形主要特征是“脉冲波”。开关电源的电流波形常具有这种特征。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,六、一般要求,1、控制方法的要求 一般不允许对设备采用非对称相位控制方法，也不允许直接对供
5、电源进行半波整流。例外允许的情况是：1）非对称控制或对供电电源直接进行半波整流是检测不安全状况的唯一可用的方法时，可采用非对称控制和对供电电源直接进行半波整流。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,2）被控制的有功功率100W，或被控制的设备由双芯软电缆供电且只短时使用，可对供电电源进行半波整流。3）对加热元件，若输入功率200W，未超过标准中表3对D类设备的限值，则可采用电源控制。尽管在上述条件下允许采用非对称控制和半波整流，但这些设备仍需符合标准中对应的谐波电流限值的要求。另外标准规定，采用对称控制短时工作的家用电器按A类设备进行试验。,2023/7/20,CEPREI EM
6、C LAB,2、测量方法 2.1 标准附录C给出了多种设备的谐波电流测量试验条件。2.2 标准提出了稳态和暂态两个测量过程。稳态测量和暂态测量的每一个观测周期均为2.5min。标准中的限值表直接适用于稳态测量结果，而暂态测量结果的判断也要利用此限值表：在任何一个2.5min观测周期的10%以内210次偶次暂态谐波和319次奇次暂态谐波电流，允许其限值为限值表中的1.5倍，而其他阶的限值不变。另外，当手动或自动的将设备投入或退出运行状态，持续时间小于10s的谐波电流不予考虑。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,2.3 对于安装在机柜或机箱内的组合式设备，若分立单元可以单独接到电网
7、中，则只对各分立单元进行谐波电流测量，而不考核组合式设备整体。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,七、谐波电流限值,（注：对大于1kW的专用设备的谐波电流限值尚未确定。）1、A类设备的谐波电流限值从标准中的表1可以看出，A类设备的谐波电流限值是有效值，单位为安培，这对于功率较低的影音设备和信息技术设备（假定其为A类设备）而言，该限值并不算严格，但应注意的是不要忽视20次以上的高次谐波电流问题。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,2、B类设备的谐波电流限值 B类设备的谐波电流限值是A类设备的限值（即为对应标准中的表1中限值）的1.5倍。,2023/7/20,CEP
8、REI EMC LAB,3、C类设备的谐波电流限值 可以看出，其限值是以相对于基波的相对含量表示的。其中3次谐波含量放得较松，但总来讲，这些限值还是比较严格的。另外，标准对独立调光装置和控制白炽灯的内装式调光装置的谐波电流限值放宽，即以标准中的表1（A类设备限值）来考核。但是，标准要求调光器的相位控制不能使触发角超过145。但对于用来控制放电灯的内装式调光装置，则还是以表2的限值来要求。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,（注：对功率不大于25W的照明设备，现行国标尚未对其谐波电流限值作出规定，但新的IEC标准已作出规定。）,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,4
9、、D类设备的谐波电流限值,4.1 只限制奇次谐波电流。其实，D类设备的偶次谐波电流本身就比较小。4.2 319奇次谐波电流，不仅要符合最大允许谐波电流（对应表1 A类设备的限值），还要符合“每瓦功率允许的最大谐波电流”，所以可以说对D类设备的要求是比较严格的，而实际情况却是D类设备的谐波电流往往比较大。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,过去人们针对D类设备谐波电流发射较大的问题，多采用对电流波形整形的办法，也就是采取一定措施使电流波形的上升沿及下降沿不再那么陡峭，从而使设备由D类变为A类，由此限值得到放松。这个对策目前暂时还是有效的。但可以预料，在按照新版IEC标准修订后的国
