第一篇:YY0505标准电磁兼容项目整改,医疗电子设备整改方案
广电计量-环境可靠性与电磁兼容试验中心:http://www.xiexiebang.com/
医疗电子设备电磁兼容设计整改
一、我们能整改和预测试的医疗电子设备:
人体内窥镜(喉镜、胃镜、肛肠镜、妇科镜); 脉冲理疗仪、场强治疗仪等; 自动按摩器、按摩治疗椅等; 无影照明灯;
人工呼吸机、自动吸痰器、心电图机、脑电图机、肌电图机等; 自动注射器,牙床、洁牙器等
生化分析仪器(细胞分析仪、血液分析仪等); 影像设备(台式、便携B超,透视机等);
二、我们预测试及整改的项目:
满足YY0505-2012标准所有项目要求:传导骚扰(CE)、传导抗扰度(CS)辐射骚扰(RE)、辐射抗扰度(RS)、静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT)、浪涌冲击(Surge)、电压变化、电压波动和闪烁、工频磁场(PFMF)、电压中断。
三、我们的服务体系:
1、电磁兼容与安全设计整改
我们能够为客户的产品定制一套“三高一低”(高效率、高品质、高可靠性、低成本)的技术解决方案,有效地解决EMC与安全的认证、检测难题。设计与整改思路摈弃传统“亡羊补牢”的整改方式,采取从产品系统角度全局考虑,通过对产品原理、器件工艺、PCB布局、软件与信号、配线与结构等综合分析,真正从源头解决产品的EMC干扰,达到标本兼治的效果,从而使方案具有量产化的可行性,同时为企业降低产品的生产成本。此外,我们最具特色的服务是提供上门技术咨询、分析、诊断与整改,您足不出户,就能享受到我们的优质、高效的专业服务,真正从心为客户做起。
2、EMC技术顾问与培训
我们可长期向广大中、小型企业提供EMC技术顾问合作或者EMC技术培训合作。有效地降低企业在聘请人员方面的成本支出。在产品的设计开发前期,通过我们专业的团队,提供一套切实可行的设计方案。EMC技术团队通过分析产品整体架构、风除评估、标准分析、PCB设计规范、材料工艺等基础上,对产品定制一套EMC方案,简化高成本和高风险的冗余设计,优化产品EMC性能,减少后期的时间和费用成本,有效地保证了产品一次试产、一次通过的目标。
3、测试与检测认证
我们可以提供低成本、高效率、数据精准的产品、摸底试验,有效地解决了客户在第三方指定实验室所遇到的困扰,比如预约试验周期长、租场费用高、得不到专业的咨询、整改条件不便捷等等难题。同时我们还可以提供产品的检测与认证服务,如汽车电子认证、无线产品认证、欧盟认证等等,全程为客户的时间、费用、技术三重把关,解决企业在检测认证过程中困扰,为您的产品争夺第一时间。
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四、我们的服务承诺:
1、各项目的预测数据真实准确,严格按照标准方法或替代法进行测试,绝不敷衍了事。若数据不准确,测试费全额退还。
2、所整改的项目在正式测试中不通过,我们全额退款。
3、技术咨询和培训我们不讲空话理论,立足产品设计案例进行讲解。
第二篇:电磁兼容整改
1、整改阶段,此阶段是产品EMC设计的初步阶段,及在产品第一论开始设计时,并没有考虑EMC方面的问题,等到产品功能调试完成,样子出来后进行EMC测试时,才发现EMC问题的存在,于是通过采用各种临时措施使产品通过EMC测试。用这种方法即使使产品最终达到标准规定的EMC要求,常常也会因要进行较大的改动,导致较高的成本。如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动,如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动,同时导致PCB的重新设计,还有可能会因为系统接地问题,那就会对整个产品系统重新做调整,重新设计。深圳有一家著名的仪器企业某款产品由于电磁兼容问题整改导致产品延迟海外上市一年,同时研发费用增加五十万元人民币!这种通过研发后期测试发现问题然后再对产品进行的测试修补的方法,往往会导致企业产品不能及时取得认证而上市。它是目前很多走向国际市场公司研发部门所面临的困惑。整改的概念与企业产品开发流程也不符合。
