浅谈EMC测试要求分类

EMC测试要求根据产品用途分为3大类：即军用类、工商环境使用类、民用及居住区环境使用类。后两者的测试项目、要求、方法等均较一致，差异在于对指标要求上。军用类，因其使用特殊性与后2类有较大差异。此外，航空、船舶设备也因其使用特殊性，除了同军用设备一样有较高要求外，还有国际通用的标准规范。基于市场上销售的交流稳压电源的使用条件，本文重点说明后2类。

鉴于社会上对EMC问题日益关注，涉及的专业与产品很多，IEC已将EMC要求作为IEC的基础标准来对待。这就是着名的IEC61000系列标准。该标准在国际上已视为与安全标准同等重要的通用标准。其中之一的IEC61000－4《测试技术》是指导有关EMC测试的基础标准。由于EMC技术是一门复杂的、涉及多门学科的、不断发展的新技术，有关EMC测试项目、要求、方法也在不断修订、完善。因此，IEC61000－4中许多项目仍未正式发布，还处于草案之中。为了便于读者了解这方面知识，我们对涉及交流稳压电源的项目作一介绍，对于有关国家标准采用的IEC项目则重点介绍。

IEC61000－4，全名为《Electro magnetic Compatibility for Electrical and Electronic Equipment，Part4:Testing and Measurement Techniques》，即《电气和电子设备的电磁兼容性第4部分：测试技术》。其中列举11个测试项目。与交流稳压电源标准SJ/T10541－94有关的项目与要求介绍如下：

IEC61000－4－4：Electrical Fast Transients（Burst） Immunity Test（电快速瞬变脉冲群），SJ/T10541－94与SJ/T10542－94采用了该标准。该项目的目的在于验证设备在承受切换瞬变（感性负载中断、继电器触点跳开等）产生的各种瞬时干扰时的抗干扰性能。其试验严酷度等级（在电源输入端上的干扰发生器（50Ω内阻）开路输出试验电压）分别为1级，0.5kV；2级，1kV；3级，2kV；4级4kV。

IEC61000－4－5Surge Transients Immunity Test（电涌或浪涌）。该项内容暂时处于草案之中。与此相关的可参考着名的IEC801－5及美国标准IEEEstd5871980《IEEE Guide for Surge Voltages in Low－Voltage ACPower ircuits》（IEEE导则：低压交流电力电路内的电涌）。电子行业标准SJ/T10541－94及SJ/T10542－94引用了该方面的部分内容。该项目的目的是验证设备在承受由电力切换、雷电产生的高能电涌时的抗干扰性能。其严酷度等级的划分同上，但干扰发生器的输出阻抗为2Ω，而前者为50Ω。干扰发生器输出分开路电压波1.2×50μs（对高阻负载）与短路（放电）电流波8×20μs（对低阻负载）两类。类似测试要求在许多电工电子产品标准中都已列出。

除此之外，国际上还有采用高频尖峰噪声敏感度测试。特别是日本，这项测试很普遍。美国军用标准MILSTD461、462采用类似项目，但要求使用的噪声模拟发生器的功率远大于前者。国内也有类似标准，如GB4859－84中的50kHz～100MHz电源线传导敏感度测试；GJB151－86，GJB152－86中的CS06项目，噪声为矩形脉冲波。此外，GB6162－85（参照采用IEC255－4）则采用衰减振荡波。

SJ/T10541－94与SJ/T10542－94建议对这两种方式任意选择其中之一。该项目的目的同IEC61000－4－4。矩形脉冲波的特点是快速上升及低重复率，衰减振荡波的特点是高幅值、低能量。对含有数字电路的产品，用矩形脉冲波较能说明对干扰的敏感程度。

电磁干扰方面的项目有工频谐波限制要求、传导干扰与辐射干扰限制要求。SJ/Z9029.2－87（等效采用IEC555－2－1982）规定了设备在低压供电系统中产生的谐波电流限制值要求。对于大功率半导体变流器，GB/T3859.2－93则用对不同变流装置（按脉波数）规定最大功率容量（电源系统短路容量与变流器基波视在功率之比）来限制电流谐波。必须指出，电工、电子产品通过电源线向市电传导电流谐波问题已被认定是电力污染，而作为市电系统“环保”对象来处理，这方面的要求将日益强化。

EMC测试结果的判定，对抗扰度测试与对电磁干扰测试分别采用完全不同的方式。后者采用定量规定限制值作为合格的门限判定点；前者一般采用定性方法来判定，即按产品在测试中的性能表现分类（以GB/T13926－92为例）：

a类：在产品性能指标规范内（允差度内），性能正常；

b类：功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复；

c类：功能或性能暂时降低或丧失，但需操作者干预或系统复位；

d类：因损坏而不可恢复的功能降低或丧失。

在这4类中，a类作为合格，d类作为不合格是毫无疑义的。对于b类与c类，合格的判定由厂家与用户根据具体情况协商规定。自然，对此两类所采取的技术措施是不同的。似乎抗扰度测试的判定太松，其实是体现了标准的最大自由度原则。因为被测设备种类繁多，差异大，因此很难为评定合格作出通用定量的规定。当然，对于具体某一类产品应当给出确定的评定标准。SJ/T1054194就体现了这个要求。GB/T3859.1－93中类似规定了变流器受扰类别，作为合格判定的依据。该标准定义了3级，即：

F级：性能级，是指该变流器能承受而不降低性能的所有各种电扰动极限值的组合；

T级：跳闸级，是指变流器能承受而不因保护器件动作而中断运行的所有各种电扰动极限值的组合；可进一步分为两种情况：干扰过去后能自动重合闸及不能自动重合闸（要用手动等方式）；

D级：损坏级，是指变流器能承受而不造成永久损坏的所有电扰动极限值的组合。

显然，这里的F级相当于a类，D级相当于d类，T级则包括b，c类。

对于有抗干扰功能要求的交流稳压电源在SJ/T10541中规定，除了应保证能正常工作外，还应在输出端给负载合适的敏感度门限；规定叠加在输出电压上的干扰残压的峰值不应大于输出电压标称值的20％。这是该标准遵从标准的目的性原则，充分考虑交流稳压电源与其它电工、电子产品在使用功能要求上具有本质的区别。即前者要为后者服务，前者也作为后者电源EMI的电力滤波器，目的是为对EMI敏感的设备提供足够的EMI安全裕度，提高设备的抗扰度等级。根据GB6833.4规定，电子仪器对电源瞬态敏感度的要求是：应能经受标称源电压变化量的20％的瞬态电压冲击干扰而不致工作失常。为此，在SJ/T10541中规定以这个数值作为交流稳压电源在接受抗扰度试验时的输出允许最高瞬态电压值（敏感度门限）。

此外，考虑到交流稳压电源要为电子仪器设备提供合适的交流电压条件，SJ/T10541还规定在抗扰度试验时，交流稳压电源输出电压的相对偏差（即输出效应）应在其基准条件（公差G）内，以此作为是否性能降级的判定依据。这样两者结合，以科学、合理、实用、易操作方式，解决了在对交流稳压电源抗扰度性能进行具体考核及合格评定时，无定量指标为依据的难题。而一般标准则只笼统地以误动作、性能下降或降级来作为考核及合格评定依据，显然，这种定性方法不易操作。