国外电磁兼容标准化动态
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一、电磁干扰的危害和电磁兼容
中断、阻碍、恶化或者限制电子设备有效性能正常使用的电磁能量被称为电磁干扰(Electro Magnetic InterferenceEMI)。近年来，电气、电子设备的品种、数量不断增多，应用范围也日益扩大，一些电气、电子设备工作时所产生的电磁波，容易对周围的其它电气、电子设备形成电磁干扰而引起故障或者影响信号传输。例如：电气、电子设备可能对电视等无线电接收装置形成噪声等干扰，甚至出现过因产生谐波而造成电气设备的温度升高引发火灾的事故。另外，过度的电磁干扰会形成电磁污染，危害人们的身体健康、导致环境恶化并妨碍生态平衡。因而，电磁干扰问题已经引起了人们的普遍关注。
1833年，法拉弟发现了电磁感应定律；1864年，麦克斯韦只论证了变化的电场将激发磁场。一百多年来，人们通过不断对电磁场的相互激化与传播的研究，逐步认清了电磁干扰产生的原因，同时也形成了电子学的一个新的学科分支——电磁兼容(Electro Magnetic CompatibilityEMC)。按照IEC(国际电工委员会)的定义：“电磁兼容是一种能力，它在其电磁环境中能完成它的功能，而不致在其环境中产生不能容忍的干扰。”
电磁干扰分为两种，当干扰源发射干扰信号并被接收设备所接收时所产生的干扰叫辐射干扰，此外，干扰信号还会通过电源线、地线传导到接收设备而形成传导干扰。因此，电磁干扰的形成必须具备三个要素：电磁干扰源、对电磁干扰源敏感的接收装置以及电磁耦合途径。电磁干扰源是指产生电磁波的电气、电子设备或雷电等自然现象；对电磁干扰源敏感的接收装置指被干扰的对象；电磁耦合途径则是电磁干扰能量传播通道或媒介。
要解决好电磁干扰问题，必须从电磁波的产生(干扰源)和接收(防护)两个方面采取措施，拟制传导干扰和辐射干扰、增强抗干扰能力，使电气、电子设备既不是电磁干扰源，又具有一定的防护能力，达到EMC的理想状态。任何电气、电子设备不因自身的寄生发射或电磁泄漏而影响附近的其它电气、电子设备正常运行或形成电磁污染，同时又能在一定条件下保持正常工作，即被认为具有电磁兼容能力。
电磁干扰解决方案的核心是制定有关的EMC标准，兼顾电磁干扰源的干扰电平与设备的抗干扰度，使两者在一定范围内达到平衡。
二、EMC国际标准的制定情况
由于电磁兼容性几乎涉及到所有的电气、电子设备，国际电工委员会(IEC)正积极着手开展EMC的标准化工作。IEC中具体负责制定EMC国际标准的是TC77(第77技术委员会)和CISPR(国际无线电干扰特别委员会)。另外，在IEC理事会下特设有一个电磁兼容性咨询委员会(ACEC)的机构，负责对TC77和CISPR与其它技术委员会(TC)之间有关EMC标准的协调。
从对电磁干扰采取措施的方法，将EMC标准分为辐射标准和防护标准。辐射标准用于限制电气、电子设备辐射的干扰波。防护标准则用于提高电气、电子设备对外来干扰的耐受能力。
按所包含的内容进行分类，EMC标准又可分为基本标准、通用标准、产品标准三类。
基本标准主要是规定EMC的试验和测量方法等；通用标准规定了在特定环境中EMC的允许值；产品标准则用于对特定的产品和产品系列的允许值和具体测试方法的规定，主要是根据产品的性质而不是用途来制定的，一些产品标准还按电气、电子设备应用的场所分别分为A类和B类。按照频率范围划分，EMC标准又以9kHz为界限，将电气、电子设备的频率分成高频和低频两类。
在通用标准的测试中，规定了适用于不同情况和判断准则的三个级别：级别A适用于连续干扰现象(如辐射情况等)，设备在测试之中和之后仍能保持正常运转；级别B适用于瞬态干扰现象，设备在测试中性能可能下降，但在测试后能自动恢复到正常水平；级别C适用于电源电压下降时，设备在测试中性能可能下降，但在测试后经人工干预，性能应能恢复到正常水平。