2、技术设计阶段。这个阶段,企业一般已经有了一定EMC的技术,并有时还会有专职的EMC工程师负责EMC工作,与其它开发人员一起在产品功能设计的同时,考虑EMC问题,如产品设计时会考虑滤波,屏蔽,接地等。企业的产品工程师还会通过短期的培训以掌握EMC设计的基本方法,甚至有些企业会将EMC设计与产品开发的流程结合在一起。能从设计流程的早期阶段就导入一定的EMC设计策略,从产品设计源头考虑EMC问题,这于整改阶段使用后期整改的方法来解决产品所有的EMC问题已经有了很大的进步,不但减少许多不必要的人力及研发成本,缩短产品上市周期。但是,处于这个阶段的EMC设计方法,也有很多局限性,具体表现在:
a.参与EMC设计人员掌握了一些EMC设计原理和理论知识,如,他们懂得如何设计滤波器、如何设计屏蔽,如何进行PCB布线布线,如何防止串扰等等,但是他们往往缺乏结合产品系统的特点,从产品系统结构构架上来考虑EMC问题。
b.设计过程中没有引入风险的意思,也没有风险评估手段,因此不能预测后期会产生后果,并有量的把握。
c.设计太理论化,而且各个部分的设计相对分散。如,各个EMC性能非常好的模块组合在一起不一定是一个EMC性能很好的系统。
d.没有方法论的指导,因此,对于一些可以从多方面可以解释的设计,很容易引起争论。其实,这阶段还是属于技术应用的混浊状态,纵然设计人员已经掌握了“技术”,但是还不能将其转化为简单可行的“方法”,因此也很难实现一些仿真。目前大多数企业(而且是国内EMC技术比较领先或投入比较多的企业)都处在这个状态中。
3、方法论阶段,将1,2阶段的整改和设计技术上升为一种方法论,通过此方法论可以很好的,系统的指导产品的设计。可以运用这个方法论输出详细、系统的分析报告,分析有利有节。不但有充分的理论依据还紧密与产品的特点结合在一起。如果说上一阶段的EMC设计是从技术本身出发的,那么这个阶段强调产品的本身,并实现技术与产品紧密结合。本书
所述的“产品EMC设计风险评估法”EMC设计技术发展到这个阶段的产物,它看上去似乎脱离的EMC技术本身,实质上与EMC技术是密不可分的,方法论也是建立在各种“零散”技术的基础上的。
4、仿真阶段。设计人员要很好的运用仿真软件,建立一种符合产品实际情况的模型为产品设计服务,就要用方法论。方法论是仿真的基础和前提条件。它是产品EMC设计技术发展的最高阶段,仿真软件实现了方法论的电脑辅助自动化设计,大大减轻人工的投入,这是EMC设计技术的最高境界。
前言
电磁干扰的观念与防制﹐在国内已逐渐受到重视。虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰(EMI)﹐但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求﹐加上数字产品的普遍使用﹐对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。笔者由于啊作的关系﹐经常遇到许多产品已完成成品设计﹐因无法通过EMI测试﹐而使设计工程师花费许多时间和精力投入EMI的修改﹐由于属于事后的补救﹐往往投入许多时间与金钱﹐甚而影响了产品上市的时机
2.正确的诊断
要解决产品上的EMI问题﹐若能在产品设计之初便加以考虑﹐则可以节省事后再投入许多时间与金钱。由于目前EMI Design-in的观念并不是十分普遍﹐而且由于事先的规划并不能保证其成品可以完全符合电磁干扰的测试在﹐所以如何正确的诊断EMI问题﹐对于设计工程师及EMI工程师是非常重要的。
