电磁兼容试验有哪些分类?如何操作?

B站影视 2025-02-05 15:02 3

摘要:电磁兼容性EMC,是电子设备或系统在复杂的电磁环境中能够稳定运行,同时不对其周边设备造成无法承受的电磁干扰的一种能力。在当今电子设备日益普及、电磁环境愈发复杂的背景下,电磁兼容性的重要性愈发凸显。它关乎设备的正常功能发挥,也关系到整个电磁环境的稳定与和谐。

电磁兼容性的核心要义

电磁兼容性EMC,是电子设备或系统在复杂的电磁环境中能够稳定运行,同时不对其周边设备造成无法承受的电磁干扰的一种能力。在当今电子设备日益普及、电磁环境愈发复杂的背景下,电磁兼容性的重要性愈发凸显。它关乎设备的正常功能发挥,也关系到整个电磁环境的稳定与和谐。

电磁兼容试验的分类与内容

电磁兼容试验是检验电子设备电磁兼容性的关键手段,主要分为电磁发射试验和电磁敏感度试验两大类。

1.电磁发射试验

电磁发射试验旨在检测被测系统或设备对外部产生的电磁干扰是否符合相关标准规范的极限值要求。它进一步细分为传导发射试验和辐射发射试验。

传导发射试验聚焦于设备通过电源线、信号线等传导途径所产生的电磁干扰。这些干扰信号会沿着导线传播,可能对连接在同一电源网络或信号链路上的其他设备造成影响。例如,一些电子设备在工作时,其内部电路产生的高频信号可能会通过电源线传导出去,进而干扰同一电源插座上其他设备的正常工作。

辐射发射试验则是测试设备在运行过程中产生的电磁辐射是否超出规定的限值。测试通常在开阔场地或屏蔽室内开展,借助专门的接收天线和测量仪器来精准测量辐射强度。像无线通信设备在发射信号时,会向周围空间辐射电磁波,若辐射强度过大,就可能对周边的电子设备,如医疗设备、精密仪器等产生干扰,影响其正常运行。

2.电磁敏感度试验

电磁敏感度试验着重于评估被测系统或设备在面临有关标准规范规定或实际工作中的电磁干扰环境时,能否保持正常工作的能力。它同样分为传导敏感度试验和辐射敏感度试验。

传导敏感度试验模拟设备受到通过电源线、信号线等传导途径传入的电磁干扰的情况,检验设备在遭受此类干扰时能否维持正常功能。例如,当电网中出现电压波动、谐波干扰等传导性电磁干扰时,电子设备能否依然稳定运行,不出现死机、误操作等故障,是传导敏感度试验所关注的重点。

辐射敏感度试验则是测试设备在受到外界电磁辐射干扰时的适应性。在屏蔽室内,通过在设备周围施加特定强度和频率的电磁场来模拟真实场景中的干扰源,观察设备在这些干扰条件下的表现。比如,在机场周边,各种雷达设备和通信设备产生的强电磁辐射,附近的电子设备如导航设备、监控设备等能否在这种复杂的辐射环境中正常工作,就依赖于其良好的辐射敏感度性能。

电磁兼容试验的步骤与方法

1.确定试验目的和范围

明确试验目的至关重要,需确定需要测试的设备或系统,以及要测试的电磁环境和干扰源。同时,要确定测试的主要参数和性能标准,常见的标准有GB/T 13926系列、IEC 61000系列等,这些标准为试验提供了明确的准则和依据。

2.搭建试验环境

根据测试标准要求和设备特性,搭建符合要求的测试环境。通常需要一个屏蔽室来隔离外部电磁干扰,确保试验的准确性。此外,还要准备测试设备和仪器,如电磁场发生器、电磁干扰测量仪器、电源滤波器等。以静电放电(ESD)测试为例,需要使用金属地板、接地线等设施来保证实验室内没有静电积累,为测试提供一个稳定、可控的基础环境。

3.确定测试仪器

依据测试标准要求和设备特性,选择合适的测试仪器。常见的测试仪器包括频谱分析仪、电磁场发生器、静电放电枪等。这些仪器各司其职,频谱分析仪可用于分析设备的电磁发射频谱,电磁场发生器则用于产生特定的电磁干扰场,静电放电枪模拟人体或物体对设备造成的静电放电现象,全方位地对设备的电磁兼容性能进行检测。