在IEC的EMC标准中，分技术委员会SC77和SC65A制定了基本防护标准—IEC 1000系列；而CISPR则负责制定限制电气、电子设备，汽车、输出电线路及铁路等辐射的干扰电磁波的基本辐射标准。同时，CISPR根据CISPR 22(信息技术设备的辐射容许值及测量方法)标准编制出关于A级设备和B级设备的通用标准。一是限制工业环境中符合A级容许值的设备辐射电磁辐射量的通用标准；另一是限制工业环境中符合B级容许值的设备辐射电磁辐射量的通用标准。
表1列出了IEC标准中主要的防护标准编号和名称，表2列出了IEC标准中主要的辐射标准编号和名称。
标准编号 标准说明或名称
IEC 1000-1 关于一般性的内容
IEC 1000-1-1 关于基本定义和术语的说明及适用性
IEC 1000-2 关于电磁环境及EMC的电平
IEC 1000-2-3 关于辐射现象和非电源频率相关传导的环境表达
IEC 1000-2-5 电磁环境的等级分类(TYPE 2)技术报告
IEC 1000-4 关于各种防护的试验和测试方法
IEC 1000-4-1 防护试验概述
IEC 1000-4-2 静电放电防护的试验方法
IEC 1000-4-3 辐射、射频、电磁场防护试验方法
IEC 1000-4-4 电气瞬态过程的防护试验方法
IEC 1000-4-5 浪涌防护试验方法
IEC 1000-4-6 高频射频电磁场感应的传导干扰的防护试验方法
IEC 1000-4-9 脉冲性电磁场防护试验方法
IEC 1000-4-10 衰减振荡性磁场防护试验方法
IEC 1000-4-11 电压短时间突然下降、短期中断和电压防护性能测试方法
IEC 1000-4-12 振荡波防护型试验方法
IEC 1000-4-20 采用TEM单元的试验方法
IEC 1000-4-21 采用反射箱的辐射、射频电磁场防护试验方法
IEC 1000-5 防护配置方法和预防方法
IEC 1000-5-1 配置方法和预防方法指南—一般性讨论条件
IEC 1000-5-2 配置方法和预防方法指南—接地方法和布线方法
IEC 1000-5-6 配置方法和预防方法指南—防止外部影响方法
IEC 1000-6-1 住宅、商业及轻工业环境中通用防护标准
IEC 1000-6-2 工业环境中通用防护标准
CISPR 20 音像广播接收机及有关设备的防护测量方法
表2 IEC国际标准中主要的辐射标准
标准编号 标准说明或名称
CISPR 11 工业、科学、医疗射频设备电磁干扰测量方法和极限值
CISPR 12 车辆、摩托艇、会产生火花的发动机驱动装置的射频干扰特性的测量方法
CISPR 13 音像广播接收机及相关设备射频干扰测量方法和极限值
CISPR 14 电动马达、家用电热设备、电动工具和类似电气器具的射频干扰测量方法和极限值
CISPR 15 电气照明和类似设备的射频干扰测量方法和极限值
CISPR 22 信息技术设备射频干扰的测量方法和极限值
IEC 1000-3-2 谐波电流辐射的极限值(设备输入电压每相小于16A)
IEC 1000-3-3 低压供电设备电压波动和闪烁的极限值(设备输入电压每相小于16A)
IEC 1000-6-3 住宅、商业及轻工业环境中通用辐射标准
IEC 1000-6-4 工业环境中通用辐射标准
三、国外的EMC标准及执行情况 目前，世界上的一些组织、国家或地区对电气、电子设备的电磁发射及其电磁辐射的敏感度已经或正在制定相应的EMC标准。欧共体已经颁布了《EMC指令》的标准，并于1996年1月1日起强制实施，要求在欧共体市场上销售和使用的电气、电子设备，都必须符合EMC指令的要求并打上“CE”标志。处于南半球的澳大利亚也从1997年1月起，开始强制实施与欧共体相类似的EMC法规：凡是符合EMC标准的电气、电子设备要取得“C形标志(C-Tick Mark)”才能在其国内市场上销售。美国联邦通信委员会(FCC)也从1996年8月19日开始，对个人电脑(PC)及其外围设备等信息技术产品，实行由产品的生产厂商自行认证并进行产品认可的新规定；亚洲的一些国家和地区也在积极地开展EMC标准的制定工作。 1.欧洲和澳洲
