電磁灶產(chǎn)品在GB 4824—2013標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試分析

林德豐+梁永賢

摘 要：本文闡述了電磁灶產(chǎn)品在電磁兼容（EMC）項(xiàng)目中GB 4824-2013標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試分析，著重分析標(biāo)準(zhǔn)的電源端子騷擾電壓、磁場(chǎng)感應(yīng)電流（9kHz～30MHz）及磁場(chǎng)感應(yīng)電流（30～1000MHz）3個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際測(cè)試結(jié)果，分析產(chǎn)品不合格的原因，提出整改的相關(guān)措施及方法，對(duì)提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：電磁灶產(chǎn)品 騷擾電壓 電磁輻射騷擾

中圖分類(lèi)號(hào)：R197.39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（c）-0095-04

電磁灶產(chǎn)品已成為人民生活中不可缺少的部分，從近幾年電磁灶國(guó)家抽檢及廣東省的抽檢結(jié)果來(lái)看，在EMC測(cè)試項(xiàng)目的不合格率很高。電磁灶產(chǎn)品在EMC項(xiàng)目的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)是GB 4824-2013《工業(yè)科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備 騷擾特性限值和測(cè)量方法》，涉及的測(cè)試項(xiàng)目有3個(gè)，包括電源端子騷擾電壓、磁場(chǎng)感應(yīng)電流（9kHz～30MHz）及磁場(chǎng)感應(yīng)電流（30～1000MHz）。本文將對(duì)這3個(gè)測(cè)試展開(kāi)闡述分析，結(jié)合實(shí)際的測(cè)試結(jié)果，找出產(chǎn)品在EMC項(xiàng)目測(cè)試中不合格的共性，分析產(chǎn)品不合格的原因并提出整改的相關(guān)措施及方法，旨在為產(chǎn)品的質(zhì)量提高提供借鑒。

1 電源端子騷擾電壓

1.1 電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)量原理

電源端騷擾電壓是指被測(cè)設(shè)備（EUT）的電源端子與參考接地平面之間的射頻共模電壓。簡(jiǎn)化的騷擾電壓測(cè)量原理如圖1所示：測(cè)量的回路是由被測(cè)設(shè)備內(nèi)的射頻騷擾電動(dòng)勢(shì)（源）經(jīng)被測(cè)設(shè)備的連接電纜傳導(dǎo)，通過(guò)被測(cè)設(shè)備與公共地之間的耦合電容以及測(cè)量所用的人工電源網(wǎng)絡(luò)的阻抗形成的。從原理圖可看出騷擾電壓測(cè)量值U=ZI，這里Z是人工電源網(wǎng)絡(luò)的阻抗，所以回路電流I是隨耦合電容C變化的。電容C的大小與被測(cè)設(shè)備的布置密切相關(guān)。因此在騷擾電壓測(cè)量中，測(cè)量布置的規(guī)定是很詳細(xì)的，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求去進(jìn)行，否則就可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 電磁灶產(chǎn)品測(cè)試的布置及負(fù)載條件要求

電磁灶產(chǎn)品測(cè)試的布置詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)第8.2.1條款，其測(cè)試對(duì)負(fù)載有特殊要求，詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)第7.6.7條款（圖2）。

1.3 電源端子騷擾電壓限值及測(cè)試結(jié)果圖

電源端子騷擾電壓限值詳見(jiàn)表1、圖3、圖4。

1.4 不合格情況分析及整改建議

圖4中出現(xiàn)的不合格情況，是在端子騷擾電壓試驗(yàn)測(cè)試頻段內(nèi)（9kHz～30MHz）測(cè)量值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。出現(xiàn)這種不合格情況的原因主要是企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)中未考慮到電磁干擾情況。

對(duì)于傳導(dǎo)騷擾的抑制，可以在騷擾源附近裝置低通電源濾波器，使騷擾源與大地之間構(gòu)成一個(gè)低阻抗回路，如：采用組合電容器。電源濾波器是在靠近騷擾源處為騷擾電動(dòng)勢(shì)提供一個(gè)低阻抗的通道來(lái)抑制無(wú)線電騷擾，在0.15～30MHz內(nèi)為低阻抗。其中的電容器受流向外殼允許的泄漏電流的限制，電容值不能太大（圖6）。

2 磁場(chǎng)感應(yīng)電流（9kHz～30MHz）

磁場(chǎng)感應(yīng)電流（9kHz～30MHz）的測(cè)試限值詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)第6.3.2.2條款，其測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖7。