事实上﹐我们如果把EMI当做一种疾病﹐当然平时的预防保养是很重要的﹐而一旦有疾病则正确的诊断﹐才能得到快速的痊愈﹐没有正确的诊断﹐找不到病症的源头﹐往往事倍功半而拖延费时。故在EMI的问题上﹐常常看到一个EMI有问题的产品﹐由于未能找到造成EMI问题的关键﹐花了许多时间﹐下了许多对策﹐却始终无法解决﹐其中亦不乏专业的EMI工程师。以往谈到EMI往往强调对策方法﹐甚而视许多对策秘决或绝招﹐然而没有正确的诊断﹐而在产品上加了一大堆EMI抑制组件﹐其结果往往只会使EMI情况更糟。笔者起初接触产品EMI对策修改时﹐会听到资深EMI工程师说把所有EMI对策拿掉﹐就可以通过测试。初听以为是句玩笑话﹐如今回想这是很宝贵的经验谈。而后亦听到许多EMI工程师谈到类似的经验。本文中将举出实际的例子﹐让读者更加了解EMI的对策观念。一般提到如何解决EMI问题﹐大多说是case by case,当然从对策上而言﹐每一个产品的特性及电路板布线(layout)情况不同﹐故无法用几套方法而解决所有EMI的问题﹐但是长久以来﹐我们一直想要把处理EMI问题并做适当的对策﹐另外也提供专业的EMI工程师一种参考方法。在此我们把电磁干扰与对策的一些心得经验整理﹐希望能对读者有些帮助。
3.EMI初步诊断步骤
我们提出一套EMI诊断上的参考骤﹐希望用有系统的方式﹐快速的找出EMI的问题。我们
并不准备探讨一些理论计算或公式推演﹐将从实务上说明。
当一个产品无法通过EMI测试﹐首先就要有一个观念﹐找出无法通过的问题点﹐此时千万不能有主观的念头﹐要在那些地方下对策。常常有许多有经验的EMI工程师﹐由于修改过许多相关产品﹐对于产品可能造成EMI问题的地方也非常了解﹐而习惯直接就下药方﹐当然一般皆可能非常有效﹐但是偶而也会遇到很难修改下来﹐最后发现问题的关键都是起行认为不可能的地方﹐之所以会种疏失﹐就是由于太主观了。因此﹐不论产品特性熟不熟﹐我们都要逐一再确认一次﹐甚而多次确认。这是因为造成EMI的问题往往是错综复杂﹐并非单一点所造成。故反复的做确认及诊断是非常重要的。
我们将初步的诊断步骤详列于下﹐并加以说明其关键点﹐这些步骤看来似乎非常平凡简单﹐不像介绍对策方法各种理论秘籍绝招层出不穷﹐变化奥妙。其实﹐许多资深EMI工程师在其对策处理时﹐大部份的时间都在重复这些步骤与判断。笔者要再次强调﹐只有真正找到造成EMI问题的关键﹐才是解决EMI的最佳途径﹐若仅凭理论推测或经验判断﹐有时反而会花费更多的时间和精力。
■步骤一
将桌子转到待测(EUT)最大发射的位置﹐初步诊断可能的原因﹐并关掉EUT电源加以确认。
(说明)
由于EMI测试上﹐EUT必须转360度而天线由1m到4m变化﹐其目的是要记录辐射最大的情况。同样地﹐当我们发现无法通过测试时﹐首先我们先将天线位置移到噪声接收最大高度﹐然后将桌子转到最差角度﹐此时我们知道在EUT面对天线的这一面辐射最强﹐故可以初步推测可能的原因﹐如此处屏蔽不佳或靠近辐射源或有电线电缆经过等。
另外须注意的是要关掉EUT的电源﹐看噪声是否存在﹐以确定噪声确实是由EUT所产生。曾见测试Monitor一直无法解决某一点的干扰﹐结果其噪声是由PC所造成而非Monitor的问题﹐亦有在OPEN SITE测试Monitor发现某几点无法通过﹐由测试接收仪器的声音判断应是Monitor产生﹐结果关掉电源发现噪声依然存在﹐所以关掉EUT电源的步骤是必须的﹐而且通常容易被忽略。
■步骤二
将连接EUT的周边电缆逐一取下﹐看干扰的噪声是否降低或消失。
(说明)
若取下某一电缆而干扰的频率减小或甚而消失﹐则可知此电缆已成为天线将机板内的噪声辐射出来。事实上﹐仔细分析造成EMI的关键﹐我们可以用一个很简单的模式来表示。任何EMI的Source必须要有天线的存在﹐才能产生辐射的情形﹐若仅单独存在噪声源而没有天线的条件﹐此辐射量是很小的﹐若将其连接到天线则由于天线效应便把能量辐射到空间。所以EMI的对策除了针对噪声源(Source)做处理外﹐最重要的查破坏产生辐射的条
