開關電源EMC知識全面匯總

　　本文是對開關電源EMC知識的全面匯總，包括開關電源EMC的分類及標準，常用的EMC標準及實驗配置，關于制訂電磁兼容標準的組織和標準的介紹，開關電源電磁干擾的產(chǎn)生機理及其傳播途徑。

　　EMC的分類及標準：

　　EMC(ElectromagneticCompatibility)是電磁兼容，它包括EMI(電磁騷擾)和EMS(電磁抗騷擾)。EMC定義為:設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何設備的任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC整的稱呼為電磁兼容。EMP是指電磁脈沖。

　　EMC=EMI+EMSEMI:電磁干擾EMS:電磁相容性(免疫力)

　　EMI可分為傳導Conduction及輻射Radiation兩部分，Conduction規(guī)范一般可分為:FCCPart15JClassB;CISPR22(EN55022,EN61000-3-2,EN61000-3-3)ClassB;國標IT類(GB9254，GB17625)和AV類(GB13837，GB17625)。FCC測試頻率在450K-30MHz，CISPR22測試頻率在150K--30MHz，Conduction可以用頻譜分析儀測試，Radiation則必須到專門的實驗室測試。其中EN55022為RadiationTest&ConductionTest(傳導&輻射測試);EN61000-3-2為HarmonicTest(電源諧波測試);EN61000-3-3為FlickerTest(電壓變動測試)。CISPR22(ComiteSpecialdesPurturbationsRadioelectrique)應用于信息技術類裝置,適用于歐洲和亞洲地區(qū);EN55022為歐洲標準，F(xiàn)CCPart15(FederalCommunicationsCommission)適用于美國，EN30220歐洲EMI測試標準，功率輻射測試標準是EN55013頻率在30MHZ-300MHz。

　　EN55011輻射測試標準是：有的頻率段要求較高，有的頻率段要求較低。傳導(150KHZ-30MHZ)LISN主要是差模電流,其共模阻抗為100歐姆(50+50);LISN主要是共模電流,其總的電路阻抗為25歐姆(50//50)。

　　4線AV60dB/uV150KHZ-2MHZstart9KHZ

　　5線PEAK100dB/uV150KHZ-3MHZ

　　6線PEAK100dB/uV2MHZ-30MHZ

　　7線QP70dB/uV150KHZ-500KHZ

　　Radiated(30MHZ-1GHZ):ADD4N7/250VYCAP90dB/uV30MHZ-300MHZ

　　EMI為電磁干擾，EMI是EMC其中的一部分，EMI(ElectronicMagneticInterference)電磁干擾，EMI包括傳導、輻射、電流諧波、電壓閃爍等等。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構成的，通常稱作干擾的三要素。EMI線性正比于電流，電流回路面積以及頻率的平方即：EMI=K*I*S*F2。I是電流，S是回路面積，F(xiàn)是頻率，K是與電路板材料和其他因素有關的一個常數(shù)。　　EMI是指產(chǎn)品的對外電磁干擾。一般情況下分為ClassA&ClassB兩個等級。ClassA為工業(yè)等級，ClassB為民用等級。民用的要比工業(yè)的嚴格，因為工業(yè)用的允許輻射稍微大一點。同樣產(chǎn)品在測試EMI中的輻射測試來講，在30-230MHz下，B類要求產(chǎn)品的輻射限值不能超過40dBm而A類要求不能超過50dBm(以三米法電波暗室測量為例)相對要寬松的多，一般來說CLASSA是指在EMI測試條件下，無需操作人員介入，設備能按預期持續(xù)正常工作，不允許出現(xiàn)低于規(guī)定的性能等級的性能降低或功能損失。

