EMC電磁相容性(EMI/EMS)_What is EMC?

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EMC2004 108 EC

                               
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international electrotechnical commission

EMC電磁相容性(EMI/EMS)_What is EMC?

國際電工委員會標準IEC對電磁兼容的定義是：系統或設備在所處的電磁環境中能正常工作，同時不對其他系統和設備造成干擾。

為了規範歐盟各成員國對電器設備電磁兼容性的管理，是歐盟各成員國關於電磁兼容的法規協調一致，89/336/EEC電磁兼容指令於1989年5月1日頒佈，1996年1月1日開始強制性實施,現行的指令為2004/108/EC。

更新的EMC指令的編號為2014/30/EU，它將於2014年4月18日生效。舊有的EMC指令2004/108/EC將於2016年4月20日廢除。

EMC包括EMI(Interference)和EMS(Susceptibility),也就是電磁干擾和電磁抗干擾。

進軍各個市場必要條件目前很多國家和區域聯盟都要求進入其市場的產品必需符合相應的EMC標準，並通過其認證。例如美國的FCC認證、日本的VCCI認證、歐盟的CE認證，以及中國大陸的3C認證等各種認證。

電磁兼容性總體來說以路徑作區分為兩種:輻射及傳導

                               
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EMC Radiated way 01

                               
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EMC Radiated way 02
常見的EMC現象

e.g.1VD與電視機相連電纜，構成了對電視機由信號口進入的傳導騷擾
e.g.2:電視機與DVD共電源插座,構成了對電視機由電源口進入的傳導騷擾
e.g.3:外面空間輻射(如周圍手機基站等)對電視機的騷擾
e.g.4:人體累積靜電放電(electrostatic discharge; ESD)時，儀器之儀表板顯示(被干擾者)亂跳，造成誤動作。
e.g.5:飛機通訊系統(UHF communication system)發射時，天線產生之電磁波進入致動器(actuator)線路(耦合途徑)，方向舵受影響而擺動，造成飛行航向無法控制。
e.g.6:軍艦上飛機之飛彈線路，因受雷達電磁波感應而誤射，造成人員機具傷亡毀損。
e.g.7:民航機自動儀降系統，受地面放電加工機械所輻射的電磁波干擾而墜機，造成大量人員傷亡。
以上幾個範例因素有可能還有其他因素等引起了電視機花屏(可見)、性能下降(不可見)等

常見的EMC干擾源:

通訊、導航、廣播電台之射頻發射機與接收機、馬達、電器開闢、點火系統、放電加工機、電腦與周邊設備，以及自然界之雜訊(如雷擊與靜電放電)，…等。 易被干擾的設備包括: 射頻接收機、類比感測裝置、工業控制系統、電腦系統、軍火控制系統、人體，…等。 耦合途徑含: 天線與天線間耦合、場與線間耦合、線與線間耦合、孔洞耦合、共地耦合(common impedance coupling)、電源線或介面線耦合、…等。

                               
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EMC category.
EMI，電磁干擾度Interference:

描述一產品對其他產品的電磁輻射干擾程度，是否會影響其周圍環境或同一電氣環境內的其它電子或電氣產品的正常工作；EMI又包括細項如下列載述:

傳導干擾 CE/Conduction EmissionCE/Conduction Emission 傳導干擾電壓量測 ANSIC63.4 Standard of the world

傳導干擾指通過導體進行傳播從而乾擾其他系統的電磁干擾，任何導體如導線，電感，電容都是傳播干擾干擾的通道。對於開關電源，降壓的輸入，升壓的輸出，降壓及升壓的輸入和輸出都會產生不連續電流，不連續電流會導致電路產生電壓尖峰，電壓尖峰通過電路板走線和導線會進入到各個系統從而引起干擾。

傳導干擾測試為量測設備或電路以傳導方式放射之雜訊電壓或電流。是針對導體傳播的干擾。所以干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間完全完整的電路連接

輻射干擾 RE/Radiation EmissionRE/Radiation Emission 輻射干擾 ANSIC63.4 Standard of the world

輻射干擾測試為量測設備或電路以輻射方式放射之雜訊電場、磁場、或功率。是通過空間並以電磁波的特性和規律傳播的。

電源諧波干擾 HarmonicIEC/EN 61000-3-2 Harmonic / 電流諧波幅射

IEC/EN61000-3-2
Part 3-2: Limits – Limits for harmonic current emissions (equipment input current ≤16 A per phase)

It specifies limits of harmonic components of the input current which may be produced by equipment tested under specified conditions.

