EMC标准规定与检验.ppt

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1、EMC标准与测试,讲座内容,EMC介绍 标准与测试原理 典型案例 IEC60601-1-2介绍,什么是EMC,定义,Electromagnetic compatibility (EMC，电磁兼容): Ability to operate in, and not overly contribute to, an environment of electromagnetic radiation. When this goal is met, all electronic equipments operate correctly in one another s presence. Electrom

2、agnetic interference (EMI，电磁骚扰): Electromagnetic energy emanating from one device causing degraded performance in another. Electromagnetic immunity, or susceptibility (EMS，电磁抗扰): Tolerance of the presence of electromagnetic energy.,定义,EMC：Electromagnetic Compatibility The capability of electrical an

3、d electronic systems, equipment, and devices to operate in their intended electromagnetic environment within a defined margin of safety, at the specified level of performance, without suffering or causing unacceptable degradation as a result of electromagnetic interference.,EMC概述,EMC=EMI+EMS 传导：通过电源

4、网络、信号线等。 辐射：通过空间电磁波。,EMC概述,EMISSION（EMI）： EN 55011 RF Emission; Radiated（辐射发射） EN 55011 RF Emission; Conducted（传导发射） EN 61000-3-2 harmonic currents emissions （谐波） EN 61000-3-3 voltage fluctuations and flicker （电压波动和闪烁） IMMUNITY（EMS） EN 61000-4-2 Electrostatic Discharge (ESD，静电放电） EN 61000-4-3 Radiat

5、ed, radio-frequency, electromagnetic field (RS，辐射抗扰） EN 61000-4-4 Electrical fast transient/burst (EFT/B，电快速脉冲串） EN 61000-4-5 Surge （浪涌） EN 61000-4-6 conducted disturbances, induced by radio-freqency fields （传导抗扰） EN 61000-4-8 Power frequency magnetic field （工频磁场） EN 61000-4-11 Voltage dips, short i

6、nterruptions and voltage variations（电压跌落、中断和电压变化）,医疗电子的EMC,产品标准：EN60601-1-2:2001 产品标准引用基础标准 取代EN60601-1-2:1993 过渡期：2004年11月 起草中的国标，基本等同采用EN60601-1-2:2001 FDA的需求基本等同于EN60601-1-2:2001,发射,EN 55011 RF Emission; Radiated（辐射发射） EN 55011 RF Emission; Conducted（传导发射）,产品分类,分类依据：使用场地和预期用途。 EN55011分类： CLASS A：

7、不直接连接到公用和住宅电网（工业） CLASS B：直接连接到公用和住宅电网（家用） GROUP1：不直接利用电磁能量，如监护仪。 GROUP2：直接利用电磁能量，如高频熔炉等。 我公司产品： 目前：CLASS A GROUP1（超声：CLASS B） 趋势：CLASS B GROUP1 限值：CLASS B=CLASS A-10dB,EMISSIONS LIMITS,检波方式,Peak detector（峰值） Quasi-Peak detector（准峰值） Average detector（平均值） 对于连续波，三个测量值相同。 时钟谐波。 对于一定重复频率的脉冲，峰值准峰值和平均值 电

8、源开关电路的振铃，继电器接点，电机等。 注意：均为包络检波,测量评判程序,辐射发射,测试Set-up,为什么要升降？,辐射测试10m开阔场,辐射测试3m暗室,测试规格,实际扫描图,宽带噪声,来源： 开关电源 DC/DC振铃 数据线 特征： 山丘形 随测量带宽的减小，读数减小 准峰值较峰值低 实例：见上图。,窄带噪声,来源： 时钟及谐波 高频振荡器、发射电路 特征： 细长形状 不随测量带宽而变 峰值准峰值平均值 实例：见上图,6dB原则,宽带噪声的幅度低于窄带噪声6dB以下，则对总幅度的贡献可以忽略。抓住重点。 接收机和环境噪声本底低于限值6dB，则对测试的影响可以忽略。预测试原则。 C=(A2

9、 +B2 ),80/80原则,批量产品：80置信度下，80的样本通过，即可认为该批产品通过。 测试不确定度：+/-45dB（信华，80%置信度） 测试余量：建议大于4dB,辐射预测试近场探头,典型案例,DA8K MASIMO血氧DC/DC板整流二极管开关振铃引起38MHZ宽带噪声超标。 主控板晶振布局靠近接插件，引起辐射扩散。 数字接口屏的时钟线处理不完善，引起辐射超标。,相关因素,外部电缆 时钟电路 内部走线 板卡安装方式，接地 整机结构,振铃,传导发射,测试set-up,测试原理示意图,LISN的作用,LISN：Line Impedance Stabilization Network（线路