　　EMI是設備正常工作時測它的輻射和傳導。在測試的時候，EMI的輻射和傳導在接收機上有兩個上限，分別代表ClassA和ClassB，如果觀察的波形超過B的線但是低于A的線，那么產(chǎn)品就是A類的。EMS是用測試設備對產(chǎn)品干擾，觀察產(chǎn)品在干擾下能否正常工作，如果正常工作或不出現(xiàn)超過標準規(guī)定的性能下降，為A級。能自動重啟且重啟后不出現(xiàn)超過標準規(guī)定的性能下降，為B級。不能自動重啟需人為重啟為C級，掛掉為D級。國標有D級的規(guī)定，EN只有A，B，C。EMI在工作頻率的奇數(shù)倍是最不好過的。EMS(ElectmmagneticSuseeptibilkr)電磁敏感度一般俗稱為“電磁免疫力”,是設備抗外界騷擾干擾之能力，EMI是設備對外的騷擾。EMS中的等級是指：ClassA，測試完成后設備仍在正常工作;ClassB，測試完成或測試中需要重啟后可以正常工作;ClassC，需要人為調(diào)整后可以正常重啟并正常工作;ClassD，設備已損壞，無論怎樣調(diào)整也無法啟動。嚴格程度EMI是B>A，EMS是A>B>C>D。

　　EMS部份為EN55024包含7項測試：

　　EN61000-4-2:1998;EN61000-4-3:1998;EN61000-4-4:1995,EN61000-4-5:1995;EN61000-4-6：1996;EN61000-4-8:1993;EN61000-4-11:1994。

　　EMC檢測主要項目:

　　空間輻射(Radiation):EN55011,13,22FCCPart15&18,VCC

　　傳導干擾(Conduction):EN55011,13,14-1,15,22,FCCPart15&18,VCCI

　　喀嚦聲(Click):EN55014-1

　　功率輻射(PowerClamp):EN55013,14-1

　　磁場輻射(MagneticEmission):EN55011,15

　　低頻干擾(LowFrequencyImmunity):EN50091-2

　　靜電放電(ESD):IEC61000-4-2、EN61000-4-2、GB/T17626.2

　　輻射抗擾度(R/S):IEC61000-4-3、EN61000-4-3、GB/T17626.3e;TEXT-INDENT:2em;MARGIN:10px25px0px;PADDING-LEFT:0px;PADDING-RIGHT:0px;FONT:14px/22px宋體,Georgia,verdana,serif;WHITE-SPACE:normal;ORPHANS:2;LETTER-SPACING:normal;COLOR:rgb(68,68,68);WORD-SPACING:0px;PADDING-TOP:0px;-webkit-text-size-adjust:auto;-webkit-text-stroke-width:0px">脈沖群抗擾度(EFT/B):IEC61000-4-4、EN61000-4-4、GB/T17626.4　　浪涌抗擾度(SURGE):IEC61000-4-5、EN61000-4-5、GB/T17626.5

　　傳導騷擾抗擾度(C/S):IEC61000-4-6、EN61000-4-6、GB/T17626.6

　　工頻磁場抗擾度(M/S):IEC61000-4-8、EN61000-4-8、GB/T17626.8

　　電壓跌落(DIPS):IEC61000-4-11、EN61000-4-11、GB/T17626.11

　　諧波電流(Harmonic):IEC61000-3-2、EN61000-3-2

　　電壓閃爍(Flicker):IEC61000-3-3、EN61000-3-3

　　輻射干擾(RadiatedInterference)是通過空間并以電磁波的特性和規(guī)律傳播的。但不是任何裝置都能輻射電磁波的。傳導干擾(ConductedInterference)是沿著導體傳播的干擾。所以傳導干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。電磁兼容三要素：任何電磁兼容性問題都包含三個要素，即干擾源、敏感源和耦合路徑，這三個要素中缺少一個，電磁兼容問題就不會存在。

　　產(chǎn)生電磁干擾的條件:突然變化的電壓或電流，即dV/dt或dI/dt很大;輻射天線或傳導導體。

　　電磁兼容標準對設備的要求有兩個方面：一個是工作時不會對外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響，另一個是不能對外界的電磁干擾過度敏感。前一個方面的要求稱為干擾發(fā)射要求，后一個方面的要求稱為敏感度要求。電磁能量從設備內(nèi)傳出或從外界傳入設備的途徑只有兩個，一個是以電磁波的形式從空間傳播，另一個是以電流的形式沿導線傳播。因此，電磁干擾發(fā)射可以分為：傳導發(fā)射和輻射發(fā)射;敏感度也可以分為傳導敏感度和輻射敏感度。

