EMC严苛测试‌包括哪些测试的类型和项目

EMC严苛测试‌是指对电子设备在极端电磁环境下的性能进行全面检测，以确保其在复杂电磁环境中仍能正常工作，并且不会对其他设备造成干扰。EMC测试主要包括两个方面：电磁干扰(EMI)和电磁抗扰度(EMS)。

EMI测试

EMI测试评估设备在工作过程中产生的电磁辐射或通过电源线等途径传播的电磁干扰。测试项目包括：

‌辐射发射(RE)‌：评估设备在正常工作状态下是否会发出超过标准的电磁辐射。

‌传导发射(CE)‌：评估设备通过电源线等传导途径产生的电磁干扰。

‌谐波(Harmonic)‌：评估设备产生的谐波成分是否符合标准。

‌闪烁(Flicker)‌：评估设备是否会产生影响视觉的闪烁现象‌12。

EMS测试

EMS测试评估设备对外部电磁干扰的抵抗能力。测试项目包括：

‌静电放电(ESD)‌：评估设备对静电放电的抵抗能力。

‌瞬态脉冲干扰(EFT)‌：评估设备对瞬态脉冲干扰的抵抗能力。

‌电压跌落(DIP)‌：评估设备对电压跌落的抵抗能力。

‌传导抗干扰(CS)‌：评估设备对传导干扰的抵抗能力。

‌辐射抗干扰(RS)‌：评估设备对辐射干扰的抵抗能力。

‌浪涌(Surge)‌：评估设备对浪涌(如雷击)的抵抗能力‌12。

测试环境和方法

EMC测试需要在专门的测试场地进行，如电波暗室，这是一种专门设计的屏蔽环境，用于模拟无干扰的测试空间。测试过程中使用频谱分析仪等测量工具，确保设备在工作时发出的电磁辐射不超过规定的限值‌1。

实际应用场景和重要性

EMC测试对于电子设备的市场准入和产品质量至关重要。不符合EMC标准的产品可能会导致无法进入目标市场、高额的返工和整改成本、品牌声誉受损以及潜在的法律风险。因此，EMC测试不仅是法规要求，更是企业竞争力的体现‌1。

EMC测试的类型和项目

辐射发射测试(Radiated Emission Testing，RE)

测试目的：辐射发射测试主要是评估设备在正常工作状态下是否会发出超过标准的电磁辐射。电磁辐射通过天线或电源线等方式传播到周围的环境或其他设备，可能引起干扰，影响设备的正常运行或造成故障。

测试频率范围：30 MHz - 1 GHz(部分产品可能延伸至6 GHz)

测试环境：通常在10米或3米法电波暗室中进行。(电波暗室是一种专门设计的屏蔽环境，用来模拟无干扰的测试空间，避免外部信号干扰)

测试流程：

设备会放置于电波暗室中，进行辐射测量。

使用天线捕捉设备释放的电磁波。

通过频谱分析仪或其他测量工具，分析电磁波的强度，确保设备在工作时发出的电磁辐射不超过规定的限值。

关键指标：

电场强度(dBμV/m)：测量电磁辐射的强度，通常以dBμV/m为单位表示。

不同频段的限值要求：在不同的频率范围内，设备的辐射应遵循特定的限值要求。例如，CISPR 22规定了不同频段的辐射发射限值。

2.2 传导发射测试(Conducted Emission Testing，CE)

测试目的：传导发射测试主要是评估设备通过电源线、信号线等电气连接向外传导的电磁干扰。设备在正常工作时会通过电源或信号线向外传导干扰信号，这些干扰信号可能影响其他设备或系统。

测试频率范围：150 kHz - 30 MHz

测量方法：

线路阻抗稳定网络(LISN)：LISN是一种专用测试设备，能够稳定电源线路的阻抗，同时提供测试信号的传输通道。在测试时，LISN用来隔离电源网络，测量设备在电源端口和信号端口传导的电磁干扰。

