淺談EMC測試要求分類

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。后兩者的測試項(xiàng)目、要求、方法等均較一致，差異在于對(duì)指標(biāo)要求上。軍用類，因其使用特殊性與后2類有較大差異。此外，航空、船舶設(shè)備也因其使用特殊性，除了同軍用設(shè)備一樣有較高要求外，還有國際通用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。基于市場上銷售的交流穩(wěn)壓電源的使用條件，本文重點(diǎn)說明后2類。

鑒于社會(huì)上對(duì)EMC問題日益關(guān)注，涉及的專業(yè)與產(chǎn)品很多，IEC已將EMC要求作為IEC的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)待。這就是著名的IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在國際上已視為與安全標(biāo)準(zhǔn)同等重要的通用標(biāo)準(zhǔn)。其中之一的IEC61000－4《測試技術(shù)》是指導(dǎo)有關(guān)EMC測試的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。由于EMC技術(shù)是一門復(fù)雜的、涉及多門學(xué)科的、不斷發(fā)展的新技術(shù)，有關(guān)EMC測試項(xiàng)目、要求、方法也在不斷修訂、完善。因此，IEC61000－4中許多項(xiàng)目仍未正式發(fā)布，還處于草案之中。為了便于讀者了解這方面知識(shí)，我們對(duì)涉及交流穩(wěn)壓電源的項(xiàng)目作一介紹，對(duì)于有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)采用的IEC項(xiàng)目則重點(diǎn)介紹。

IEC61000－4，全名為《Electro magnetic Compatibility for Electrical and Electronic Equipment，Part4:Testing and Measurement Techniques》，即《電氣和電子設(shè)備的電磁兼容性第4部分：測試技術(shù)》。其中列舉11個(gè)測試項(xiàng)目。與交流穩(wěn)壓電源標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10541－94有關(guān)的項(xiàng)目與要求介紹如下：

IEC61000－4－4：Electrical Fast Transients（Burst） Immunity Test（電快速瞬變脈沖群），SJ/T10541－94與SJ/T10542－94采用了該標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目的目的在于驗(yàn)證設(shè)備在承受切換瞬變（感性負(fù)載中斷、繼電器觸點(diǎn)跳開等）產(chǎn)生的各種瞬時(shí)干擾時(shí)的抗干擾性能。其試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)（在電源輸入端上的干擾發(fā)生器（50Ω內(nèi)阻）開路輸出試驗(yàn)電壓）分別為1級(jí)，0.5kV；2級(jí)，1kV；3級(jí)，2kV；4級(jí)4kV。

IEC61000－4－5Surge Transients Immunity Test（電涌或浪涌）。該項(xiàng)內(nèi)容暫時(shí)處于草案之中。與此相關(guān)的可參考著名的IEC801－5及美國標(biāo)準(zhǔn)IEEEstd5871980《IEEE Guide for Surge Voltages in Low－Voltage ACPower ircuits》（IEEE導(dǎo)則：低壓交流電力電路內(nèi)的電涌）。電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10541－94及SJ/T10542－94引用了該方面的部分內(nèi)容。該項(xiàng)目的目的是驗(yàn)證設(shè)備在承受由電力切換、雷電產(chǎn)生的高能電涌時(shí)的抗干擾性能。其嚴(yán)酷度等級(jí)的劃分同上，但干擾發(fā)生器的輸出阻抗為2Ω，而前者為50Ω。干擾發(fā)生器輸出分開路電壓波1.2×50μs（對(duì)高阻負(fù)載）與短路（放電）電流波8×20μs（對(duì)低阻負(fù)載）兩類。類似測試要求在許多電工電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都已列出。

除此之外，國際上還有采用高頻尖峰噪聲敏感度測試。特別是日本，這項(xiàng)測試很普遍。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MILSTD461、462采用類似項(xiàng)目，但要求使用的噪聲模擬發(fā)生器的功率遠(yuǎn)大于前者。國內(nèi)也有類似標(biāo)準(zhǔn)，如GB4859－84中的50kHz～100MHz電源線傳導(dǎo)敏感度測試；GJB151－86，GJB152－86中的CS06項(xiàng)目，噪聲為矩形脈沖波。此外，GB6162－85（參照采用IEC255－4）則采用衰減振蕩波。

SJ/T10541－94與SJ/T10542－94建議對(duì)這兩種方式任意選擇其中之一。該項(xiàng)目的目的同IEC61000－4－4。矩形脈沖波的特點(diǎn)是快速上升及低重復(fù)率，衰減振蕩波的特點(diǎn)是高幅值、低能量。對(duì)含有數(shù)字電路的產(chǎn)品，用矩形脈沖波較能說明對(duì)干擾的敏感程度。

