1 基本概念
(Electromagnetic Compatibility)是電工、電子產(chǎn)品重要的一項質(zhì)量指標。可以認為產(chǎn)品質(zhì)量主要由質(zhì)量規(guī)范與技術(shù)指標兩大內(nèi)容構(gòu)成。前者涉及通用規(guī)范,即國際上IEC,國內(nèi)由國家制訂的基礎(chǔ)性標準;后者是產(chǎn)品功能的規(guī)定及其技術(shù)要求。電磁兼容與安全要求是基礎(chǔ)性標準。現(xiàn)在EMC已從基礎(chǔ)標準、通用標準、族標準、一直到產(chǎn)品標準,形成完備的體系。此外,國際上還有為此專門立法。如歐洲聯(lián)盟已制訂法規(guī),規(guī)定從1996年1月1日起,電工、電子產(chǎn)品必須取得低壓管理(LV Directive)與電磁兼容管理(EMC Directive)合格認定后,才能在市場上銷售。這些年來不斷有新的EMC標準在國內(nèi)正式發(fā)布。但要指出的是,IEC有關(guān)EMC標準將不斷從草案或舊版本上升為正式版本,國家有關(guān)EMC標準也將不斷更新、發(fā)布,有關(guān)EMC測試應(yīng)以最新版本為準。 電磁兼容所謂EMC,在GB/T4365-1996《電磁兼容術(shù)語》中的定義是:設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。該定義概括了3個方面的內(nèi)容。其一,電磁騷擾的可限制性。電磁騷擾是普遍存在的,但可以用質(zhì)量規(guī)范約束,以技術(shù)手段限制它的危害性。這就是說應(yīng)當對產(chǎn)品規(guī)定其向外發(fā)送電磁騷擾強度的限制值,以保證電磁環(huán)境合格。其二,電磁騷擾的豁免性。這就是說產(chǎn)品在規(guī)定電磁騷擾強度的電磁環(huán)境下應(yīng)能正常工作而不應(yīng)降低其性能指標。其三,電磁環(huán)境的規(guī)范性和兼容性。即對電磁騷擾采取任何措施都不能使自身或使處于同一電磁環(huán)境的其它產(chǎn)品或系統(tǒng)性能下降,只能友好地"和平"共處。例如,為了降低傳導(dǎo)干擾而在設(shè)備電源相線與地線之間并接電容器。對設(shè)備來說該電容器的容量必須符合安全標準中對泄漏電流的限制值要求;對系統(tǒng)來說,要防止其成為系統(tǒng)干擾耦合源影響系統(tǒng)工作。
因此對產(chǎn)品的EMC測試應(yīng)當包括兩大方面內(nèi)容:
(1)對其向外界發(fā)送的電磁騷擾強度進行測試,以便確認是否符合有關(guān)標準規(guī)定的限制值要求;
(2)對其在規(guī)定電磁騷擾強度的電磁環(huán)境條件下進行敏感度測試以便確認是否符合有關(guān)標準規(guī)定的抗擾度要求。
這兩方面內(nèi)容在EMC測試項目中分別為電磁干擾(Electromagnetic Interference)或電磁騷擾(ElectromagneticDisturbance)及抗擾度(Immunity to a Disturbance);后者以前常用敏感度(Susceptibili-ty)這個術(shù)語。由于電磁干擾的發(fā)生決定于干擾源的強度、干擾的耦合方式、儀器設(shè)備對干擾的敏感程度這3要素。因此,有關(guān)標準對EMC的性能要求與測試方法除了按不同性質(zhì)、不同種類分為不同項目外,還按電磁騷擾傳播方式不同分為兩類:即傳導(dǎo)干擾與輻射干擾。前者主要檢測被測設(shè)備通過電源線或信號線向外導(dǎo)工頻電源諧波、高頻噪聲的強度與頻率范圍,這屬于電磁騷擾的近場與感應(yīng)場效應(yīng)。后者則檢測被測設(shè)備向外直接輻射射頻噪聲的強度與頻率范圍,這主要針對電磁騷擾的遠場效應(yīng)。值得注意的是近幾年來國際上對電源諧波干擾與設(shè)備的抗擾度要求這兩方面內(nèi)容特別關(guān)注。前者涉及公用電網(wǎng)的環(huán)保要求。后者則為了保證設(shè)備或系統(tǒng)的工作可靠性。為此,許多標準還特別將電源諧波電流含量要求與抗擾度作為兩大技術(shù)要求從EMC項目中分離出來,單獨立項。必須指出,對于信息社會來說,因信息技術(shù)設(shè)備工作失常而受的損失往往難以用貨幣來衡量。在不可能完全避免電磁騷擾的現(xiàn)實條件下,在規(guī)定的電磁環(huán)境條件下提高產(chǎn)品抗擾度能力具有特別重要的意義。