在欧洲，以调整和统一欧共体各成员国间有关电子电工标准为目的的CENELEC(欧洲电工标准化委员会)积极开展EMC标准的欧洲标准(EN)工作，并在电磁辐射与防护两方面建立了与IEC标准内容基本一致的欧洲标准。欧共体于1989年5月制定了《EMC指令》(89/336/EEC)，并于1996年1月全面实施。由于EMC指令采用了EN标准为符合指定要求的判断基准，因而EN标准实际上成为了强制性的标准。在大洋州，澳大利亚标准协会(SAA)和新西兰标准协会(SANZ)也制定了自己的EMC标准和EMC总体结构。 在通用标准方面，CENELEC参照IEC和CISPR的标准制定了在欧共体国家使用的通用标准，这些标准也根据电气、电子设备的工作环境是住宅区还是工业区而分别提供了两种不同的标准以供设备生产厂商选择。由于现行的住宅区设备的防护标准仅适用于静电放电、射频场和迅速的瞬态变化过程测试，CENELEC将对其进行修订，增加浪涌测试、传导射频测试、磁场防护和电源浪涌、中断等内容。澳大利亚和新西兰也参照此例，制定了自己的EMC通用标准。欧洲和澳大利亚的EMC通用标准见表3。 表3 欧共体和澳大利亚EMC通用标准
住宅区 工业区
欧共体辐射通用标准 EN 50081-1 EN 50081-2
澳大利亚辐射通用标准 AS/NZS 4251.1
欧共体防护通用标准 EN 50082-1 EN 50082-2
澳大利亚防护通用标准 AS/NZS 4252.1
2.美国 FCC(美国联邦通信委员会)对信息技术设备制定了相应的EMC标准，作出了一台设备不成为邻近电子设备干扰源的最大辐射程度的规定。FCC规定了关于无线电设备与信息技术设备等高频设备辐射的容许值。另外，美国电气与电子工程学会(IEEE)已经制定出许多有关电磁辐射的测试与测量标准，这些标准已经被美国国家标准化协会(ANSI)认可为美国国家标准，同时也已经被FCC采用。
到目前为止，美国的EMC标准重点一直放在馈电辐射和射频辐射上。馈电辐射指设备通过电源线对配电电网或市电的干扰；放电辐射来自设备的机体、相关外设或连接的数据I/O电缆，它会干扰邻近设备的正常运行。目前，美国许多实验室已经有能力为美国的生产厂商进行EMC的测试了，这样，他们的产品就能够在国外市场上保住其地位。 3.亚洲 由于相关EMC的国际标准的制定和受欧洲全面实施EMC基本标准和通用标准的影响，日本以通产省工业技术院标准部为主，于1996年开始着手将EMC的国际标准转化为JIS(日本工业标准)的工作，预计于1998年将现有的EMC基本标准和通用标准(IEC 1000系列)全部转化为JIS，并计划在今后及时将IEC新制定的EMC基本标准和通用标准移植到JIS中。 为了和其它工业国家和国际标准化要求步调一致，中国台湾地区已经指定了某些种类的电气、电子产品必须符合自己的EMC标准。台湾地区贸易部(MOEA)下属的商检局(BCIQ)负责推行这项新的法规—电磁兼容法，并对由指定测试机构检测合格的产品颁发认证证书。这项新的法规要求电气电子类商品必须符合台湾标准CNS—13439(CISPR 22)、CNS—13306(CISPR 16)等规定，并将分阶段执行(见表4)。 表4 中国台湾分阶段执行EMC标准情况 商 品 类 别 执行日期
复印机 1997年1月1日
信息技术设备、电视、录像机、传真机 1997年7月1日
微波炉、电动工具、电话、音响、家用电器 1998年1月1日
存在潜在电磁干扰的其它项目 1998年7月1日 四、结束语 尽管我国也针对各类电子产品陆续制定了一些国家标准、军用标准和行业标准，但由于建立EMC测试实验室所需的测试设备和检测仪表价格昂贵，因而在对EMC的测试方面与国外仍存在着较大的差距。
但在目前这种趋势下，国内的电气、电子设备生产厂家应该清醒地认识到，要保持自己产品的先进性并将产品销售到国外市场，必须采取相应的措施，使自己的产品符合有关EMC标准的规定。一方面，企业应积极采用抑制干扰的技术、新材料和新工艺，在加强产品设计和提高制造工艺上下功夫，保持产品的电磁兼容性；另一方面，由于各国对EMC的要求不同，还应了解掌握国外EMC标准的制定情况及各国对商品电磁兼容性的管理动态，使产品能符合当地的EMC要求；第三，还要加强对EMC的测试工作，通过预验证测试发挥作用，使产品能顺利地通过正式验证和认证。
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