3 磁場(chǎng)感應(yīng)電流（30～1000MHz）

3.1 測(cè)試原理

磁場(chǎng)感應(yīng)電流是指設(shè)備工作時(shí)向空間發(fā)射的一種電磁波干擾，這種干擾會(huì)影響其他電器特別是高靈敏度電器的正常工作。被測(cè)設(shè)備（EUT）置于半電波暗室內(nèi)部，在轉(zhuǎn)臺(tái)上旋轉(zhuǎn)，在接收天線分別處于垂直極化和水平極化的情況下，找到最大的輻射點(diǎn)。輻射信號(hào)由接收天線接收后，通過(guò)電纜傳到半電波暗室外的接收機(jī)（圖8）。

3.2 測(cè)試的布置、限值及測(cè)試結(jié)果圖

磁場(chǎng)感應(yīng)電流（30～1000MHz）的測(cè)試布置及限值詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)第7.5條款、第6.3.2.3條款（圖9、圖10）。

3.3 不合格情況分析及整改建議

圖10出現(xiàn)電磁輻射騷擾試驗(yàn)測(cè)試頻段內(nèi)（30MHz～1GHz）測(cè)量值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。出現(xiàn)這種不合格情況的原因主要是企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)中未考慮到電磁干擾情況。因電磁輻射騷擾是測(cè)試最不容易通過(guò)且最難整改的項(xiàng)目。建議最好能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)就考慮此項(xiàng)內(nèi)容，增加EMI濾波設(shè)計(jì)，將大大減少整改附加電路成本（見(jiàn)圖5）。

3.3.1 設(shè)計(jì)時(shí)盡量遵循的原則

采用結(jié)構(gòu)分區(qū)的方法處理，其原則如下。

（1）輔助開(kāi)關(guān)電源與數(shù)字電路、模擬電路分區(qū)。

（2）數(shù)字單元與模擬單元分區(qū)。

3.3.2 控制電路PCB布線原則

（1）設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，應(yīng)盡量加粗電源線和地線，以降低電源線和地線的阻抗，并應(yīng)盡量縮短地線。

（2）相鄰電路之間不應(yīng)該有過(guò)長(zhǎng)的平行線，走線盡量避免平行。如果在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)平行走線無(wú)法避免，可在兩條平行的信號(hào)線之間加一條地線，以起屏蔽作用；盡量拉開(kāi)兩條平行的信號(hào)線之間的距離，以降低兩線之間電磁場(chǎng)的影響，使兩條平行的信號(hào)線上流過(guò)的電流方向相反，目的是為了減小感應(yīng)磁通。

（3）減小回路的面積。

（4）電容引線不能太長(zhǎng)。

3.3.3 電磁輻射騷擾整改方法

（1）在電源輸入端增加磁環(huán)，構(gòu)成共模扼流圈，抵制共模騷擾。

注：根據(jù)需要，也可以將電纜在磁環(huán)上面繞幾匝。匝數(shù)越多，對(duì)頻率較低的干擾抑制效果越好，而對(duì)頻率較高的噪聲抑制作用較弱。

（2）在電源輸入端增加差模扼流圈，如：差模電感。

但是用附加抑制元件應(yīng)注意如下要求。

（1）附加抑制器裝置在工具中不允許危及器具的使用安全。

（2）電感應(yīng)能承受安全標(biāo)準(zhǔn)中的發(fā)熱試驗(yàn)。

（3）電容器的介質(zhì)強(qiáng)度應(yīng)能承受安全標(biāo)準(zhǔn)中的耐壓試驗(yàn)。

注：電磁灶（電磁茶爐）如裝有抽水用的電機(jī)，其也會(huì)成為一個(gè)很大的騷擾發(fā)射源。因此在前期設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾項(xiàng)。

（1）盡量選擇滿足EMC要求的電機(jī)。

（2）電機(jī)應(yīng)固定牢靠，使得當(dāng)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)刷握保持穩(wěn)定的位置，以防止由于刷握微量跳動(dòng)而使高頻分量過(guò)大，導(dǎo)致電磁輻射騷擾不合格。

4 電磁灶EMC檢驗(yàn)概況

表2的電磁灶EMC檢驗(yàn)不合格項(xiàng)目情況表為廣東質(zhì)檢院電子室2015年前歷次電磁灶檢驗(yàn)測(cè)試的不完全統(tǒng)計(jì)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)目前的電磁灶EMC檢驗(yàn)概況，在GB 4824-2013標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)中，在端子騷擾電壓及磁場(chǎng)感應(yīng)電流（30～1000MHz）項(xiàng)目的測(cè)試不合格情況很高，磁場(chǎng)感應(yīng)電流（9kHz～30MHz）項(xiàng)目極少不合格，從中也看出，EMC項(xiàng)目為產(chǎn)品檢測(cè)不符合項(xiàng)的重災(zāi)區(qū)，在此也呼吁各企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，不要忽視電磁兼容，切實(shí)提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 4824-2013，工業(yè)科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備騷擾特性限值和測(cè)量方法[S].

[2] 電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)解析與產(chǎn)品整改實(shí)用手冊(cè)[Z].中國(guó)工信出版集團(tuán)，2015.endprint