電磁干擾方面的項(xiàng)目有工頻諧波限制要求、傳導(dǎo)干擾與輻射干擾限制要求。SJ/Z9029.2－87（等效采用IEC555－2－1982）規(guī)定了設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波電流限制值要求。對(duì)于大功率半導(dǎo)體變流器，GB/T3859.2－93則用對(duì)不同變流裝置（按脈波數(shù)）規(guī)定最大功率容量（電源系統(tǒng)短路容量與變流器基波視在功率之比）來限制電流諧波。必須指出，電工、電子產(chǎn)品通過電源線向市電傳導(dǎo)電流諧波問題已被認(rèn)定是電力污染，而作為市電系統(tǒng)“環(huán)保”對(duì)象來處理，這方面的要求將日益強(qiáng)化。

EMC測試結(jié)果的判定，對(duì)抗擾度測試與對(duì)電磁干擾測試分別采用完全不同的方式。后者采用定量規(guī)定限制值作為合格的門限判定點(diǎn)；前者一般采用定性方法來判定，即按產(chǎn)品在測試中的性能表現(xiàn)分類（以GB/T13926－92為例）：

a類：在產(chǎn)品性能指標(biāo)規(guī)范內(nèi)（允差度內(nèi)），性能正常；

b類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但能自行恢復(fù)；

c類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但需操作者干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位；

d類：因損壞而不可恢復(fù)的功能降低或喪失。

在這4類中，a類作為合格，d類作為不合格是毫無疑義的。對(duì)于b類與c類，合格的判定由廠家與用戶根據(jù)具體情況協(xié)商規(guī)定。自然，對(duì)此兩類所采取的技術(shù)措施是不同的。似乎抗擾度測試的判定太松，其實(shí)是體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的最大自由度原則。因?yàn)楸粶y設(shè)備種類繁多，差異大，因此很難為評(píng)定合格作出通用定量的規(guī)定。當(dāng)然，對(duì)于具體某一類產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)給出確定的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。SJ/T1054194就體現(xiàn)了這個(gè)要求。GB/T3859.1－93中類似規(guī)定了變流器受擾類別，作為合格判定的依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了3級(jí)，即：

F級(jí)：性能級(jí)，是指該變流器能承受而不降低性能的所有各種電擾動(dòng)極限值的組合；

T級(jí)：跳閘級(jí)，是指變流器能承受而不因保護(hù)器件動(dòng)作而中斷運(yùn)行的所有各種電擾動(dòng)極限值的組合；可進(jìn)一步分為兩種情況：干擾過去后能自動(dòng)重合閘及不能自動(dòng)重合閘（要用手動(dòng)等方式）；

D級(jí)：損壞級(jí)，是指變流器能承受而不造成永久損壞的所有電擾動(dòng)極限值的組合。

顯然，這里的F級(jí)相當(dāng)于a類，D級(jí)相當(dāng)于d類，T級(jí)則包括b，c類。

對(duì)于有抗干擾功能要求的交流穩(wěn)壓電源在SJ/T10541中規(guī)定，除了應(yīng)保證能正常工作外，還應(yīng)在輸出端給負(fù)載合適的敏感度門限；規(guī)定疊加在輸出電壓上的干擾殘壓的峰值不應(yīng)大于輸出電壓標(biāo)稱值的20％。這是該標(biāo)準(zhǔn)遵從標(biāo)準(zhǔn)的目的性原則，充分考慮交流穩(wěn)壓電源與其它電工、電子產(chǎn)品在使用功能要求上具有本質(zhì)的區(qū)別。即前者要為后者服務(wù)，前者也作為后者電源EMI的電力濾波器，目的是為對(duì)EMI敏感的設(shè)備提供足夠的EMI安全裕度，提高設(shè)備的抗擾度等級(jí)。根據(jù)GB6833.4規(guī)定，電子儀器對(duì)電源瞬態(tài)敏感度的要求是：應(yīng)能經(jīng)受標(biāo)稱源電壓變化量的20％的瞬態(tài)電壓沖擊干擾而不致工作失常。為此，在SJ/T10541中規(guī)定以這個(gè)數(shù)值作為交流穩(wěn)壓電源在接受抗擾度試驗(yàn)時(shí)的輸出允許最高瞬態(tài)電壓值（敏感度門限）。

此外，考慮到交流穩(wěn)壓電源要為電子儀器設(shè)備提供合適的交流電壓條件，SJ/T10541還規(guī)定在抗擾度試驗(yàn)時(shí)，交流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對(duì)偏差（即輸出效應(yīng)）應(yīng)在其基準(zhǔn)條件（公差G）內(nèi)，以此作為是否性能降級(jí)的判定依據(jù)。這樣兩者結(jié)合，以科學(xué)、合理、實(shí)用、易操作方式，解決了在對(duì)交流穩(wěn)壓電源抗擾度性能進(jìn)行具體考核及合格評(píng)定時(shí)，無定量指標(biāo)為依據(jù)的難題。而一般標(biāo)準(zhǔn)則只籠統(tǒng)地以誤動(dòng)作、性能下降或降級(jí)來作為考核及合格評(píng)定依據(jù)，顯然，這種定性方法不易操作。