10、标正式实施后，对个人计算机及显示器、电视机的谐波抑制技术难度将加大。（注：对输入功率小于75W的D类设备，新、旧版标准均未给出限值。）,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,八、谐波电流测量仪器,谐波测量设备一般由两部分组成：精密电源单元与测量仪表单元。要求电源部分能向被测设备提供良好波形的电压源、负载能力和平坦的阻抗特性。通常实验室多采用以FFT为频谱分析原理的谐波测量仪，而且通常是与电源在一起的组合式。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,测量仪的前级为采样电路、模-数变化器，后级是FFT分析仪（可以利用PC机实现）。为了尽可能不改变电源及被测设备的电路特性的，要
11、求整个测量设备的输入阻抗（主要是采样电阻）上的电压降不超过1.5V。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,九、试验条件,标准中规定了部分类型设备谐波电流的试验条件。对于没有提到的设备，则应按照用户操作或自动程序依此将每次谐波分量调整到使其在正常运行条件下发射最大。几种典型设备的试验条件：,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,1、彩色电视机 天线端75匹配，输入电平为65dBV的全电视信号标准彩条、1kHz伴音。调节电视机的亮度、对比度、色饱和度和音量至特定状态。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,2、声频功率放大器 首先确定测试时对被测设备的输入信号
12、类型：比较音频输入端在无信号输入与有额定信号源电动势之间输入信号，若引起设备输入电流变化小于最大电流的15%，则在无输入信号下试验；否则，按如下条件测量：音质、音色等控制功能调整至可获得最宽平坦的频响特性，输入白噪声信号。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,3、信息技术设备 按照生产厂商要求的配置，尽可能调整使其达到额定电流。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,第二章 声音和电视广播接收机及有关设备的无线电骚扰测量,GB13837-1997 eqv IEC/CISPR 13:1996 声音和电视广播接收机及有关设备的无线电干扰限值和测量方法介绍,2023/7/2
13、0,CEPREI EMC LAB,一、标准背景,GB13837-1997 等效于IEC/CISPR 13:1996。CISPR 13、EN 55013已有修订案和新版发布。GB13837也正在正积极修订当中，预计一、两年后发布实施。与新版CISPR 13一样，新版GB13837将对设备的辐射骚扰场强提出更严格的要求。CISPR 13原由国际电工委员会无线电干扰特别委员（IEC/CISPR）E分会提出和维护。在2001年六月于英国Bristol召开的CISPR年会上，E分会与G分会（负责信息技术设备电磁兼容标准维护）正式合并。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,二、适用范围 适用
14、于己于本标准的设备有：电视广播接收机、录像机、收音机、卫星广播接收机、录音机、声频功率放大器、有源音箱、摄像机、音视盘机、组合音响设备，以及具有上述功能或部分功能的独立设备或单元，调谐器、变频器、放大器、均衡器、监视器、电子琴、外接电源适配器等等。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,三、测试项目：,1、注入电源的骚扰电压（适用于标准范围内所有可接入公用低压电网的设备）2、天线端骚扰电压（适用于可外接天线的电视机、录像机、FM收音机、卫星广播接收机调谐单元、调频汽车收音机等）3、射频输出端有用信号和骚扰信号电平（适用于带射频输出的录像机、VCD视盘机等）4、辐射骚扰场强（适用于电
15、视机、录像机、FM收音机、卫星广播接收机调谐器第一中频单元等）,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,5、辐射骚扰功率（适用于卫星广播接收机调谐器第一中频单元等）6、骚扰功率（适用于视/唱盘机、放像机、录/放音机、有源音箱、声频功率放大器、电子琴等）,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,四、测量方法,1、注入电源的骚扰电压 注入电源的骚扰电压主要来自时基电路、视频电路和半导体整流器等的窄带和宽带骚扰。分别进行准峰值和平均值测量，以分别对应检测宽带骚扰和窄带骚扰。分别测火线、零线对地的干扰。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,注1、在0.150.5MHz
