1 基本概念

電磁兼容（Electromagnetic Compatibility,簡稱EMC）是電工、電子產(chǎn)品重要的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)?？梢哉J(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量主要由質(zhì)量規(guī)范與技術(shù)指標(biāo)兩大內(nèi)容構(gòu)成。前者涉及通用規(guī)范，即國際上IEC，國內(nèi)由國家制訂的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)；后者是產(chǎn)品功能的規(guī)定及其技術(shù)要求。電磁兼容與安全要求是基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在EMC已從基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)、族標(biāo)準(zhǔn)、一直到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，形成完備的體系。此外，國際上還有為此專門立法。如歐洲聯(lián)盟已制訂法規(guī)，規(guī)定從1996年1月1日起，電工、電子產(chǎn)品必須取得低壓管理（LV Directive）與電磁兼容管理（EMC Directive）合格認(rèn)定后，才能在市場上銷售。這些年來不斷有新的EMC標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)正式發(fā)布。但要指出的是，IEC有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)將不斷從草案或舊版本上升為正式版本，國家有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)也將不斷更新、發(fā)布，有關(guān)EMC測試應(yīng)以最新版本為準(zhǔn)。

所謂EMC，在GB/T4365－1996《電磁兼容術(shù)語》中的定義是：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。該定義概括了3個(gè)方面的內(nèi)容。其一，電磁騷擾的可限制性。電磁騷擾是普遍存在的，但可以用質(zhì)量規(guī)范約束，以技術(shù)手段限制它的危害性。這就是說應(yīng)當(dāng)對(duì)產(chǎn)品規(guī)定其向外發(fā)送電磁騷擾強(qiáng)度的限制值，以保證電磁環(huán)境合格。其二，電磁騷擾的豁免性。這就是說產(chǎn)品在規(guī)定電磁騷擾強(qiáng)度的電磁環(huán)境下應(yīng)能正常工作而不應(yīng)降低其性能指標(biāo)。其三，電磁環(huán)境的規(guī)范性和兼容性。即對(duì)電磁騷擾采取任何措施都不能使自身或使處于同一電磁環(huán)境的其它產(chǎn)品或系統(tǒng)性能下降，只能友好地“和平”共處。例如，為了降低傳導(dǎo)干擾而在設(shè)備電源相線與地線之間并接電容器。對(duì)設(shè)備來說該電容器的容量必須符合安全標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)泄漏電流的限制值要求；對(duì)系統(tǒng)來說，要防止其成為系統(tǒng)干擾耦合源影響系統(tǒng)工作。因此對(duì)產(chǎn)品的EMC測試應(yīng)當(dāng)包括兩大方面內(nèi)容：

（1）對(duì)其向外界發(fā)送的電磁騷擾強(qiáng)度進(jìn)行測試，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制值要求；

（2）對(duì)其在規(guī)定電磁騷擾強(qiáng)度的電磁環(huán)境條件下進(jìn)行敏感度測試以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗擾度要求。

這兩方面內(nèi)容在EMC測試項(xiàng)目中分別為電磁干擾（Electromagnetic Interference）或電磁騷擾（Electromagnetic Disturbance）及抗擾度（Immunitytoa Disturbance）；后者以前常用敏感度（Susceptibility）這個(gè)術(shù)語。由于電磁干擾的發(fā)生決定于干擾源的強(qiáng)度、干擾的耦合方式、儀器設(shè)備對(duì)干擾的敏感程度這3要素。因此，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)EMC的性能要求與測試方法除了按不同性質(zhì)、不同種類分為不同項(xiàng)目外，還按電磁騷擾傳播方式不同分為兩類：即傳導(dǎo)干擾與輻射干擾。前者主要檢測被測設(shè)備通過電源線或信號(hào)線向外傳導(dǎo)工頻電源諧波、高頻噪聲的強(qiáng)度與頻率范圍，這屬于電磁騷擾的近場與感應(yīng)場效應(yīng)。后者則檢測被測設(shè)備向外直接輻射射頻噪聲的強(qiáng)度與頻率范圍，這主要針對(duì)電磁騷擾的遠(yuǎn)場效應(yīng)。值得注意的是近幾年來國際上對(duì)電源諧波干擾與設(shè)備的抗擾度要求這兩方面內(nèi)容特別關(guān)注。前者涉及公用電網(wǎng)的環(huán)保要求。后者則為了保證設(shè)備或系統(tǒng)的工作可靠性。為此，許多標(biāo)準(zhǔn)還特別將電源諧波電流含量要求與抗擾度作為兩大技術(shù)要求從EMC項(xiàng)目中分離出來，單獨(dú)立項(xiàng)。必須指出，對(duì)于信息社會(huì)來說，因信息技術(shù)設(shè)備工作失常而受的損失往往難以用貨幣來衡量。在不可能完全避免電磁騷擾的現(xiàn)實(shí)條件下，在規(guī)定的電磁環(huán)境條件下提高產(chǎn)品抗擾度能力具有特別重要的意義。

