什么是电磁兼容性（EMC）？它为何如此重要？

“电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility）"主要分为两种，一种是设备本身的电磁噪声对其他设备或人体带来的影响（电磁干扰，EMI：Electromagnetic Interference, Emission），另一种是设备是否会因来自外部的电磁干扰而发生误动作（电磁敏感性EMS：Electromagnetic Susceptibility, Immunity），之所称为“电磁兼容性"，是由于为了避免发生故障，这两方面都要兼顾。

01 什么是电磁兼容性（EMC）？

电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。包括两个方面：电磁干扰（Electromagnetic Interference）和电磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility）。

电磁干扰（Electromagnetic Interference）

电磁干扰（EMI）是指电子设备在工作过程中产生的电磁波，这些波可能对设备本身的其他部分或外部的其他设备造成干扰，它主要关注的是设备在运行过程中可能对其他电子设备产生的不良影响。

电磁干扰主要有两种形式，分别是传导干扰和辐射干扰：

传导干扰：这种干扰是通过导电介质，如电线和其他电网络，将信号从一个网络耦合到另一个网络。在电子设备中，例如印刷电路板（PCB）上的高频信号线、集成电路的引脚、以及各类接插件等都可能成为传导干扰的源头。

辐射干扰：这种干扰是通过空间传播的，干扰源通过电磁波的形式将其信号耦合到另一个电网络。在高速PCB及系统设计中，许多元件可能会表现出天线特性，发射电磁波，从而影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作

电磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility）

电磁敏感性（EMS）是指设备、器件或系统在受到电磁干扰时，可能导致其工作性能降级的特性，它关注的是设备在面对外界电磁干扰时的抵抗能力。

02 EMC测试为何如此重要？

电子、电器产品的电磁兼容性（EMC）是一项非常重要的质量指标，它不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响到其他设备和系统的正常工作，关系到电磁环境的保护等问题。

03 进行EMC测试的原因是多方面的，主要包括以下几点：

保护电磁频谱：电磁频谱是有限的资源，用于各种无线电传输、通信等。电子产品即使不作为发射器，也会由于电子电路的开关电流和电压而产生电磁辐射。如果不对这些非预期的电磁辐射进行限制，可能会对为无线电传输保留的频带造成干扰，影响电磁频谱的正常使用。

确保设备安全：对于医疗、军事、工业、航空航天和汽车等领域的安全关键应用，EMC性能至关重要。良好的EMC设计能够确保这些产品在复杂的电磁环境中稳定运行，避免因电磁干扰导致的安全事故。

满足法规要求：许多国家和地区对电子产品有严格的EMC标准和测试要求。通过EMC测试是产品上市的基本要求，有助于产品顺利进入市场并获得消费者的信任。

提升产品质量：EMC测试有助于发现产品设计中的缺陷和不足，从而改进产品设计，提高产品的质量和可靠性。

维护公共利益：EMC测试有助于确保电子设备不会对公共通信网络和其他关键基础设施造成干扰，维护社会公共利益和秩序。

04 如何对电气电子产品进行EMC测试？

EMI测试：

辐射发射（辐射骚扰）

辐射发射，也称为辐射骚扰，是指电子、电气产品或系统在工作时向周围空间发射的电磁波。这些电磁波通过空气传播，而不是通过导线，如信号线或电源线。辐射发射测试是电磁兼容性（EMC）测试的重要组成部分，它评估设备在正常工作状态下对外界的辐射干扰强度。

传导骚扰

传导骚扰，也称为传导发射，是指电子、电气设备或系统在工作时通过电源线、信号线和互连线等传输路径向外发射的干扰信号。这种干扰信号可能会影响同一电网上其他设备的正常工作，因此需要通过传导发射测试来确保这些干扰信号的能量不会超过标准要求的限值。

谐波电流

谐波电流是电力系统中的一种现象，是非正弦周期性电流函数中，频率为原周期电流频率整数倍的各正弦分量的统称。当电流通过非线性负载时，与所加电压不呈线性关系，从而形成非正弦电流，进而产生谐波。

谐波电流测试是一系列检验电气设备产生谐波水平的流程，以确保它们不会对电网造成不良影响。通常情况下，电流、电压总畸变率不应大于5%，并且对各次谐波都有具体的要求。不同的行业和应用可能有不同的标准和限制。