　　電磁兼容標準分為基礎標準、通用標準、產(chǎn)品類標準和專用產(chǎn)品標準?；A標準：描述了EMC現(xiàn)象、規(guī)定了EMC測試方法、設備，定義了等級和性能判據(jù)?；A標準不涉及具體產(chǎn)品。產(chǎn)品類標準：針對某種產(chǎn)品系列的EMC測試標準。往往引用基礎標準，但根據(jù)產(chǎn)品的特殊性提出更詳細的規(guī)定。通用標準：按照設備使用環(huán)境劃分的，當產(chǎn)品沒有特定的產(chǎn)品類標準可以遵循時，使用通用標準來進行EMC測試。對使設備的功能完全正常，也要滿足這些標準的要求。

　　關于制訂電磁兼容標準的組織和標準的介紹：

　　IEC(國際電工委員會)：有兩個平行的組織制訂EMC標準，CISPR和TC77。

　　CISPR(國際無線電干擾特別委員會)：1934年成立。目前有七個分會：A分會(無線電干擾測量方法與統(tǒng)計方法)、B分會(工、科、醫(yī)療射頻

　　設備的無線電干擾)、C分會(電力線、高壓設備和電牽引系統(tǒng)的無線電干擾)、D分會(機動車和內(nèi)燃機的無線電干擾)、E分會(無線接收設備干擾特性)、F分會(家電、電動工具、照明設備及類似電器的無線電干擾)、G分會(信息設備的無線電干擾)?！　C77(第77技術委員會)：1981年成立。目前有3個分會：SC77A(低頻現(xiàn)象)、SC77B(高頻現(xiàn)象)、SC77C(對高空核電磁脈沖的抗擾性)。

　　CENELEC(歐洲電工標準化委員會)：由歐共體委員會授權制訂歐洲標準。EN標準中引用了很多CISPR和IEC標準，其對應關系如下：

　　EN55×××=CISPR標準，(例：EN55011=CISPRPub.11)

　　EN6××××=IEC標準，(例：EN61000-4-3=IEC61000-4-3Pub.11)

　　EN50×××=CENELEC自定標準，(例：EN50801)

　　FCC(聯(lián)邦通信委員會)全名為FederalCommunicationsCommission：是管理電腦,周邊及通信產(chǎn)品等銷售美國之審核授權機抅,主要制訂民用產(chǎn)品標準，關于電磁兼容的標準主要包括在FCCPart15和FCCPart18中。

　　FCCPart15subpartB規(guī)定:凡利用數(shù)位技術之電子裝置或系統(tǒng),及使用或產(chǎn)生脈波頻率超過10KHz之器材,皆須依規(guī)定進行測試認證后,才可以在美國市場銷售。

　　MIL-STD(美軍標)：典型的是MIL-STD–461D。這個標準不僅規(guī)定了最大輻射發(fā)射和傳導發(fā)射的限制，還規(guī)定了系統(tǒng)對輻射和傳導干擾的敏感度要求。配套標準MIL-STD-462規(guī)定了必要的測試裝置。商業(yè)公司經(jīng)常將MIL-STD-461中的某些部分作為產(chǎn)品內(nèi)部EMC規(guī)范。

　　VCCI(干擾自愿控制委員會)：民間機構，其標準與CISPR和IEC一致。

　　GB(中國國家標準)：基本采用CISPR和IEC標準，目前已發(fā)布57個。

　　GJB(中國軍用標準)：基本采用美軍標，例如GJB151A=MIL-STD–461D。軍用設備

　　為軍用設計的電子系統(tǒng)必須滿足MIL-STD-461D的要求，另一個關于EMI的軍用標準是保密的TEMPEST計劃，這是用來保證保密通信系統(tǒng)安全的。現(xiàn)在可以接收并復現(xiàn)出大多數(shù)電子設備政黨工作時所發(fā)射的功率很低的射頻信號。象對電子竊聽很脆弱的CRT終端那樣的軍用產(chǎn)品就屬于TEMPEST的范疇。在實踐中，TEMPEST控制設備和系統(tǒng)的發(fā)射，使無法解譯攜帶信息的信號。

CE標示:源自歐共體各會員國(EuropeanCommunity)縮寫的總稱,并以此為標志。規(guī)范產(chǎn)品是否符合歐體為保障民眾安全健康以及環(huán)境保護等利益所訂定之基本安全要求。CE=EMC+LVDEMC:電磁干擾及