具體地說，生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行EMC具體項(xiàng)目的例行測試除了確定產(chǎn)品的EMC性能是否符合國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求外（據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，沒有實(shí)行認(rèn)真的EMC設(shè)計(jì)與摸底測試并采取足夠的技術(shù)措施，很難通過EMC測試），還能評(píng)價(jià)外界電磁騷擾對(duì)產(chǎn)品的影響程度及有關(guān)抑制措施的有效性，查明產(chǎn)品遭到 EMC試驗(yàn)破壞的具體原因（來源及作用途徑）以便采用相應(yīng)措施。因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型初期就進(jìn)行EMC測試是產(chǎn)品進(jìn)入商品化的必不可少的一項(xiàng)工作。

電源產(chǎn)品的EMC測試有其特殊性要求，其特殊性是由該類產(chǎn)品功能所決定的。首先電源產(chǎn)品作為供電電源（一般為市電）與為之服務(wù)的負(fù)載（典型為對(duì)電磁騷擾較敏感的信息技術(shù)設(shè)備）之間的電力接口，其基本功能是保證所接負(fù)載不受電源因素的影響而工作失?；驌p壞。這樣對(duì)電源產(chǎn)品的EMC要求較其它產(chǎn)品理所當(dāng)然要更高。這里最典型的例子就是有關(guān)對(duì)電源產(chǎn)品EMC標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)對(duì)電源產(chǎn)品的輸入源端與輸出負(fù)載端分別進(jìn)行傳導(dǎo)干擾測試。此外，若電源產(chǎn)品是系統(tǒng)工作不可缺少的一部分（如UPS），而且該產(chǎn)品又是作為通用產(chǎn)品銷售時(shí)，那么該產(chǎn)品可能要進(jìn)行二次EMC測試。一次是測試產(chǎn)品本身標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的EMC性能特性；第二次則根據(jù)用戶意見與其所屬的系統(tǒng)共同進(jìn)行系統(tǒng)的EMC測試。

大量研究表明，來自市電的電磁騷擾是一類最主要的、最惡劣的電磁騷擾。只要能解決該類干擾，則抗擾度問題也就基本解決了。故有人稱當(dāng)今信息社會(huì)的技術(shù)特征為“一機(jī)三件”，即計(jì)算機(jī)與硬件、軟件、電力件。這樣，作為市電與電子設(shè)備特別是信息技術(shù)設(shè)備之間電力接口的交流穩(wěn)壓電源，應(yīng)當(dāng)具有有效的電力濾波器功能的作用，至少應(yīng)當(dāng)對(duì)電磁騷擾有明顯的衰減抑制作用。這點(diǎn)應(yīng)當(dāng)作為交流穩(wěn)壓電源一個(gè)必備的功能。自然，對(duì)于擁有抗干擾功能的交流穩(wěn)壓電源，不應(yīng)僅僅提高自己的抗擾度性能，更應(yīng)當(dāng)具備使接在其輸出端，對(duì)EMI敏感的電子產(chǎn)品的EMC性能，獲得較大的EMC安全裕度，這才是對(duì)干擾噪聲有凈化功能的抗干擾型交流穩(wěn)壓電源名副其實(shí)的一大功能要求。這也就是SJ/T10541－94《抗干擾型交流穩(wěn)壓電源通用技術(shù)條件》的編制依據(jù)之一。