电压变化和闪烁

电压变化和闪烁测试是评估电力系统稳定性和电能质量的重要手段。

电压变化通常指的是电网上突然发生的较大电压变动，这种变化可能是由连接在电网上的设备（如电动机启动或大型工业设备的运行）引起的。电压变化的幅度和频度都会对电网中的其他设备产生影响，尤其是对电子设备的影响可能更为显著。

闪烁指的是由电压波动引起的照明亮度的变化，这种变化是可以被人眼感知的。闪烁是电压波动的一种有害结果，它会影响人们的视觉舒适度，甚至可能导致眼睛疲劳或不适。

EMS测试：

辐射抗扰度

辐射抗扰度测试，也称为辐射敏感度测试，是评估设备或系统在电磁辐射环境中抵抗干扰的能力的重要方法。

辐射抗扰度测试使用特定的设备，如天线、发射器或辐射室，来产生一个模拟的电磁辐射场，这个辐射场用于模拟设备在实际工作环境中可能遇到的电磁干扰。将辐射干扰通过辅助装置和耦合部件施加到受试设备（EUT）上，并通过一定的监测方式来判断EUT所受影响。监测的方式可能包括直接的性能评估或通过特定的传感器和仪器进行数据采集。在辐射场中观察设备的工作状态和性能是否受到干扰或降低。如果设备能够在辐射环境中维持其正常功能和性能，那么它被认为具有良好的辐射抗扰度。

传导抗扰度

传导抗扰度测试是评估设备在射频场感应下通过电源线或其他连接线路的传导骚扰的抵抗能力的一种电磁兼容性测试。进行传导抗扰度测试的目的是确保设备在实际使用中能够抵抗来自各种射频信号的干扰，从而保证设备的可靠性和稳定性。这对于电子设备的设计和制造至关重要，尤其是在电磁环境日益复杂的今天。

传导抗扰度测试主要关注来自射频发射机的电磁场对设备的影响，尤其是这些电磁场如何通过设备的电源线、通信线和接口电缆等I/O线路耦合到设备上。尽管被骚扰设备的尺寸可能比骚扰频率的波长小，但由于电缆长度可能是几个波长，因此它们可能会成为无源的接收天线网络。

传导抗扰度测试的主要标准包括IEC 61000-4-6和GB/T17626.6，这些标准描述了射频感应传导骚扰的抗扰度测试方法。这些测试模拟了对讲机、手机、基站等射频信号耦合到被试品上所造成的射频干扰。在进行测试时，需要使用专业的测试系统来产生特定的射频干扰，并将其耦合到被测试设备的相应端口或电缆上。然后观察设备在干扰下的表现，以评估其抗扰性能。

静电抗扰度

静电抗扰度测试是用来评估设备或系统在遭受静电放电时抵抗干扰的能力的试验。

该测试通常依据标准GB/T17626.2-2006进行，这个标准等同于国际标准IEC61000-4-2:2001。模拟并评估单个设备或系统在实际使用中可能遇到的静电放电情况，以及其对此类电子骚扰的响应能力。

工频磁场抗扰度

工频磁场抗扰度测试是用来评估设备在工频磁场环境中的性能和抵抗干扰的能力。这项测试主要针对家用、商业和工业用的电气和电子设备，尤其在连续和短时的工频磁场中的表现。

工频磁场通常由电力系统中的工频电流产生，或者是由变压器等电气设备的漏磁通引起的。进行工频磁场抗扰度测试时，需要特定的试验设备，包括一个用以产生磁场的感应线圈、一个供线圈电流的工频电源以及必要的辅助测试及测量设备。线圈有不同形式，如方形单独感应线圈和方形双感应线圈（霍尔姆兹线圈），这些线圈的设计旨在产生标准尺寸和场强均匀度的磁场。

浪涌抗扰度

浪涌抗扰度测试是用于验证电子设备在遭受高能量骚扰时能否维持正常工作性能的测试。浪涌抗扰度测试主要模拟由开关通断和雷击等自然或人为因素产生的浪涌电压现象，这些浪涌电压会通过电源线路和互连线缆进入设备，可能对电子系统造成干扰或损害。

