國標(biāo)GB4343.1-2018解讀

姚家俊　鐘遠(yuǎn)生　黃開旭

【摘要】 新版家電產(chǎn)品電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4343.1-2018將于2020年6月1日實(shí)施。本文介紹舊版標(biāo)準(zhǔn)GB 4343.1-2009與新版標(biāo)準(zhǔn)GB 4343.1-2018的主要差異;并以熱泵為例介紹新版標(biāo)準(zhǔn)的測試項(xiàng)目;就實(shí)際工作中遇到的測試不合格情況介紹一種非電源引線騷擾功率的整改方法。

【關(guān)鍵詞】 GB 4343.1-2018;差異;測試項(xiàng)目;整改

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.001

Interpretation of GB 4343.1-2018

Abstract： The new version of national standard GB 4343.1-2018 for electromagnetic compatibility of household appliances will be implemented on June 1， 2020. This article introduces the main differences between the old version of GB 4343.1-2009 and the new version of GB 4343.1-2018;and takes the heat pump as an example to introduce some test items of new standard;at last presents a method in order to rectify the disturbance power on the non-power lead according to the unqualified test in practice.

Key words： GB 4343.1-2018;difference;test items;rectification

YAO Jia-jun;ZHONG Yuan-sheng;HUANG Kai-xu

（Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision，Guangzhou 510000，China）

1 GB 4343.1新舊版本主要差異

新版家電產(chǎn)品國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 4343.1-2018于2018年5月14日發(fā)布，并將在2020年6月1日實(shí)施，代替舊版標(biāo)準(zhǔn)GB 4343.1-2009。作為一項(xiàng)針對家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，目的就是保護(hù)電磁環(huán)境，提高產(chǎn)品品質(zhì)，保障人民高質(zhì)量的生活。隨著智能化與家電的融合，家電的工作頻率也隨著升高，功能也越來越豐富，因此新版標(biāo)準(zhǔn)把最高的測試頻率從300 MHz提高至1000 MHz，另外還對測試布置和部分家用電器的運(yùn)行條件做了調(diào)整。新舊版本主要差異總結(jié)如下：

1）此次新出的標(biāo)準(zhǔn)適用于更多產(chǎn)品，把一些原來屬于GB 4824-2013《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備 騷擾特性 限值和測量方法》感應(yīng)式炊具歸屬到此次的新標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。在GB 4824中，在80.872～81.848 MHz及134.786～136.414 MHz兩頻率段中電磁輻射騷擾限值為60 dB（μV/m），而在GB 4343.1中，那兩個(gè)頻率段中電磁輻射騷擾限值為40 dB（μV/m）。

2）在GB 4343.1-2009中并未提及或是描述不夠完整的某些家用電器的運(yùn)行條件，在新版本標(biāo)準(zhǔn)中做出了補(bǔ)充。例如：

a）電飯鍋內(nèi)裝入80%的自來水，蓋上蓋子進(jìn)行測試，在測斷續(xù)騷擾時(shí)，應(yīng)該在電飯鍋完成煮飯后進(jìn)入保溫狀態(tài)，待溫控器第一次動(dòng)作后開始測量喀嚦聲數(shù);b）咖啡研磨機(jī)帶有定時(shí)功能，則應(yīng)在允許的最大時(shí)長狀態(tài)下空載運(yùn)行;c）咖啡研磨機(jī)不帶有定時(shí)功能，則運(yùn)行時(shí)間為說明書上描述的研磨最大量咖啡豆的研磨時(shí)間;d）如果咖啡研磨機(jī)不能空載運(yùn)行，則應(yīng)在裝入說明書允許裝入最大量咖啡豆的條件下運(yùn)行。