测试流程：

测量时，设备在正常工作状态下连接到电源或信号线路，LISN通过其接入电源线路来测量干扰信号的大小。

信号通过频谱分析仪分析，以确保发出的电磁干扰信号符合标准要求。

关键指标：

传导干扰电压(dBμV)：以dBμV表示，测量设备通过电源线或信号线传导的电磁干扰强度。

传导干扰电流(dBμA)：根据不同产品类别和应用场景，电磁干扰的限值会有所不同。例如，CISPR 16标准就对传导发射的限值做出了详细规定。

2.3 抗扰度测试系列

抗扰度测试旨在评估设备在电磁干扰环境中的抗干扰能力，确保在受到外部干扰时仍能稳定运行。常见的抗扰度测试项目包括静电放电(ESD)、辐射抗扰度(RS)、电快速瞬变(EFT)等。

静电放电(ESD)测试

测试等级：通常为2kV, 4kV, 6kV, 8kV(接触放电)和 2kV, 4kV, 8kV, 15kV(空气放电)

测试点：设备的可接触金属部分和绝缘表面(如按钮、外壳、插座等)。

测试流程：

静电放电测试模拟人类操作员接触电子设备时可能发生的静电放电。

使用静电放电模拟器，通过接触或空气放电方式施加静电，观察设备是否出现功能失常或故障。

性能判据：

A级：设备正常工作

B级：暂时退化后自动恢复

C级：需要人工干预

D级：永久性损坏

2.3.2 辐射抗扰度(RS)测试

测试目的：评估设备对外部电磁辐射干扰的抗干扰能力。辐射抗扰度测试模拟外部电磁场对设备的影响，确保设备在强电磁环境中仍能正常工作。

测试频率范围：80 MHz - 1 GHz

场强要求：通常为3 V/m或10 V/m，特殊行业可达30V/m

测试方法

调制方式：AM 80% 1kHz 调制。脉冲调制

测试条件：设备四周方位照射测试。垂直和水平极化测试

测试流程：设备在电磁辐射场中暴露，在特定频段内进行测试，检测设备是否受到干扰。

2.3.3 电快速瞬变(EFT)测试

测试目的：模拟设备电源线路或信号线路遭受快速电压瞬变的情况。电快速瞬变(EFT)可能由电力系统开关、设备开关操作等引起，能够引起设备内部的电气故障或性能失常。

测试电压：

电源端口：±0.5kV, ±1kV, ±2kV, ±4kV

信号端口：±0.25kV, ±0.5kV, ±1kV, ±2kV

脉冲特性：

上升时间：5ns

脉冲宽度：50ns

重复频率：5kHz或100kHz

施加位置：通常施加于电源线和信号线。

测试流程：

电快速瞬变测试模拟电源线路上的快速电压波动，如由于开关操作、雷击等外部干扰所引起的电压突变。

在测试过程中，通过施加电压脉冲信号，评估设备在受到快速电压瞬变时的稳定性和抗扰能力。

2.3.4 浪涌抗扰度测试(Surge Immunity)

测试目的：浪涌抗扰度测试用于评估设备对电力系统中出现的浪涌电压(如雷击、开关操作等)引起的电磁干扰的抗扰能力。浪涌电压是一种短时间内出现的高能电压脉冲，可能会对电子设备造成损害或失效。

测试电压：

线对线：±0.5 kV, ±1 kV, ±2 kV

线对地：±0.5 kV, ±1 kV, ±2 kV, ±4 kV

波形参数：

开路电压波形(1.2/50μs)：描述浪涌电压的上升时间和衰减时间。1.2/50μs波形是标准的浪涌波形，表示电压波形的上升时间为1.2微秒，衰减时间为50微秒。

短路电流波形(8/20μs)：描述浪涌电流的上升时间和衰减时间。8/20μs波形是指电流波形的上升时间为8微秒，衰减时间为20微秒。

测试方法：

浪涌电压通过设备的电源线和信号线施加，设备的响应会被监控。通过使用浪涌发生器产生设定电压和波形，设备暴露于这些浪涌电压中，评估其是否能够在干扰下保持稳定运行。

测试重点：

设备保护：确保设备能够抵抗浪涌电压并维持正常工作。

设备稳定性：确保设备在浪涌电压作用下不发生故障或停机。

2.3.5 传导抗扰度测试(Conducted Immunity，CI)