件----天线。以往我们最常看到谈EMI对策离不开屏蔽(Shielding),滤波(Filter),接地(Grounding)﹐对于接地往往一块电路板多已固定﹐而无法再做处理﹐因为这一部份在电路板布线(Layout)时就须仔细考虑﹐若板子已完成则此时可变动的空间就非常小﹐一般方式仅能找出噪声小的接地处用较粗的地线连接﹐减低共模(Common mode)噪声。屏蔽所牵涉的材质与花费亦甚高﹐滤波的方式则是常可见Bead电感等﹐往往用了一大堆亦不甚见效﹐何以如此﹐许多时候是我们没有解决其辐射的天线效应。一般而言﹐噪声的能量并不会因加一些对策组件便消失﹐也就是能量不减﹐ 我们所要做的工作是如何避免噪声辐射到空间(辐射测试)或由电源传出(传导测试)。
在此我们整理了产生辐射常见的几种情形供读者参考。
(1)机器外部连接之电缆成为辐射天线
由于机器本身外部所连接的电缆成为天线效应﹐将噪声辐射到空间﹐此时噪声的大小和电缆的长度有关﹐因电缆的天线效应相对于噪声半波长时共振情形会最大﹐也往往是造成EMI无法通过测试。在解决这个问题前必须要做一些判断﹐否则很容易疏忽而浪费时间。(a)噪声是由机器内部电路板或接地所产生
此情形为将电缆取下﹐或加一Core则噪声减低或消失。此时必须做的一个步骤是将线靠近机器(不须直接连接)看噪声是否会存在﹐若噪声并没有升高﹐则可确实判定由机器内部产生﹐若将电缆靠近而干扰噪声马上升高﹐由此时请参考(b)的说明。
(b)噪声是由机器内部耦合到电缆线上﹐而使电缆成为辐射天线。
这一点是许多测试工程师容易忽略的。此情形如(a)中所提到的﹐只要将一条电缆靠近﹐则可从频谱上看到噪声立刻升高﹐此表示噪声已不单纯是由线上所辐射出﹐而是机器本身的噪声能量相当大﹐一旦有天线靠近则立刻会耦合至天线而辐射出来。在实际测试中﹐我们发现许多通讯产品有这类情形发生﹐此时若单纯用Core或Bead去处理﹐并不能真正的解决问题。
(2)机器内部的引线﹐连接线成为辐射天线
由于许多产品内部常有一些电线彼此连接工作厅﹐当这些线靠近噪声源很容易成为天线﹐将噪声辐射出去。针对此点的判断﹐在200MHz以下之噪声﹐我们可以在线上加一Core来判断噪声是否减低﹐而对于200MHz以上之高频噪声﹐我们可以将线的位置做前后左右的移动﹐看噪声是否会增大或减小。
(3)电路板上的布线成为辐射天线
由于走线太长或靠近噪声源而本身被耦合成为发射天线﹐此种情形当外部电缆都取下﹐而仅剩电路板时﹐在频谱仪上可看见噪声依然存在﹐此时可用探棒测量电路板噪声最强的地方﹐找到辐射的问题加以解决。关于探测的工具及方法﹐将于后详细说明。
(4)电路 板上的组件成为辐射来源
由于所使用的IC或CPU本身在运作时产生很大的辐射﹐使得EMI测试无法通过﹐卵石种
情往往在经过(1)﹑(2)﹑(3)的分析后噪声依然存在﹐通常解决的方法不外换一个类似的组件﹐看EMI特性是否会好一些。另外就是电路板重新布线时﹐将其摆放于影响最小的位置﹐也就是附近没有I/O Port及连接线等经过﹐当然若情况允许﹐将整个组件用金属外壳包覆(Shielding)也是一种快速有效的方法。
由以上的分析介绍我们可以了解﹐造成电磁干扰辐射最关键的地方就是电线的问题﹐当有了适当的天线条件存在很容易就产生干扰﹐另外电源线往往亦是造成天线效应的主因 ﹐这是在许EMI对策中最容易疏忽的。
■ 步骤三
电源线无法移去﹐可在其上夹Core或水平垂直摆动﹐看噪声是否有减小或变化。若产品有电池设备则可取下电源线判断﹐如Notebook PC等。
(说明)
如前所述电源线往往是会成为辐射天线﹐尤其是Desktop PC类产品﹐往往300MHz以上的噪声会由空间耦合到电源线上﹐所以判断产品的电源线是否受到感染是必须的步骤。由于噪声频带的影响﹐对200MHz以下可用加Core的方式(可一次多加数个)判断﹐对于200MHz以上的噪声﹐由于此时Core的作用不大﹐可将电源线水平摆放和垂直摆放﹐看干扰噪声是否有差别﹐若水平和垂直有很明显的差别﹐则可一边摆动电源线一边看频谱仪(Spectrum)上噪声之大小有否变化﹐如此便可知道电源线有否干扰。