3）在GB 4343.1-2009中輻射騷擾要求僅適用于玩具，而在新版標(biāo)準(zhǔn)中，企業(yè)可以自行選擇是用騷擾功率法或輻射法測量。

2 GB 4343.1測試項(xiàng)目及要求

根據(jù)GB 4343.1-2018，需對樣品在150 kHz～1000 MHz的射頻騷擾進(jìn)行測量。在30 MHz以下的射頻騷擾主要是通過電源線傳輸?shù)模虼瞬捎抿}擾電壓法測量150 kHz～30 MHz的射頻騷擾。對于無接地線且是手持工具的需要使用符合標(biāo)準(zhǔn)的模擬手進(jìn)行附加測量。對于具有溫控功能的家電產(chǎn)品或是其他通過程序自動(dòng)控制器具的開關(guān)操作會產(chǎn)生斷續(xù)騷擾，需要根據(jù)樣品類型測量喀嚦聲數(shù)或開關(guān)操作數(shù)來計(jì)算喀嚦聲率，從而判斷是否合格。在30 MHz以上的頻率段，射頻騷擾主要以輻射的方式發(fā)射，所以在30～300 MHz范圍內(nèi)用騷擾功率法測量射頻騷擾，也可以用暗室法測量30～1000 MHz頻段。企業(yè)可以選擇是測量騷擾功率或者輻射騷擾。若選擇測量騷擾功率，樣品發(fā)射值低于騷擾功率限值，滿足時(shí)鐘頻率小于30 MHz且在200～300 MHz頻率范圍滿足相應(yīng)裕量要求，則認(rèn)為該樣品在300～1000 MHz滿足要求，若不滿足任意一個(gè)條件，則需測量300～1000 MHz頻率段內(nèi)的輻射，并根據(jù)輻射限值判斷樣品是否合格。以下就熱泵來介紹一下新版標(biāo)準(zhǔn)中需要測試的項(xiàng)目。

2.1 連續(xù)騷擾電壓

采用人工電源網(wǎng)絡(luò)測量30～300 MHz的射頻騷擾。將熱泵放在尺寸至少為2 m×2 m的接地平面上，并與其他接地平面距離0.4 m（若在屏蔽室內(nèi)測量，距離應(yīng)為0.8 m）。電源線長于0.8 m的部分應(yīng)來回折疊成0.3～0.4 m之間的水平線束，測試布置圖如圖1。打開電源，待熱泵處于制冷或制熱工作狀態(tài)下開始測量。

2.2 騷擾功率

用騷擾功率法測量30～300MHz的射頻騷擾。將熱泵放在一塊0.1 m±0.025 m的非導(dǎo)電支撐物上，并與其他導(dǎo)電物體距離0.8 m，測試布置圖如圖2。電源線長度應(yīng)在6 m左右，若原來的電源線不夠長則應(yīng)延長或是用類似材質(zhì)的電線替代。把電源線夾入吸收鉗內(nèi)，打開電源，待熱泵處于制冷或制熱工作狀態(tài)下開始測量。沿著電源線調(diào)節(jié)吸收鉗的位置，使其在從靠近熱泵的位置移動(dòng)至距熱泵約有半個(gè)波長的位置，在移動(dòng)期間，觀察接收機(jī)的讀值，在讀值最大的位置完成測試。

接著測量信號線上的騷擾功率。若信號線是永久固定在樣品和輔助設(shè)備間且：a）信號線長度小于0.25 m，則不測量該信號線;b）若信號線長度大于0.25 m但小于吸收鉗長度的兩倍，則應(yīng)延長信號線，使其長度為吸收鉗的兩倍;c）若信號線長度大于吸收鉗長度的兩倍，則使用該信號線進(jìn)行測量。

首先，將吸收鉗的電流互感器指向熱泵，按照測量電源線上騷擾功率的測試步驟進(jìn)行測試，然后將吸收鉗的電流互感器指向控制器，按照測量電源線上騷擾功率的測試步驟進(jìn)行測試。

2.3 斷續(xù)騷擾

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)附錄A中的表A.1，熱泵需測量喀嚦聲數(shù)來計(jì)算喀嚦聲率。將熱泵放在尺寸至少為2 m×2 m的接地平面上，并與其他接地平面距離0.4 m（若在屏蔽室內(nèi)測量，距離應(yīng)為0.8 m），測試布置圖如圖3。打開電源，待熱泵處于制冷或制熱工作狀態(tài)下開始測量。

