电磁兼容性测试方法概念.doc

电磁兼容性测试方法各式各样整合系统设备带给人类生活无限方便利益, 却也造成复杂电磁噪声环境。四十年前欧体 IEC/CISPR 等委员会之电磁兼容性(patibility, EMC) 研究小组有鉴于此电磁噪声环境趋势,发出 89/336/EEC EMC 指令( 及后续修订版 92/31/EEC ,93/68/EEC) ,说明电子电机设备相关产品必须符合辐射干扰与传导干扰发射规格外,同时陆续增订辐射耐受性与传导耐受性规格,要求 1996 年元旦起强制实施,国内各类电子电机产品厂商为强化所生产产品符合内外销相关 EMC 指令,促使 EMC 测试场地快速成长,较大规模之信息厂都趋向自行筹建 EMI (ic Interference) 除错场地,加速产品 EMC 设计达到外销各国相关 EMC 需求。然而为了验证电子电机设备电磁兼容性设计是否良好,就必须在研发之整个过程中,对各种电磁干扰源之发射噪声、传输特性及受干扰设备能否负荷耐受性测试,验证设备是否符合相关电磁兼容性标准和规范;找出设备设计及生产过程中,在电磁兼容性方面之盲点。在客户安装和使用设备时,提供了既真实又有效之数据,因此,电磁兼容性测试是电磁兼容性设计所不可或缺之重要环节。本文将针对 EMC 测试最新之军规、商规、车辆规范等作一比较分析测试方法差异及相关经验。,欧美商规及车辆用电磁干扰(EMI) ,欧美商规及车辆用磁用耐受性(EMS) 测试项目摘要比较电磁兼容性测试范围与所采用之标准和规范依据相应之电磁兼容性标准和规范,电磁干扰(EMI) 及电磁耐受性测试(EMS) 在不同频率范围内,采用不同之方式进行。基于任意电子电机设备既可能是一个干扰源,也可能是被干扰者。因而,电磁兼容性测试包含电磁干扰测试(EMI) 及电磁耐受性测试(EMS) 。由于电磁兼容性测试种类太多,实在无法逐一详细说明,本文就表1及表2摘要列举了几个典型 EMC 测试标准和规范( 含常见美军军规、欧美商规及车辆用 EMC 标准) ,在不同频率范围中之测试项目,从军规 EMC 标准之演变,就可观察到欧美商规 EMC 标准之趋势。近年来,车辆工业界面对二十一世纪车辆设计新颖要求,纷纷成立车辆研发中心,由于国内主要汽车制造厂均需符合相关车辆用 EMC 标准和规范,因此更需了解比较车辆 EMC 设计与测试验证之方法。此二表中 CE 表示可以传导发射(Conducted Emission) ,CS 表示传导耐受性(Conducted usceptibility) ,RE 表示辐射发射(Radiated Emission) ,RS 表示辐射耐受性(Radiated Susceptibility) 。一般电磁干扰(EMI ,包括 CE及RE) 测试主要内容有︰电子电机产品和设备在各种电磁噪声环境中之传导干扰和辐射干扰发射量之测试( 例如电子电机设备之交换式电源之脉冲干扰和连续干扰)及各种讯号传输时,干扰传递特性之测试( 例如如各种传输线之传输特性和屏蔽效果)。而电磁耐受性(EMS ,包括 CS及RS) 测试主要内容则有︰ 、磁场之辐射耐受性测试 、控制线、讯号线、地线等注入干扰之传导耐受性测试 (突波或电性快速瞬时)之耐受性测试 EMC 测试场地之一般要求︰如何有效地量测出实际待测产品设备溢出之噪声,与产生类似 EMI 之干扰源,用来验证待测产品设备之电磁耐受性,都是 EMC 工程人员所必须掌握。因此,为了仿真复杂电磁噪声环境及保证 EMC 测试结果之重复性、准确性和可靠性,EMC 测试对环境有较高之需求,测试场地可分为隔离室(包含 TEM/GTEM Cell 等积向电磁波 EMC 测试室) 、电波暗室和室外开放测试区之场地(open Area Test Site , OATS) 等。这些 EMC 测试场地之功能、建材和限制条件简述如下︰就隔离室而言, 隔离室之作法一方面是对外来电子电机干扰加以屏蔽,从而保证室内电磁噪声环境满足要求,另一方面是对内部如天线等发射源进行屏蔽而不对外界造成干扰。 MIL-STD-461 及其它相关电磁兼容性标准规定,许多测试项目必须在隔离室内进行,隔离室为一个由金属材料做成之六面体,其建材形式为镀锌钢板式、铜网式、多层复合金板式等等不胜枚举。影响隔离室性能之主要原因有︰屏蔽门、屏蔽材料、电源滤波器、通风波导、安装及焊接接缝、接地等。从屏蔽效益来看,钢板式最好,在 10kHz 至18GHz 频率范围,可满足屏蔽效益 80~120dB 之要求。在使用隔离室进行电磁兼容性测试时,要注意隔离室之共振及反射。根据电磁理论, 隔离室是一个很大之方形波导共振腔,具有一系列之电磁共振频率,当隔离室发生共振时