至于若发现电源线会产生辐射时如何解决﹐一般皆不好处理﹐通常先想办法使机器内的噪声减小﹐以避免电源线的二次辐射﹐而使用Shielded线一般对辐射的影响并不大﹐故换一条不同长度的电源线﹐有时也会有很好的效果。
由这一点我们可知道﹐除了要使可册产生辐射噪声的组件远离I/O Port外﹐其也须尽量远离电源线及Switching power supply的板子﹐以免耦合到电源线上使得辐射及传导皆无法通过测试。
■步骤四
检查电缆接头端的接地螺丝是否旋紧及外端接地是否良好。
(说明)
依前三项方式大略找了一下问题后﹐我们必须再做一些检查﹐因为透过这些检查﹐也许不须做任何修改﹐便可通过EMI测试。例如检查电缆端的螺丝是否锁紧﹐有时将松掉的螺丝上紧﹐可加强电缆线的屏蔽效果。另外可检查看看机器外接的Connector的接地是否良好﹐若外壳为金属而有喷漆﹐则可考虑将Connector处的喷漆刮掉﹐使其接地效果较佳。另外若使用Shielded的电缆线﹐必须检查接头端处外覆的金属纲是否和其铁盖密合﹐许多不佳的屏蔽线(RS232)多因线接头的外覆屏蔽金属纲未册和连接端的地密合﹐以致无法充份达到屏蔽的效果。
各种接头如Keyboard及Power supply常常由于接头的插头与机器上的插座间的密合度不好
﹐影响了干扰噪声的辐射。检查的方式可将接头拔掉看噪声是否减小﹐减小表示两种册可﹐一为线上本身辐射干扰﹐另一为接头间接触不好﹐此时插上接头﹐用手销微将接头端左右摇动﹐看噪声是否会减小或消失﹐若会减小可将Keyboard或Power supply的连接头﹐用铜箔胶带贴一圈﹐以增加其和机器接头的密合度﹐这一点也是实测上很容易被疏忽﹐而会误判机器的EMI为何每次测时好时坏﹐或花许多时间在其它的对策上面.
第三篇:化二谈医疗设备的电磁兼容整改
今年,突然“窜出”的医疗设备EMC测试,令很多医疗设备厂商与EMC整改工程师措手不及,甚至是病急乱投医。作为一名混战于EMC领域的资深EMC工程师,化二至今经历了近二十个医疗产品的EMC整改,为了更好的服务广大医疗设备生产商,化二在此分享一点自己的经验,怎样解决医疗设备的EMC问题,主要是化二的观点,欢迎各位拍砖!做好医疗设备的EMC设计,一定要求系统的概念,把控几个关键点,主要如下:
1、选好开关电源
医疗设备的EMC出问题,60%是开关电源质量不过关而引起,客户在送检之前,一定要选用高品质的开关电源模块,国内的开关电源模块参差不齐,很多宣称过了3C认证的产品,在医疗设备中使用时,也会出问题,尤其是Class B级的RE、CE测试。
从经验看,日本的“TDK-Lamada”、台湾的“全汉”、国产的“联想”等电源适配器或开关电源,尚未出现过RE、CE问题,即使是正品的“铭纬”开关电源,也可能有RE问题(尚未发现CE问题)。
国内不少开关电源、电源适配器,宣称他们的产品过了3C认证,没有EMC风险(尤其是RE、CE问题)。但是这类开关电源在3C认证时,一般是接电阻负载测试,一旦接上“真实的负载”,就会暴露出EMC问题。而且国内电源模块的价格战严重,电源供应商也许在大规模生产时,为节省成本,就省EMC器件。
因此,化二建议,送检样品,一定要选好的开关电源,这是医疗设备能否通过EMC的关键因素之一。
2、选好隔离变压器、电源滤波器
大型医疗设备,一般会有隔离变压器、医疗滤波器。它们对EMC测试中的浪涌、EFT、CE有非常好地隔离与滤波作用,能够提高设备的抗干扰性能。选择隔离变压器、电源滤波器,也要选择好品牌的。
化二建议选用“迈瑞”、“珠海和佳”医疗产品供应商的隔离变压器与电源滤波器。有经验的EMC工程师,一眼就能看出隔离变压器的EMC性能,譬如隔离变压器的结构,是否有利于减小初/次级线圈的寄生电容(对高频的EFT、CE、RE影响很大)?隔离变压器是否带屏蔽层?