具體地說,生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品進行EMC具體項目的例行測試除了確定產(chǎn)品的EMC性能是否符合國家、行業(yè)標準規(guī)定的要求外(據(jù)國內(nèi)外文獻報道沒有實行認真的EMC設(shè)計與摸底測試并采取足夠的技術(shù)措施,很難通過EMC測試),還能評價外界電磁騷擾對產(chǎn)品的影響程度及有關(guān)抑制措施的有效性,查明產(chǎn)品遭到EMC試驗破壞的具體原因(來源及作用途徑)以便采用相應(yīng)措施。因此,在產(chǎn)品設(shè)計定型初期就進行EMC測試是產(chǎn)品進入商品化的必不可少的一項工作。從另外一個方面來說,了解產(chǎn)品EMC性能,是商檢及用戶認可產(chǎn)品的一個重要因素。所有這些都需要了解有關(guān)EMC的性能要求與測試知識。
電源產(chǎn)品的EMC測試有其特殊性要求,其特殊性是由該類產(chǎn)品功能所決定的。首先電源產(chǎn)品作為供電電源(一般為市電)與為之服務(wù)的負載(典型為對電磁騷擾較敏感的信息技術(shù)設(shè)備)之間的電力接口,其基本功能是保證所接負載不受電源因素的影響而工作失常或損壞。這樣對電源產(chǎn)品的EMC要求較其它產(chǎn)品理所當然要更高。這里最典型的例子就是有關(guān)對電源產(chǎn)品EMC標準要求應(yīng)對電源產(chǎn)品的輸入源端與輸出負載端分別進行傳導(dǎo)干擾測試。此外,若電源產(chǎn)品是系統(tǒng)工作不可缺少的一部分(如UPS),而且該產(chǎn)品又是作為通用產(chǎn)品銷售時,那么該產(chǎn)品可能要進行二次EMC測試。一次是測試產(chǎn)品本身標準規(guī)定的EMC性能特性;第二次則根據(jù)用戶意見與其所屬的系統(tǒng)共同進行系統(tǒng)的EMC測試。
大量研究表明,來自市電的電磁騷擾是一類最主要的、最惡劣的電磁騷擾。只要能解決該類干擾,則抗擾度問題也就基本解決了。故有人稱當今信息社會的技術(shù)特征為"一機三件",即計算機與硬件、軟件、電力件。這樣,作為市電與電子設(shè)備特別是信息技術(shù)設(shè)備之間電力接口的交流穩(wěn)壓電源,應(yīng)當具有有效的電力濾波器功能的作用,至少應(yīng)當對電磁騷擾有明顯的衰減抑制作用。這點應(yīng)當作為交流穩(wěn)壓電源一個必備的功能。自然,對于擁有抗干擾功能的交流穩(wěn)壓電源,不應(yīng)僅僅提高自己的抗擾度性能,更應(yīng)當具備使接在其輸出端,對EMI敏感的電子產(chǎn)品的EMC性能,獲得較大的EMC安全裕度,這才是對干擾噪聲有凈化功能的抗干擾型交流穩(wěn)壓電源名副其實的一大功能要求。這也就是SJ/T10541-94《抗干擾型交流穩(wěn)壓電源 通用技術(shù)條件》的編制依據(jù)之一。
另一方面,有些與EMC類似的要求已體現(xiàn)在電源產(chǎn)品的性能指標上。例如,交流穩(wěn)壓電源的源電壓效應(yīng)與輸出電壓總相對諧波含量要求。此外,一些僅對弱電電子設(shè)備較敏感的EMC項目,如抗工頻磁場干擾、靜電放電、輻射電磁場干擾等對大功率電工設(shè)備可能影響不大,故在SJ/T10541-94中不列為必須測試項目。這樣,對交流穩(wěn)壓電源的EMC要求就有與其它電工、電子產(chǎn)品不同的特殊地方。
2 EMC測試項目與要求
EMC測試要求根據(jù)產(chǎn)品用途分為3大類:即軍用類、工商環(huán)境使用類、民用及居住區(qū)環(huán)境使用類。后兩者的測試