浪涌可能由多种原因引起，包括电力系统的开关瞬态、配电系统中的局部开关动作或负载变化、与开关器件相关联的谐振现象以及各种系统故障，如设备组合对接地系统的短路和电弧故障等。在测试过程中，使用特定的测试设备产生模拟浪涌，然后将其耦合到被测试设备的电源线路或信号线路上。通过观察设备在这些模拟浪涌作用下的反应，来评估其抗扰性能。

电快速瞬变脉冲群

电快速瞬变脉冲群测试（EFT测试）是用来评估电子设备在面对电快速瞬变干扰时的稳定性和可靠性的一种电磁兼容性测试。主要目的是验证电子设备在遭受如机械开关对电感性负载切换、继电器触点弹跳、高压开关切换等引起的瞬时扰动时的抗干扰能力。这些扰动可能会对同一电路中的其他电气和电子设备造成影响，导致设备误动作或故障。

EFT测试通常涉及将一系列快速瞬变脉冲耦合到设备的电源线路、控制线路、信号线路上。这些脉冲群由许多快速瞬变脉冲组成，具有一定的重复周期、电压幅值，上升时间和脉宽。脉冲群产生的共模电流流过线路时，对线路分布电容能量的积累效应。当能量积累到一定程度时，可能会引起线路或设备工作出错。这种现象在实际测试中表现为一旦线路出错，就会连续不断地出错，即使把脉冲电压稍稍降低，出错情况依然不断。

电压跌落/短时中断测试

电压跌落/短时中断测试是评估电气设备在面对电源异常情况时的稳定性和可靠性的一种方法。具体来说，这种测试模拟电网中可能出现的电压暂降和短时中断现象，以确保电气设备在这些情况下仍能正常工作。

电压暂降通常指的是电源电压在短时间内降低到较低水平并持续一段时间，而短时中断则是指电源电压突然中断并在短时间内恢复。这两种情况都可能对设备的正常运行造成影响，例如导致设备电压不稳定、电机停转或计算机重启等。

进行电压跌落/短时中断测试时，需要依据特定的标准来进行，如IEC 61000-4-11和GB T17626.11。这些标准规定了测试的具体方法和要求，包括测试等级的划分，一般以暂降后剩余电压的百分比（%UT）来表示，例如0%，40%，70%，80%。短时中断一般指电源中断达250个周期（50Hz）或者300个周期（60Hz）。

测试完成后，将对结果进行分析，以确定产品是否符合所需的 EMC 标准和规范。如果产品不符合标准，制造商可能需要进行更改或修改，以提高其 EMC 性能。

不符合 EMC 标准可能会导致电子产品故障或失效，从而对人员或设备造成严重伤害。还可能导致法律或监管处罚、产品召回和品牌声誉受损。EMC 测试可确保产品符合 EMC 标准。

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推荐产品有：

1、静电放电模拟器

SESD 216（电压范围：200V~16.5kV）

SESD 230（电压范围：500V~30kV）

SESD 30000（电压范围：1kV~30kV）

ESD - Test System 30 kV

2、电磁兼容抗扰度测试系统

1）电快速瞬变脉冲群发生器

SFT 1400-1: 125kHz / 5.0kV

SFT 1420-1: 2MHz / 4.8kV

SFT 2400: 125kHz / 5.0kV / 触摸屏

SFT 2420: 2MHz / 4.8kV / 触摸屏

2）雷击/浪涌发生器

CWG 520: 3x400V / 16A

CWG 1500: 1.2/50 μs_8/20μs / 4.4kV

CWG 2500: 1.2/50 μs_8/20μs / 4.4kV / 触摸屏

3)射频场感应的传导骚扰抗扰度测试系统

CDG700-25（功率25w，频率范围100kHz - 250MHz）

CDG700-75（功率75w，频率范围100kHz - 400MHz）

CDG700-75-10（功率75w，频率范围10kHz - 250MHz）

4）磁场发生器和分析器

MGA 1030（信号发生器DC-250 kHz）

5）共模传导干扰模拟器

PGA 1240（DC至300kHz频率范围）

6）绝缘和冲击耐受电压测试发生器

PG 01-2000 （测试电压4 kV – 10 kV，0,1 /2000μs的标准脉冲电压波形）

7）电源故障模拟器

VIS 1700（280Vac / 360Vdc）