好的电源滤波器,即使开关电源的EMC性能不好,也至少能让设备通过CE、EFT实验,加上隔离变压器,对浪涌的隔离作用,产品的多项EMC测试,能够轻易的过关。另外,知名的电源滤波器厂商,一般会有很多资深的EMC工程师与设备,他们的经验丰富,对于CE、EFT、Surge等常规的EMC问题,几乎是一招致命,手到病除。譬如常州多极、中石伟业、泰派斯特、力征实业、常州坚力等。
3、做好屏蔽,通过RE
大型医疗设备,一般是塑料外壳,对产品内部产生的辐射骚扰,是没有抑制作用的。因此,化二建议客户,在塑料外壳上,喷好“导电油漆”。导电油漆对电磁骚扰有很大的衰减,从化二的经验看,可能高达20~30db,最差劲的也可以达到15db以下。
4、做好板级的EMC设计,才是根本
作为资深的EMC工程师都知道板级的EMC设计、元器件或模块的选型,才是EMC的根本,也是最有效、最低成本的EMC方法。PCB设计,主要注意抑制信号线环路,选好DC/DC开关电源模块、I/O口的走线、晶振的走线。
如果PCB设计良好,即使是裸板,也能够通过ESD、RE、Surge、EFT测试,而且不好增加什么成本,如果搭配合适的开关电源,那过EMC是没有悬念的。
5、沉着应战
如果是医疗设备遇到了EMC问题,客户千万别慌了神,很多时候,对于模块供应商来说,都是小问题,主要解决办法如下:(1)电源端口的EMC问题,找供应商解决
电源端口输入的电源干扰与骚扰,如EFT、Surge、CE问题,直接找开关电源供应商、电源滤波器供应商解决,他们最熟悉自己的产品,知道是那里出问题了,更重要的是,可以免费或低费用、迅速的解决问题。
此时,如果客户坚持自己意见继续折腾,费用与时间消耗过大;找所谓的EMC专家整改,他们往往是检测工程师出身,几乎不懂电源或硬件,就会一点频谱分析仪,能够在外围上做点手脚(譬如屏蔽、加滤波器等),而且整改费用过高,这对于客户来说是不划算的。在找EMC专家整改时,一定要辨清他们是否懂硬件,因为硬件或电源才是EMC的基础。(2)注意态度,找实验室或网络推荐EMC整改方案
实验室检测人员,尤其是年纪比较大的,他们见多识广,老马识途,如果客户很谦卑,他们会教客户一些整改的方法的。即使是驰骋EMC沙场、比较自负的“化二为一”,也不得不赞叹与佩服:曾经一个大功率的电机的RE101(低频磁场的骚扰),3个多月,化二与客户尝试了不少方案,已将我们折腾得精疲力尽,甚至于有放弃的念头,后来被一位实验室的网友提供的点子给搞活了,就是买了一根专业的电源线。
当然,一些医疗设备的EMC,譬如ESD、EFT、RE、RS、CS,可能是比较棘手。可以找资深的EMC工程师协助定位与处理。
市场上,目前了是鱼龙混杂,质量很难分辨,怎样才能找到自已合适的EMC工程师来解决自已产品的EMC问题呢?
6、找EMC行家,不要EMC“专”家
行家,就是在某个EMC领域研究很深入的工程师,往往是某个领域或产品“专”、“深”的硬件工程师,譬如有资深开关电源工程师,他对开关电源的EMC问题是了如指掌,能够使用最简单、最低成本、最迅速的方法,解决开关电源的EMC问题。
所谓EMC专家,由于自身的局限性(譬如专家是检测工程师出身,他不了解产品或硬件),不可能解决EMC领域的所有问题。包括化二本人,尽管做了近8年的硬件与EMC设计,但是对检测标准与实验方法也是不熟悉的。有什么EMC问题,欢迎与化二技术交流!
化二电磁兼容工作室成立于2010年,秉承“顾客就是上帝、诚信守法"的经营理念,迅速发展壮大起来,已成为EMC领域的技术实力最强、口碑最佳、专业化程度最高的工作室,能够为客户提供系统化、本地化EMC设计、整改、培训与检测服务!