3 非電源引線騷擾功率整改

在用騷擾功率法測量樣品在30～300 MHz的輻射騷擾時(shí)，往往會出現(xiàn)電源線的輻射騷擾值低于限值，但信號線的輻射騷擾卻高于限值。這是由于信號線上缺少濾波電路，或是濾波電路的能力不足。由于磁環(huán)可以不用改變電路結(jié)構(gòu)，直接套在信號線上以降低輻射騷擾，因此在信號線上加磁環(huán)是最有效且經(jīng)濟(jì)的整改方法。

磁環(huán)是用亞鐵磁性材料做成的環(huán)狀物，當(dāng)磁環(huán)用在交流電路中時(shí)，可等效為一個(gè)電感與一個(gè)電阻相串聯(lián)，其等效阻抗為[Z（f）=R（f）+jωL（f）]，電感與電阻都與頻率有關(guān)系。在實(shí)際整改過程中可以把磁環(huán)當(dāng)做一個(gè)隨頻率變化的電阻器。在低頻段，主要是感性阻抗起作用，不影響有用信號的正常傳輸，而騷擾信號被反射而抑制;當(dāng)頻率逐漸增大時(shí)，感性阻抗逐漸減少，阻抗值逐漸增大，騷擾信號被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)出去。

下面是一款變頻熱泵的整改案例，第一次測量信號線的騷擾功率不合格，測試結(jié)果如圖4所示。

對圖4中的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行終掃，準(zhǔn)峰值在36.78 MHz處超出限值約1.5 dB。經(jīng)過分析，熱泵的信號線與電源線距離較近，內(nèi)部導(dǎo)線多且長，容易造成其他線產(chǎn)生的輻射耦合到信號線上，而信號線的屏蔽效果不夠好，不足以屏蔽騷擾信號，導(dǎo)致騷擾功率不合格。加磁環(huán)濾除騷擾信號是比較經(jīng)濟(jì)有效的整改方法，但加磁環(huán)的位置以及信號線在磁環(huán)上的匝數(shù)還需要多次嘗試及測試找到最佳整改方案。第一個(gè)整改方案是使信號線在磁環(huán)上繞三圈，如圖5，測試結(jié)果如圖6。

從圖6可以看出波形在低頻段有明顯的下降，36.78 MHz處準(zhǔn)峰值約有5 dB的余量。若把匝數(shù)增加至6，如圖7，測試結(jié)果如圖8。

從圖8中可以看出匝數(shù)越多，抑制低頻騷擾信號效果越好，36.78 MHz處準(zhǔn)峰值約有10 dB的余量。

市面上的磁環(huán)有很多種形狀和尺寸，一般來說，磁環(huán)的鐵氧體體積越大，內(nèi)徑越小可以抑制更多的騷擾信號。為了使抑制低頻的騷擾信號效果更好，可以將信號線在磁環(huán)上繞幾圈，形成共模扼流圈，匝數(shù)越多，效果越明顯。抑制效果還與材料的磁通率有關(guān)，因此磁環(huán)中鐵氧體不同的材料適用于不同頻率的騷擾信號。磁通率越大，適用于較低頻的騷擾信號。因此錳鋅鐵氧體磁環(huán)適用于抑制低頻騷擾信號;鎳鋅鐵氧體磁環(huán)適用于抑制高頻騷擾信號。注意，為了達(dá)到更好的抑制效果，在套磁環(huán)時(shí)應(yīng)盡量減少磁環(huán)中心空隙，防止出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象。

4 結(jié)語

本文對GB 4343.1《家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的電磁兼容要求 第1部分：發(fā)射》新舊版本主要差異進(jìn)行了解讀。并以熱泵為例子，簡要介紹GB 4343.1中的測試項(xiàng)目及布置要求。并介紹了一種簡單經(jīng)濟(jì)的整改方法。隨著智能家電產(chǎn)品的發(fā)展，功能越來越豐富，相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的測試頻率范圍越來越高將是主要趨勢之一。

【參考文獻(xiàn)】

[1]??? 家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的電磁兼容要求 第1部分：發(fā)射：GB 4343.1-2018[S].

[2]??? 工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備 騷擾特性 限值和測量方法：GB 4824-2013[S].

【作者簡介】

姚家俊（1997-），男，研究方向?yàn)殡姶偶嫒輽z測。