10、阻抗稳定网络）， Artificial Mains Networks（人工电源网络） 稳定相线和零线端的阻抗：50欧/50uH，提供测量基准。 隔离外部干扰。,LISN实物及安装,测试规格,整流电路中的传导发射,LISN内部电路,测量模型,差模、共模分量都得以测量,共模形态的传导发射,共模电感,注意：减小共模电感的分布电容！采用多段工艺,典型的电源滤波器,X电容、Y电容、共模扼流圈、PE电感,扫描曲线,典型案例,NECLLCOR血氧板DC/DC转接板整流二极管振铃引起传导超标：16MHZ。 共模电感分布电容过大，DA8K电源板传导余量不够。,相关因素,整机功耗 供电电压 AC/DC变换器 整机

11、各处的DC/DC变换器 电池充电电路,发射,EN 61000-3-2 harmonic currents emissions （谐波） EN 61000-3-3 voltage fluctuations and flicker （电压波动和闪烁）,Harmonic：谐波电流,起源,测试原理,测试规格,voltage fluctuations and flicker （电压波动和闪烁）,测试规格,抗扰度测试,EN 61000-4-2 Electrostatic Discharge (ESD，静电放电） EN 61000-4-3 Radiated, radio-frequency, electro

12、magnetic field (RS，辐射抗扰） EN 61000-4-4 Electrical fast transient/burst (EFT/B，电快速脉冲串） EN 61000-4-5 Surge （浪涌） EN 61000-4-6 conducted disturbances, induced by radio-freqency fields （传导抗扰） EN 61000-4-8 Power frequency magnetic field （工频磁场） EN 61000-4-11 Voltage dips, short interruptions and voltage var

13、iations（电压跌落、中断和电压变化）,ESD：静电放电,实际应用中的ESD现象,电流回流路径为分布电容,测试set-up,测试set-up,放电电流波形,30A尖峰电流流过CPU部分的地线！,静电发生器等效电路,人体模型,半导体器件手册给出的ESD保护等级通常基于人体模型。,测试方法,接触放电 可触及部位，如螺钉，金属板 +/-2KV，+/4KV， +/6KV依次测试 尖头 空气放电 不可直接触及部位，如塑料外壳的缝隙、插座孔等 +/-2KV，+/4KV， +/8KV依次测试 圆头 耦合板放电 垂直耦合板（VCP）、水平耦合板（HCP） 模拟对装置附近的物体放电的影响 电池供电设备 每次

14、放电后都必须确保电荷的泻放，如短暂接地或者通过470K泻放电阻。,测试规格,ESD与环境,典型案例,按键板前的铁板 一体化参数板的血氧输入 24C看门狗/复位电路 5000按键板,相关因素,输入接口电路 复位电路 可编程逻辑器件 PCB布板 MOSFET PLL,EFT/B：电快速脉冲串,起源,测试波形,实际环境中出现的脉冲频率在10KHZ1MHZ，由于技术实现的原因，标准只规定到5KHZ。,测试set-up,干扰以共模的方式通过33nF电容引入,测试规格,干扰频谱,EFT/ESD干扰中包含频率极高的成分,典型案例,可编程逻辑器件 复位电路 监护参数ECG、SPO2、RESP,相关因素,一般来

15、说，ESD敏感部分同样EFT敏感 接地的金属外壳，是保证EFT性能的重要一环。 电源输入端的滤波。,RS：辐射抗扰,实际环境中的辐射干扰,测试set-up,实际场地,测试规格,调制,医疗电子产品的调制频率规定为2Hz,SURGE：浪涌（雷击）,同步叠加,测试原理,测试波形,测试原理,测试规格,CS：传导抗扰,测试set-up,EM-clamp,用于测试信号线、病人导联与电缆,测试规格,典型案例,血氧探头脱落检测电路,CPU,PFMS：工频磁场,测试原理,测试set-up,测试规格,相关因素,CRT显示：抖动 电感或变压器：受工频磁场影响，引入干扰。,DIP：电源跌落与中断,跌落,中断,变化（sag）,测试规格,99,下一节：IEC60601-1-2,