联系方式:QQ 343623084 手机 ***
第四篇:3C认证中电磁兼容整改有效性
3C认证中电磁兼容整改有效性
从2003年8月1日开始,中国电子产品质量强制认证制度(即3C认证)已经进行了将近3年了,国家采取了相应的强制措施,没有3C认证标志的产品不准销售。目前绝大部分的电子产品都已列入了强制认证的产品目录,正规的销售商家也做出了积极的响应,没有经过3C认证的电子产品基本上被清理出了商场,广大人民群众的产品消费安全得到了法律的保障。然而在一年一度的认证复查和市场抽样检查中还存在相当一部分已经贴上3C标志而仍然查出不合格项目的产品,其中尤其是电磁兼容项目和认证样品检查结果的不一致性最高,就目前来说3C认证样品和日常生产中的产品电磁兼容的不一致性是影响3C认证有效性的重要因素。我们经过分析研究发现一个普遍现象,在3C认证检测过程中一次性通过的样品,其3C复查和市场抽样检查结果的一致性就高,在3C认证检测过程中有安全或电磁兼容项目经过重复整改的样品,其3C复查和市场抽样检查结果的一致性就低,因此也可以说目前较低的电磁兼容整改有效性是影响3C认证有效性的一个关键因素。本文详细剖析电磁兼容整改过程中影响有效性的特征,并详细说明在每个整改过程中怎样运用电磁兼容的有效手段解决问题、选择最佳的解决方案。
(一)电磁兼容整改影响安全性能
在做电源部分电磁兼容整改时常常会影响到产品的安全性能,尤其是做传导骚扰整改时,我们常常增加滤波电容的容量,因为电容越大对低频骚扰的抑制效果越好,同时通过电容的泄漏电流会增加,电容上残余电量增加,导致安全性能的泄漏电流、电源插头残留电压测试不合格。影响安全性能的电磁兼容整改是无效的,因此要求电磁兼容整改工程师在对X电容、Y电容等安全件进行整改后一定要重新进行安全性能的测试,另外也可以参考下列经验法则,否则无法保证电磁兼容整改的有效性。
一、X电容的容值与安全标准充放电压关系:
1、充放电压常数=泄放电阻(兆欧)*X电容容值(uF)。
2、控制充放电压常数小于1才能符合安全要求。)
3、当为了电磁兼容的要求增加X电容时,必须增加泄放电阻或适当减小泄放电阻阻值。
二、Y电容的容值与安全标准漏电流之间的关系:
1、漏电流=输入电压/Y电容容阻(容值*2π?)。
2、安全标准要求3插有接地产品漏电流小于3.5mA。
3、安全标准要求2插无接地产品漏电流小于0.25mA。
4、安全标准要求手持式产品漏电流小于0.75mA。
5、要注意上述不同类别的产品Y电容的总容量与漏电流之间的关系可以使用下列简易算法: 1000pF=0.1mA 有效的电磁兼容整改应该不会影响到产品的安全性能。
(二)电磁兼容整改影响电器性能指标
我们在进行电源线、信号线上骚扰信号抑制时常常采取增加铁氧体磁珠、线上绕磁环,另外还有在信号线上加滤波电容、RC电路等方法都可以有效地抑制信号线上骚扰信号的传输,同时也对信号线上传输的有用信号造成了一些衰减和失真,不同的信号线经过同一个磁环并绕时,不同的信号会通过磁环相互耦合产生串拢,这些整改措施使用不当都会使产品的性能指标下降甚至不合格。
案例
一、某厂生产的DVD在市产品质量监督检验所进行的市场抽样检查中被定为不合格产品,要求工厂限期整改,我们接受了工厂的委托对该产品进行整改。不合格项目为:电磁兼容性和电性能如下表所示 序号 检验项目 单位 标准要求 检验结果 单项评价 1 骚扰功率 dBpW 30~300MHz 准峰值限值:45~55平均值限值:35~45 AV线 81 42.8 42.7* 108 40.6 39.4* 135 42.0 40.0* 不合格 音频信噪比 dB ≥80 58 59 不合格 3 音频失真加噪声 dB ≤-60-51-51 不合格 4 串音(基波)dB ≥70(1KHz)65 65 不合格
根据我们的经验,DVD的性能指标主要取决于所采用的解码方案,目前解码方案供应商提供的解码板性能参数都能达到标准要求,DVD生产厂家只要按照解码方案供应商提供的参考电路组装一般都不会有什么性能指标问题,然而电磁兼容性各个解码方案供应商的差别就比较明显,同时DVD生产厂家对电源电路的选择,以及输入/输出端口电路的设计与解码电路是否良好匹配和整机的安装工艺都是影响整机电磁兼容性的重要因素。