16、范围内，限值随频的对数增大而线性减少；注2、在频率重叠处，选择较低的限值；注3、对有同轴天线输入的设备，测量结果选择天线端子外导体接地和不接地两种测量结果中的较大者。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,测量布置和设置：给被测设备提供规定信号。对广播接收机类设备采用天线辐射方式，对其它设备则采用闭环或内部方式提供输入信号。对彩色电视机、录像机提供的输入信号是标准彩条、1kHz伴音的全电视信号。对FM收音机是1kHz调制、频偏37.5kHz的调频信号。对视/唱盘机，播放标准测试碟。输入的信号应足够强而稳定。被测设备的电源线折叠成约0.8m长，多余的折叠部分为0.30.4m的线束。测
17、量仪器：EMI测试接收机、人工电源网络等,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,2、天线端骚扰电压,对天线端骚扰电压进行限定，主要是考虑到：1）若广播接收机接到公用天线系统，其天线端骚扰电压可能会影响公用天线系统的信号质量，并影响到其他接收设备的接收效果；2）若接收机使用独立天线，天线端骚扰电压也可能通过天线辐射，影响临近广播接收机的正常工作。测量仪器设备：EMI测试接收机、标准信号发生器、三端口网络。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,测量方法：替代法。首先通过三端口网络将广播接收机、广播信号发生器、EMI测试接收机相连，若不能直接匹配，则插入阻抗转化器。调节被测
18、广播接收接机以收到清晰图像或/和声音，再调节EMI测试接收机观察被测骚扰电压，记录仪器的指示值，但它不做为最终测试结果。然后，用标准信号源替代被测广播接收机，并在必要时插入阻抗转化器和衰减器，调节标准信号源的频率和幅度，以使EMI测试接收机显示上一步骤的指示值，则标准信号源的输出电平再计入衰减器、阻抗转化器的衰减值，即为被测的骚扰电压。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,从标准的限值表2可以看出，被测骚扰主要是广播接收机的本振及其谐波骚扰电压。本项目只适用于可外接天线的广播接收机，而对仅有室内拉杆天线的设备不适用。利用替代法测量的优越性主要体现在可以消除部分系统误差，而使用三端
19、口网络可更真实模拟广播接收机实际工作时通过天线端口向外发射的骚扰电压。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,3、输出端有用信号和骚扰信号电平 录像机和VCD机可能装有射频（RF）或称天线输出端子。这个测试项目要求设备的射频输出电平，包括有用的主频和边带以及其谐波，还有其他噪声不能太大。当然，有用的主频和边带的电平也不能太小，这是产品的通用规范和用户要求的。本项目试验一般也采用替代法。测试设备：EMI测试接收机、标准信号发生器等。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,4、辐射骚扰场强 测量对象主要是广播接收机。可以想象，设备的辐射过高必会污染电磁环境。测量参数有本振及
20、其谐波辐射场强，另外还有特别受保护的两个频点：121.5MHz和243MHz（FM收音机除外）。辐射骚扰场强在开阔场上或电波暗室中进行，测量距离为3m。对有同轴天线输入的广播接收机，通过电缆馈入有用信号，而不是采用天线辐射接收。但对于只有室内拉杆天线的设备，则只能使用天线辐射法向其提供输入信号。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,测试设备：EMI测试接收机、测试天线、转台/天线杆定位控制器等。对于常见的台式设备，测量时将其置于80cm高的非金属转台上，测试天线的测试基准点与被测设备的假想辐射中心（一般也是其几何中心）的水平距离即测试距离为3m。在测试过程中，转台在0360范围内
21、旋转，而测试天线在14m（水平极化）和24m（垂直极化）范围内升降，并分别在天线水平极化和垂直极化状态下进行，以获得最大骚扰值。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,5、辐射骚扰功率 本项目只适用于卫星广播接收机调谐器第一中频单元等。测量的频率范围13GHz。测量使用替代法。测试设备：EMI测试接收机、喇叭口天线,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,6、骚扰功率(30MHz300MHz),一般认为，声频功率放大器、音/视盘机、录音机等设备，它们30MHz以上的辐射发射主要是通过与其相连的电源线和其他连接线向外辐射的。因此可以用电源线和其他连接线上的骚扰功率来定义其辐