选择合适的测试方法

电磁兼容试验涵盖多种测试方法,主要分为电磁干扰(EMI)测试和电磁抗扰度(EMS)测试两大类。

1. 电磁干扰(EMI)测试

辐射发射测试:评估设备通过空间以电磁波形式发射的干扰。这通常在电波暗室中进行,使用天线来捕捉设备发射的信号,从而判断其辐射发射是否符合标准要求。

传导发射测试:评估设备通过电源线、信号线等传导的电磁干扰,包括电压传导发射和功率传导发射两种。这项测试能够精准地检测设备在传导路径上的干扰情况,确保其不会对电网或其他相连设备造成不良影响。

谐波电流发射测试:专门针对设备在电源线上产生的谐波电流进行评估,尤其是非线性负载产生的谐波电流。过多的谐波电流会污染电网,影响其他设备的正常供电,因此这一测试对于保障电网质量具有重要意义。

闪烁测试:评估设备引起的供电电压波动和闪烁,这可能会影响照明设备和其他敏感设备的正常工作。通过闪烁测试,可以及时发现设备在运行过程中对电网电压稳定性的影响,采取相应措施加以改善。

瞬态传导发射测试:评估设备在开关机或负载变化时产生的瞬态干扰。这类瞬态干扰虽然持续时间短暂,但能量较大,可能会对其他设备造成瞬间的冲击和损坏,因此需要严格测试和控制。

2. 电磁抗扰度(EMS)测试

静电放电(ESD)测试:模拟人体或物体对设备造成的静电放电现象,评估设备的抗静电能力。在日常生活中,人体或物体携带静电接触电子设备时,可能会产生静电放电,若设备抗静电能力不足,就容易出现故障,ESD测试能够提前发现并解决这一问题。

射频辐射抗扰度(RS)测试:通过射频信号发生器产生电磁场,测试设备对射频辐射的抗扰度。在复杂的电磁环境中,各种射频信号无处不在,设备需要具备一定的抗射频辐射能力,才能保证其正常运行,RS测试为设备的这一性能提供了有力的检验。

射频传导抗扰度(CS)测试:评估设备对通过电源线或信号线传导的射频干扰的抗扰度。射频干扰通过传导途径进入设备内部,可能会干扰其内部电路的正常工作,CS测试能够检测设备在面对此类干扰时的稳定性和可靠性。

电快速瞬变脉冲群(EFT/B)测试:模拟电气线路中的快速瞬变脉冲现象,评估设备对这些瞬变脉冲的抗扰度。电气线路中的快速瞬变脉冲具有高频率、高幅度的特点,对电子设备的威胁较大,EFT/B测试有助于提升设备的抗干扰能力。

浪涌(Surge)测试:模拟雷击或其他电源切换事件产生的高能量脉冲现象,评估设备的抗浪涌能力。浪涌电压和电流的能量巨大,若设备无法承受,可能会造成严重的损坏,浪涌测试是保障设备在极端条件下安全运行的关键环节。

脉冲群测试模拟电源线上的快速脉冲干扰,进一步检验设备在面对脉冲干扰时的性能表现,确保其能够在各种复杂的干扰环境下稳定工作。

电磁兼容试验的测试流程

1.进行预测试

在正式测试之前进行预测试,能够确保测试设备和方法的准确性,及时发现并调整潜在的问题,为正式测试的顺利开展奠定基础。

2.进行正式测试

测试过程中要密切关注设备或系统的性能表现,以及是否出现异常情况,并详细记录所有测试数据,以便后续进行深入分析。

3.分析测试结果

将测试数据与性能标准进行比较,全面评估设备或系统在电磁环境中的兼容性。若发现设备存在未达标的情况,需深入分析原因,并采取相应的改进或修正措施,以提升其电磁兼容性能。

4.编写测试报告

根据相关标准和要求,编制详细的测试报告。报告中要注明测试环境、仪器型号、测试方法等关键信息,并详细说明被测设备的抗干扰能力情况,同时提出针对性的建议和改进意见,为设备的研发、生产和改进提供有力的参考依据。

5.取得电磁兼容检测报告

选择一家通过CNAS(中国合格评定国家认可委员会)和CMA(中国计量认证)认可的实验室进行测试,测试通过后,取得权威的电磁兼容检测报告,为设备的市场准入和质量保证提供有力支撑。

电磁兼容试验的应用领域

电磁兼容试验广泛应用于各类电子产品的研发和生产过程中,涵盖通信设备、航空航天设备、信息技术设备、测量控制设备、工科医疗设备等诸多领域。

来源:金鉴实验室

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