测试频率：150 kHz - 80 MHz

测试电平：1 V, 3 V, 10 V(根据测试标准和设备要求选择)

调制方式：

AM 80% 1kHz：调制方式为80%的幅度调制，频率为1kHz。通过这种调制方式，可以模拟实际的电磁干扰，评估设备在实际环境中的表现。

注入方式：

电流钳注入：使用电流钳将干扰信号注入设备的电源或信号线路。电流钳通过磁场将高频信号耦合到测试线中。

CDN耦合(耦合设备网络)：通过耦合网络将干扰信号注入到设备的电源线或信号线上，模拟外部电磁干扰对设备的影响。

测试目的：测试设备是否能够在电源线或信号线受到高频干扰的情况下保持正常工作，确保设备在传导干扰下不发生功能失常。

2.3.6 电源频率磁场抗扰度测试

测试频率：

50 Hz(常见于欧洲和大部分国家的电力系统)

60 Hz(常见于美国等地区)

场强等级：

1 A/m, 3 A/m, 30 A/m, 100 A/m(根据不同产品的要求和应用场景选择不同的场强)

测试方法：

浸入式测试：设备直接置于电源频率磁场中进行测试，模拟设备在强电磁场环境中的表现。

感应式测试：通过感应产生的磁场在设备周围形成干扰，评估设备的抗扰能力。

测试目的：该测试评估设备在低频电源磁场环境下的抗干扰能力。低频磁场通常由电力线、变压器、工业设备等产生，设备需要能够抵抗这些磁场干扰，确保其正常运行。

2.4 谐波电流测试

测试频率：最高到40次谐波

适用产品：额定电流**≤16A**的设备，特别是小型家电、照明设备和某些工业设备。

测试参数：

各次谐波电流：测试设备在不同频率下产生的谐波电流。

总谐波畸变率(THD)：测试设备产生的所有谐波电流与基波电流的比例，评估其对电网的影响。

测试目的：评估设备对电网的谐波污染以及谐波对设备功能的影响。高谐波畸变会影响电网的稳定性，甚至导致设备损坏。

2.5 电压波动和闪烁测试

测试目的：评估电气设备在运行过程中对电网电压稳定性的影响，确保设备不会造成影响其他用户的电压波动和闪烁现象。这种测试对于具有大功率波动特性的设备尤为重要。

测试参数：

相对电压变化(dc)限值：测量设备在电压波动下的相对变化，通常不应超过3.3%

短时闪烁值(Pst)限值：用于评估电压波动引起的短期闪烁效应。Pst值反映了短时间内(约为1-10分钟)电压波动对视觉或设备显示效果的影响，不应超过1.0

长时闪烁值(Plt)限值：用于评估电压波动在较长时间段内(通常为1小时)对设备或显示的影响。Plt是Pst值的长时间平均，不应超过0.65

测试时间：最少10分钟

测试设备过程

测试环境：设备在测试过程中将连接到电网电源模拟器或电压波动模拟器，模拟不同程度的电压波动或闪烁情况。

波动类型：可以通过改变电压的幅度、频率和持续时间来模拟不同类型的电压波动。

测量：使用电压波动和闪烁检测仪器(如电压质量分析仪)进行实时监测，记录设备在不同波动情况下的响应，评估其性能和稳定性。

判定准则

相对电压变化(dc)