22、射骚扰性能。考虑到连接线的天线辐射效应 一般在半波长处辐射最大，30MHz对应的半波长5m，所以测试前要将被测设备的电源线以及长度可选的其他连接线用同质线缆延长至5m以上，再考虑到功率吸收钳（及起滤波作用的辅助吸收钳）的长度大约1m，则线缆总长度延长至大约为6m。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,测试时，将被测设备置于0.8m高的非金属台子上，被测线缆在台上平直展开，功率吸收钳的测量端（即电流互感器一端对着被测设备，然后沿着远离它的方向移动，最多移动至5m处。记录测量频率点处的最大干扰值。对每个感兴趣的频率，都必须反复这样移动吸收钳，以获得测量结果。,2023/7/20,CE
23、PREI EMC LAB,五、测量结果的判定,对批量产品的例行试验，采用随机抽取多台样品测量，按80%-80%准则判定的方法。型式试验只对一台样品进行测试。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,第三章 信息技术设备无线电骚扰测量,GB9254-1998 eqv IEC/CISPR 22:1997 信息技术设备无线电骚扰限值和测量方法介绍,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,一、标准背景 GB9254-1998 等效于IEC/CISPR 22:1997，第三版。CISPR 22原由国际电工委员会无线电干扰特别委员（IEC/CISPR）G分会提出和维护。现G分会与E分会
24、正式合并为I分会。二、适用范围 适用于本标准的设备有：个人计算机、服务器、显示器、打印机、多媒体有源音箱、收款机，传真机、复印机，以及为信息设备提供电源的开关电源、适配器、UPS等。额定电压超过600V或大型的信息技术设备不适用本标准。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,三、设备的分级 信息技术设备（简称ITE）分为A级和B级。B级ITE是指在生活环境中使用的设备，其保护距离为10m。这里的生活环境是指“那种可能在离相关设备10m远的范围内使用收音机和电视机的环境”。B级ITE主要有便携式设备、电信终端、个人计算机及外设等。A级ITE是指满足A级要求但不满足B级要求的设备。通俗
25、地讲，按无线电骚扰特性来比较，A级不如B级好。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,对A级产品，要求厂商在产品的说明书和包装的明显位置上标识以下内容的文字：声明“此为A级产品，如在生活环境中使用，该产品可能会造成无线电干扰。在这种情况下，可能需要用户对其骚扰采取切实可行的措施。”,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,四、被测设备的配置和工作状态 被测设备（EUT）的配置和工作状态会直接影响到测量数据和试验结果判定，因此这是试验中尤其需要注意的。有两个基本原则：使其能够代表实际的典型应用情况；使其发射最大。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,1、EUT
26、的配置EUT的配置主要由以下因素决定：1）所需连接的电缆负载（或装置）的数量、型号和长度；2）所需安装的模块（如各类接插卡、底板）的数量和类型；3）由数个独立单元组成的系统中，有代表性的、最小单元的组合和数量（即最小配置）；,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,4）既能成为系统组成部分，又能自成分系统的设备单元，试验时可独立于系统运行；5）对于功能上有交互作用的ITE，连接实际负载或能代表其电气特性的模拟负载；6）为增强宿主单元功能而在市场上独立销售的印制线路板组件，在试验时，应在由制造商选择的有代表性的宿主单元内进行。B级组件不能放在A级的宿主单元中。,2023/7/20,CE
27、PREI EMC LAB,对于个人计算机，被认为具有代表性的最小配置是：个人计算机、键盘、显示器、不同类型（串行或并行）的I/O端口至少一个外围设备、专用端口连接的装置（如鼠标或游戏杆）。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,2、EUT的工作状态遵循原则：1）EUT应按设计要求在额定（标称）工作电压和负载条件（机械性能和电气性能）下运行。应尽可能使用实际负载。2）试验程序应确保ITE（设备或系统）中的各个组成部分能够运行。个人计算机的工作状态：1）计算机系统、磁盘驱动器进行读-写-擦程序；2）存储器的各个部分均应被访问；3）任意机械部分动作起来。,2023/7/20,CEPREI