電力系統中的諧波，指的是那些頻率為供電系統額定頻率整數倍的正弦電壓或正弦電流。諧波擾動一般是由具有非線性電壓（或電流）特性的設備引起，這些設備可以看作是諧波電流的來源。來自不同諧波源的諧波電流在電力系統的阻抗上產生諧波電壓。這些諧波電流（電壓）通常是向量相加的。
在供電網路中產生顯著諧波電流的主要來源有相位控制的大功率設備；不可控整流器，尤其是如在電視機‥等產品中使用的帶有濾波電容的不可控整流器。

電源閃爍 FlickIEC/EN 61000-3-3 Flicker / 電壓變動與閃爍

IEC/EN61000-3-3
Part 3-3: Limits – Limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems, for equipment with rated current ≤ 16 A per phase and not subject to conditional connection

limitation of voltage fluctuations and flicker impressed on the public low-voltage system.
It specifies limits of voltage changes which may be produced by an equipment tested under specified conditions and gives guidance on methods of assessment.

近年來，隨著大量電器產品的使用，電力系統的供電品質已成為人們非常關心的問題。電力系統中接有大量的自動接通和切斷控制的負載，如含有控溫器或定時器的廚房器具、電熱器、空調器、複印機和其他設備，當自動控制循環進行接通和斷開時，將引起電源負荷的頻率變化，其結果使供電系統電
壓產生波動；進而對接在同一網路的照明設備的亮度產生變化，這種燈光的閃爍容易使人煩惱且對某些人的健康特別有害。因此，必須對這類不良引響加以限制。

EMS，電磁抗干擾度Susceptibility

描述一電子或電氣產品是否會受其周圍環境或同一電氣環境內其它電子或電氣產品的干擾而影響其自身的正常工作。常見的測試標準如下列所述:

靜電電磁耐受_ESD IEC/EN61000-4-2IEC/EN 61000-4-2 ESD(Electrostatic Discharge immunity) 靜電放電耐受

Part 4-2: Testing and measurement techniques — Electrostatic discharge immunity test

The object of this standard is to establish a common and reproducible basis for evaluating the
performance of electrical and electronic equipment when subjected to electrostatic discharges. In addition, it includes electrostatic discharges which may occur from personnel to objects near vital equipment.

靜電放電是一累積的靜電荷從一高靜電荷集中區流向一相反電荷集中區或低電荷集中區，特別是地面。通常，放電是電荷迅速流動（火花）。雖然靜電無處不在的現象早已是客觀事實，但相當數量的用戶仍未察覺到自己身上因空氣流動和衣物摩擦而產生的靜電會有數千伏特，這對通常耐壓只有幾十伏特的積體電路而言，著實是種毀滅性的災難。靜電放電對於電子產品的破壞可以直接觀察得到，如螢幕的缺陷、金屬線路被熔解或蒸發、元件電阻值的改變、氧化層被破壞或擊穿等，以及影響以微處理器為中心的電子電路或控制器發生誤動作。

輻射電磁耐受_RS IEC/EN61000-4-3IEC/EN 61000-4-3 RS(Radiated Immunity) 電磁輻射耐受

Part 4-3: Testing and measurement techniques — Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test

The object of this section is to establish a common reference for evaluating the performance of electrical and electronic equipment when subjected to radio-frequency electromagnetic fields.

大部分的電子設備在某些情況會受到電磁輻射的影響，此種輻射通常是由下列的來源所產生： 由操作、維修與安全人員所用的小型手持式無線電收發訊機、無線電固定臺和電視發射機、運輸工具裝設之無線電發射機和各種工業的電磁場源。

我們的周邊隨時都會有輻射的存在，這些輻射不管是刻意或非刻意產生都會對其他產品產生一定的影響，輕則造成暫時性的功能低下或喪失，嚴重則有可能造成永久性的損壞，此項測試就是為了檢測這類電磁擾動對產品所造成的影響。

快速脈衝電磁耐受_EFT IEC/EN61000-4-4IEC/EN 61000-4-4 EFT(Electrical fast transient/burst) 快速脈衝電磁耐受

Part 4-4: Testing and measurement techniques – Electrical fast transient/burst immunity test

The object of this standard is to establish a common and reproducible reference in order to evaluate the immunity of electrical and electronic equipment when subjected to electrical fast transient/bursts on supply, signal, control and earth ports. The test method documented in this part of IEC 61000 describes a consistent method to assess the immunity of an equipment or system against a defined phenomenon.