一般设备：≤3.3%

特殊设备：≤4%

手动开关设备：≤6%

闪烁值限制

Pst：≤1.0

Plt：≤0.65

三、电磁兼容检测标准

不同地区和国际组织为不同类型的设备制定了详细的EMC测试标准。以下是按IEC国际标准、我国标准、欧盟标准和美国标准划分的电磁兼容性(EMC)检测标准。

3.1 IEC国际标准

IEC(国际电工委员会)制定的61000系列标准是全球最有影响力的EMC标准，为各国EMC标准提供了基础框架。

IEC 61000系列：

IEC 61000系列主要包括电磁干扰(EMI)和电磁抗扰度(EMS)测试。

通用标准

IEC 61000-1：基本定义和术语

IEC 61000-2：电磁环境

IEC 61000-3：限值要求

IEC 61000-3-2：谐波电流限值

IEC 61000-3-3：电压波动和闪烁限值

测试和测量技术

IEC 61000-4-2：静电放电抗扰度测试

测试等级：2kV、4kV、6kV、8kV

放电类型：接触放电和空气放电

IEC 61000-4-3：射频电磁场辐射抗扰度测试

频率范围：80MHz - 1GHz

场强等级：1V/m、3V/m、10V/m

IEC 61000-4-4：电快速瞬变脉冲群抗扰度测试

测试电压：0.5kV、1kV、2kV、4kV

适用对象：电源端口和信号端口

IEC 61000-4-5：浪涌抗扰度测试

IEC 61000-4-6：传导骚扰抗扰度测试

IEC 61000-4-8：工频磁场抗扰度测试

IEC 61000-4-11：电压暂降和短时中断抗扰度测试

通用标准

IEC 61000-6-1：居住、商业和轻工业环境的抗扰度标准

IEC 61000-6-2：工业环境的抗扰度标准

IEC 61000-6-3：居住、商业和轻工业环境的发射标准

IEC 61000-6-4：工业环境的发射标准

CISPR系列：

CISPR 11：工业、科学和医疗设备的EMC要求

CISPR 14：家用电器的EMC要求

CISPR 15：照明设备的EMC要求

CISPR 22/32：信息技术设备的EMC要求

3.2 我国标准(GB标准)(GB强制性标准，GB/T推荐性标准)

GB/T 17626系列：

我国的EMC标准大多数遵循IEC 61000系列标准，并根据实际情况进行适当调整。

GB/T 17626.2：静电放电(ESD)测试

GB/T 17626.3：辐射抗扰度(RS)测试

GB/T 17626.4：电快速瞬变(EFT)抗扰度测试

GB/T 17626.5：浪涌抗扰度测试

GB/T 17626.6：传导抗扰度测试(CI)

GB 9254：适用于信息技术设备的辐射发射要求，类似于CISPR 22。

GB 4343：家用电器、电动工具和类似器具产品的电磁兼容性要求。

3.3 欧盟标准(EN标准)

EN 61000系列：

欧盟的EMC标准与IEC 61000系列标准相一致，主要用于产品在欧盟市场的合规性测试。

EN 61000-4-2：静电放电(ESD)抗扰度测试

EN 61000-4-3：辐射抗扰度(RS)测试

EN 61000-4-4：电快速瞬变(EFT)抗扰度测试

EN 61000-4-6：传导抗扰度测试(CI)

EN 55022：信息技术设备的辐射发射标准，类似于CISPR 22。

EN 55024：信息技术设备的抗扰度标准，涵盖了对电磁干扰的抗扰度要求。

EN 301 489：适用于无线通信设备的电磁兼容要求，涵盖了辐射发射和抗扰度。

3.4 美国标准(FCC标准)

FCC Part 15：

适用于所有电子设备的辐射发射和抗扰度标准，特别适用于无线通信设备。FCC Part 15包括了对数字设备、无线设备、家用电器等设备的EMC要求。

FCC Part 15.Subpart A：一般要求

FCC Part 15.Subpart B：非意图发射体(如有线键盘、有线耳机、电视接收器等)消费电子设备的EMC标准。

FCC Part 15.107：非意图发射体EMC传导发射限值。

FCC Part 15.109：非意图发射体EMC辐射发射限值。

FCC Part 15.Subpart C-H：意图发射体(如WIFI、蓝牙设备等)的EMC标准。

FCC Part 18 ：工业、科学和医疗(ISM)设备的EMC标准。

FCC Part 68 ：电话设备的EMC要求。

FCC Part 90 ：私人无线电服务的EMC要求。

FCC Part 97 ：业余无线电服务的EMC要求

ANSI C63.4：提供了辐射发射的测试方法和程序，适用于各种类型的电子设备。

ANSI C63.12：EMC限值推荐实践