28、 EMC LAB,显示单元的工作状态：1）对比度调节至最大；2）亮度调节至最大（但不至出现光栅）；3）对彩色显示器，用黑底白字替代所有彩色图案；4）选择较差的一种场频；5）每屏显示字符的尺寸和每行字符数与典型应用情况相一致；6）具有图形能力的，为滚动的满屏“H”图案；具有文字功能的，为随机字符组成的图案。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,五、测试项目,1、电源端骚扰电压 测量的频率范围：150kHz30MHz2、电信端口共模传导骚扰（电压和/或电流）3、辐射骚扰场强 测试距离：标准测试距离为10m。但许多实验室通常在3m的测量距离上进行，对应限值增加10dB。这里的测试距离是
29、指EUT的假想边界至测试天线测试基准点的距离。在测试过程中，转台在0360范围内旋转，而测试天线在14m范围内升降，并分别水平极化和垂直极化，以获得最大骚扰值。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,第四章 家用电器及电动工具无线电骚扰测量,GB4343-1995（等效采用CISPR 14:1993）家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和限值介绍,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,适用的产品包括：家用电器；手持式电动工具、可移动式电动工具、内装电池式电动工具；电热器具、制冷设备；电动玩具；电动医疗器具；半导体调节装置等。,2023
30、/7/20,CEPREI EMC LAB,测试项目：0.1530MHz频率范围内电源端及负载端连续骚扰电压、电源端断续骚扰电压（喀呖声）、30300MHz频率范围内骚扰功率。对手持式设备，在试验过程中还需要使用模拟手，以更好地反映器具在实际时的骚扰情况。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,电源端及负载端连续骚扰电压至少在11个优选频率点上进行。负载端骚扰电压测量使用电压探头。骚扰功率至少在8个优选频率点上进行。喀呖声测试在0.16（或0.15），0.50，1.4和30MHz 四个频率上进行。喀呖声测试比较复杂，一般需要进行两轮测试：第一轮测试主要求出喀呖声率，并计算喀呖声限值。
31、第二轮测试才是正式测试，最后得出检验结论。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,第五章 电气照明设备无线电骚扰测量,GB17743-1999 idt CISPR 15:1996 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性测量方法和限值介绍,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,适用范围：白炽等、荧光等具及其辅助设备、紫外线和红外线辐射设备、霓虹灯广告标志牌、室外使用的路灯及泛光装置、车载照明装置测试项目：1、在1501605kHz频率范围内的插入损耗 2、在9kHz30MHz频率范围内的电源端子及负载和控制端子的骚扰电压 3、在9kHz30MHz频率范围内的辐射电磁骚扰 4、
32、在指定的工、科、医设备频率点上的骚扰场强,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,第六章 关于3C认证电磁兼容检测的几点说明,1、对信息技术设备，电信端口的共模传导骚扰，暂不考核。2、对卫星电视广播接收机，只有电磁兼容部分的要求，无安全性能要求。检验依据GB13837-1997、GB17625.1-1998。3、对声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件，只有电磁兼容部分（谐波除外）的要求，无安全性能要求。检验依据GB13836-2000。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,4、对金融及贸易结算电子设备，只有电磁兼容部分（谐波除外）的要求，无安全性能要求。检验依据GB9254-1998。5、对收款机，无谐波电流要求。6、对电脑游戏机、学习机无电磁兼容部分的要求。,2023/7/20,CEPREI EMC LAB,介绍结束谢 谢！,