感性負載如繼電器，開關接觸器，或重型電機時的開關係統上窄變頻瞬變的斷電產生的脈衝串。當公用設施提供商接入或開關功率因數校准設備時，也可以產生 這些快速瞬變。電源線瞬變的常因原因是每當插入交流電源線，關閉設備或打開或關閉斷路器時都會發生火花。

重複快速暫態測試是包括數個快速暫態叢訊的測試，此叢訊耦合到電機、電 子設備電源供應控制和信號部分，在測試中有意義的部分為短暫上升時間，重複率和暫態的低能量。

雷擊波耐受_SURGE IEC/EN61000-4-5

IEC/EN 61000-4-5 Surge 雷擊突波耐受

Part 4-5:Testing and measurement techniques – Surge immunity test

This part of IEC 61000 relates to the immunity requirements, test methods, and range of recommended test levels for equipment with regard to unidirectional surges caused by overvoltages from switching and lightning transients. Several test levels are defined which relate to different environments and installation conditions. These requirements are developed for and are applicable to electrical and electronic equipment.

開關暫態
系統開關暫態， 可以分成下列相關暫態：

• 主電源系統開關擾動，例如電容儲存開關；
• 在電源擾動系統中，接近儀器或負載改變的較小開關動作；
• 開關裝置相關的振盪電路例如共振器；
• 各種系統故障，例如在安裝的接地系統上造成的短路及電弧故障。
  

由雷擊所造成的突波電壓的主要機制如下所述：

• 直接雷擊衝擊到外部電路(戶外)，入射的高電流經接地電阻或外部電路的
  阻抗而產生高電壓；
• 間接雷擊衝擊(例如在雲層間的衝擊，或接近的物體間所產生的電磁場)，
  在建築外部或內部導體所感應的電壓/電流；
• 由於鄰近直接對地放電耦合，進入安裝的接地系統共同接地路徑而產生的
  雷擊接地電流。
  

傳導電磁耐受_CS IEC/EN61000-4-6IEN/EN 61000-4-6 CS(conducted disturbances) 傳導輻射耐受

Part 4-6: Testing and measurement techniques – Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields

This part of IEC 61000 relates to the conducted immunity requirements of electrical and electronic equipment to electromagnetic disturbances coming from intended radio-frequency (RF) transmitters in the frequency range 150 kHz up to 80 MHz. Equipment not having at least one conducting wire and/or cable (such as mains supply, signal line or earth connection) which can couple the equipment to the disturbing RF fields is excluded from the scope of this publication.

傳導輻射基本上是一個來自意圖發射之射頻發射機的電磁場，其可能影響連接到所安裝設備整個電纜長度，被擾動設備(大部分是一個大系統的一部分)的尺寸，假設與牽涉的波長相比是小的；進入與外伸的導線例如電源線、通訊線、介面電纜，因為它們可能會有數個波長的長度，所以行同被動的接收天線網路。

電源頻率磁場耐受_PFMF IEC/EN61000-4-8IEC/EN 61000-4-8 PFMF(Power frequency magnetic field) 電源頻率磁場耐受

Part 4-8: Testing and measurement techniques – Power frequency magnetic field immunity test

The object of this standard is to establish a common and reproducible basis for evaluating the performance of electrical and electronic equipment for household, commercial and industrial applications when subjected to magnetic fields at power frequency (continuous and short-duration field).

通有電流的導體周圍存在著磁場，該磁場強度與電流大小及與導體的相對距離有關。電源頻率磁場是由導體中的電源頻率電流產生的，少量是由鄰近的其他裝置(如變壓器的漏磁)所產生的。
此項測試的目的就是為了檢驗電子、電機設備在遭受這類磁場擾動影響時的性能。

電壓瞬降及瞬斷耐受_DIP IEC/EN61000-4-11IEC/EN 61000-4-11 DIP(Voltage dip, interruption) 電壓瞬降耐受

Part 4-11: Testing and measurement techniques –Voltage dips, short interruptions,and voltage variations immunity tests

This part of IEC 61000 defines the immunity test methods and range of preferred test levels for electrical and electronic equipment connected to low-voltage power supply networks for voltage dips, short interruptions, and voltage variations.

電子電機設備會受到供電電壓瞬降、瞬斷、緩降的影響。造成這些電壓變動的原因是由於電力系統、變電設備發生故障或負荷突然發生大的變動，或者負荷相對比較平穩的連續變化引起的。
這些現象是隨機的，規律性很差，有時候在一段時間內會出現多次，甚至連續出現，進而干擾電子電氣設備的正常工作。此項測試的目的就是為了檢驗電子、電機設備在遭受這類磁場擾動影響時的性能。

聲明及相關資料索引 / Declare and relative information

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