我们拆开样机看到已经采取了很多电磁兼容整改的措施,解码板到控制板、输入/输出板、电源板连接线都套有磁环,解码板的接地安装使用的是塑胶卡式安装,接地点到电源地连接一根长线,输入/输出端口电路对地并有一些103P滤波电容,电源电路和输入/输出端口电路共用一块PCB板,AV端子与金属外壳有接地设计,但是外壳有绝缘油漆AV端子地与金属外壳地没有可靠连接。
我们初步断定是因为电磁兼容整改造成性能指标不合格,同时某些整改措施不到位而使电磁兼容整改没有达到预期的效果。首先我们把增加的磁环和滤波电容都去掉,电源电路和输入/输出端口电路分开,测试信噪比可以达到85 dB,骚扰功率会超标更多。经过分析我们判断造成该样机不合格的原因是:解码板27MHz时钟谐波辐射较大,是电磁兼容不合格的主要原因。电源电路退耦不好和AV输入/输出端口电路的隔离不好,AV信号线上增加的磁环和AV端口上的滤波电容使AV信号产生失真和串拢则是性能指标不合格的主要原因。
经过试验我们重新对电磁兼容整改方案做了如下调整:解码板的晶振地到金属外壳就近接一个地线,AV端子与金属外壳的接地螺钉换成锯齿接触面的,螺钉上紧时可以刺破绝缘油漆与金属外壳可靠连接,在AV板输入信号线到地并上101P滤波电容,电源板输出的各路电压加10mH电感和103P电容组成的退耦电路,解码板到控制板和电源板连线上的磁环保留,AV信号线上的磁环去掉,经过上述整改方案调整后测试骚扰功率合格,信噪比85 dB,样机送市产品质量监督检验所复查全部测试项目合格。
通过这个案例我们得到一个经验教训就是,影响电器性能指标的电磁兼容整改是无效的,有效的电磁兼容整改应该不会影响到产品的性能指标。
第五篇:EMC电磁兼容诊断和整改的思路
电磁兼容诊断和整改的思路
诊断
一、检测的方法有:插拔电源线或电缆线法、电流钳法、磁场探头法、电场探头法、电场扫描仪
二、用电流钳区别电流形式:可用50欧姆,9KHz—30MHz的电流钳,连接到示波器可观测骚扰波形,连接到频谱仪可观测频谱。
三、传导发射不合格的诊断:电流判断法、电压判断法
电流判断法:例如用电流钳套在单根电压线上,观测电源的电流波形
电压判断法:例如用示波器的探头接在电源的高、低电位端,观测电源的电压波形。如
电源电压较高,可用高压探头。
四、抗扰度不合格的诊断
查找:问题出现点到骚扰施加点的骚扰传输途径。注意:
1、有时问题出现点不一定是故障发生点,而是故障发生后出现的衍生问题。
2、骚扰传输途径不等同于工作信号的途径。
使用:模拟源、电压探头、电流探头、电场探头、磁场探头、电流钳、匹配网络、示波器、频谱仪。
五、测试中常见测试频谱超标的定位
1、确定频谱上的超标频率是属于哪种信号和由电路哪一部分发出的?
2、测量骚扰波形,与工作电路的波形比较。
3、超标频率很可能不是工作信号的主频率,而是工作信号的谐波,或是其他的杂波。
4、超标频率包含的能量不一定比其他频率强,但更满足发射条件,更容易发射。
5、采取措施后原有的超标频率压下了,但背的频率可能冒出来超标了。
整改
一、辐射发射或抗扰度不合格的整改
磁场天线——改善迹象屏蔽;非金属机箱则改善PCB板和电路的设计。尽量减小环路
面积。尽量减小有用信号(模拟、数字)的高次谐波成分,去除电磁噪声。
电场电线——电缆上加铁氧体磁环;端口加滤波和去耦电路;采用屏蔽屏蔽电缆和连接
器;改进产品内部结构的设计与布置。采用地环路干扰抑制方法。
二、采用地环路干扰的抑制方法:
1、采用平衡电路
2、隔离变压器
3、共模扼流圈
4、光电耦合器
5、光纤传输
三、抑制静电放电干扰的方法:
1、防止静电的产生
2、介质绝缘隔离层
3、金属屏蔽层
4、I/O电路的传导ESD防护。包括:在I/O端口串联电阻,减小ESD放电电流。采用
瞬态电压抑制器TVS管。采用低通滤波器和共模滤波器。