開關(guān)電源EMC總結(jié)

開關(guān)電源EMC知識全面匯總，包括開關(guān)電源EMC的分類及標(biāo)準(zhǔn)，常用的EMC標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)配置，關(guān)于制訂電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的組織和標(biāo)準(zhǔn)的介紹，開關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理及其傳播途徑，Flyback 架構(gòu)noise 在頻譜上的反應(yīng)等。

EMC的分類及標(biāo)準(zhǔn)：

EMC(Electromagnetic Compatibility)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(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)境中的任何設(shè)備的任何事物構(gòu)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 + EMS EMI : 磁干_ EMS : 磁相容性 (免疫力)

EMI可分為傳導(dǎo)Conduction及輻射Radiation兩部分，Conduction規(guī)范一般可分為: FCC Part 15J Class B;CISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3) Class B;國標(biāo)IT類(GB9254，GB17625)和AV類(GB13837，GB17625)。FCC測試頻率在450K-30MHz，CISPR 22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(shí)驗(yàn)室測試。

EN55022為Radiation Test Conduction Test (傳導(dǎo) 輻射測試); EN61000-3-2為Harmonic Test (電源諧波測試) ;EN61000-3-3為Flicker Test (電壓變動測試)。

CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)應(yīng)用于信息技術(shù)類裝置, 適用于歐洲和亞洲地區(qū);EN55022為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)CC Part 15 (Federal Communications Commission) 適用于美國，EN30220歐洲EMI測試標(biāo)準(zhǔn)，功率輻射測試標(biāo)準(zhǔn)是EN55013頻率在30MHZ-300MHz。

EN55011輻射測試標(biāo)準(zhǔn)是：有的頻率段要求較高，有的頻率段要求較低。傳導(dǎo) (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 AV 60dB/uV 150KHZ-2MHZ start 9KHZ

5線 PEAK 100dB/uV 150KHZ-3MHZ

6線 PEAK 100dB/uV 2MHZ-30MHZ

7線 QP 70dB/uV 150KHZ-500KHZ

Radiated (30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP 90dB/uV 30MHZ-300MHZ

EMI為電磁干擾，EMI是EMC其中的一部分，EMI(Electronic Magnetic Interference) 電磁干擾， EMI包括傳導(dǎo)、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(gòu)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(guān)的一個(gè)常數(shù)。

EMI是指產(chǎn)品的對外電磁干擾。一般情況下分為 Class A Class B 兩個(gè)等級。 Class A為工業(yè)等級，Class B 為民用等級 。民用的要比工業(yè)的嚴(yán)格，因?yàn)楣I(yè)用的允許輻射稍微大一點(diǎn)。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CLASS A是指在EMI測試條件下，無需操作人員介入，設(shè)備能按預(yù)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(shè)備正常工作時(shí)測它的輻射和傳導(dǎo)。在測試的時(shí)候，EMI的輻射和傳導(dǎo)在接收機(jī)上有兩個(gè)上限，分別代表Class A和Class B，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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)有D級的規(guī)定，EN只有A，B，C。EMI在工作l率的奇數(shù)倍是最不好過的。

EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr) 電磁敏感度一般俗稱為 “電磁免疫力”, 是設(shè)備抗外界騷擾干擾之能力，EMI是設(shè)備對外的騷擾。

EMS中的等級是指：Class A，測試完成后設(shè)備仍在正常工作;Class B，測試完成或測試中需要重啟后可以正常工作;Class C，需要人為調(diào)整后可以正常重啟并正常工作;Class D，設(shè)備已損壞，無論怎樣調(diào)整也無法啟動。嚴(yán)格程度EMI是B>A，EMS是A>B>C>D。

常用的EMC標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)配置

EMS部份為EN55024包含7項(xiàng)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(xiàng)目:

空間輻射(Radiation): EN55011,13,22 FCC Part 1518, VCCI

傳導(dǎo)干擾(Conduction): EN55011,13,14-1,15,22, FCC Part 1518, VCCI

喀嚦聲(Click): EN55014-1

功率輻射(Power Clamp): EN55013,14-1

磁場輻射(Magnetic Emission): EN55011,15

低頻干擾(Low Frequency Immunity): 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/T17626.3

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(dǎo)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(Radiated Interference)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(dǎo)干擾(Conducted Interference)是沿著導(dǎo)體傳播的干擾。所以傳導(dǎo)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(gè)要素，即干擾源、敏感源和耦合路徑，這三個(gè)要素中缺少一個(gè)，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(dǎo)導(dǎo)體。

電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備的要求有兩個(gè)方面：一個(gè)是工作時(shí)不會對外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響，另一個(gè)是不能對外界的電磁干擾過度敏感。前一個(gè)方面的要求稱為干擾發(fā)射要求，后一個(gè)方面的要求稱為敏感度要求。

電磁能量從設(shè)備內(nèi)傳出或從外界傳入設(shè)備的途徑只有兩個(gè)，一個(gè)是以電磁波的形式從空間傳播，另一個(gè)是以電流的形式沿導(dǎo)線傳播。因此，電磁干擾發(fā)射可以分為：傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射;敏感度也可以分為傳導(dǎo)敏感度和輻射敏感度。

電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)和專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)：描述了EMC現(xiàn)象、規(guī)定了EMC測試方法、設(shè)備，定義了等級和性能判據(jù)。基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)不涉及具體產(chǎn)品。

產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)：針對某種產(chǎn)品系列的EMC測試標(biāo)準(zhǔn)。往往引用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)產(chǎn)品的特殊性提出更詳細(xì)的規(guī)定。

通用標(biāo)準(zhǔn)：按照設(shè)備使用環(huán)境劃分的，當(dāng)產(chǎn)品沒有特定的產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)可以遵循時(shí)，使用通用標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行EMC測試。對使設(shè)備的功能完全正常，也要滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的要求。