另一方面，有些與EMC類似的要求已體現(xiàn)在電源產(chǎn)品的性能指標(biāo)上。例如，交流穩(wěn)壓電源的源電壓效應(yīng)與輸出電壓總相對(duì)諧波含量要求。此外，一些僅對(duì)弱電電子設(shè)備較敏感的EMC項(xiàng)目，如抗工頻磁場干擾、靜電放電、輻射電磁場干擾等對(duì)大功率電工設(shè)備可能影響不大，故在SJ/T10541－94中不列為必須測試項(xiàng)目。這樣，對(duì)交流穩(wěn)壓電源的EMC要求就有與其它電工、電子產(chǎn)品不同的特殊地方。

2 EMC測試項(xiàng)目與要求

EMC測試要求根據(jù)產(chǎn)品用途分為3大類：即軍用類、工商環(huán)境使用類、民用及居住區(qū)環(huán)境使用類。后兩者的測試項(xiàng)目、要求、方法等均較一致，差異在于對(duì)指標(biāo)要求上。軍用類，因其使用特殊性與后2類有較大差異。此外，航空、船舶設(shè)備也因其使用特殊性，除了同軍用設(shè)備一樣有較高要求外，還有國際通用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?；谑袌錾箱N售的交流穩(wěn)壓電源的使用條件，本文重點(diǎn)說明后2類。

鑒于社會(huì)上對(duì)EMC問題日益關(guān)注，涉及的專業(yè)與產(chǎn)品很多，IEC已將EMC要求作為IEC的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)待。這就是著名的IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在國際上已視為與安全標(biāo)準(zhǔn)同等重要的通用標(biāo)準(zhǔn)。其中之一的IEC61000－4《測試技術(shù)》是指導(dǎo)有關(guān)EMC測試的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。由于EMC技術(shù)是一門復(fù)雜的、涉及多門學(xué)科的、不斷發(fā)展的新技術(shù)，有關(guān)EMC測試項(xiàng)目、要求、方法也在不斷修訂、完善。因此，IEC61000－4中許多項(xiàng)目仍未正式發(fā)布，還處于草案之中。為了便于讀者了解這方面知識(shí)，我們對(duì)涉及交流穩(wěn)壓電源的項(xiàng)目作一介紹，對(duì)于有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)采用的IEC項(xiàng)目則重點(diǎn)介紹。#p#分頁標(biāo)題#e#

IEC61000－4，全名為《Electromagnetic Compatibility for Electrical and Electronic Equipment,Part 4:Testing and Measurement Techniques》，即《電氣和電子設(shè)備的電磁兼容性第4部分：測試技術(shù)》。其中列舉11個(gè)測試項(xiàng)目。與交流穩(wěn)壓電源標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10541－94有關(guān)的項(xiàng)目與要求介紹如下：

IEC61000－4－4：Electrical Fast Transients（Burst） ImmunityTest（電快速瞬變脈沖群），SJ/T10541－94與SJ/T10542－94采用了該標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目的目的在于驗(yàn)證設(shè)備在承受切換瞬變（感性負(fù)載中斷、繼電器觸點(diǎn)跳開等）產(chǎn)生的各種瞬時(shí)干擾時(shí)的抗干擾性能。其試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)（在電源輸入端上的干擾發(fā)生器（50Ω內(nèi)阻）開路輸出試驗(yàn)電壓）分別為1級(jí)，0.5kV；2 級(jí)，1kV；3級(jí)，2kV；4級(jí)4kV。

IEC61000－4－5 Surge Transients ImmunityTest（電涌或浪涌）。該項(xiàng)內(nèi)容暫時(shí)處于草案之中。與此相關(guān)的可參考著名的IEC801－5及美國標(biāo)準(zhǔn)IEEE std 587-1980 《IEEE Guide for Surge Voltages in Low－Voltage AC Power Circuits》（IEEE導(dǎo)則：低壓交流電力電路內(nèi)的電涌）。電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10541－94及SJ/T10542－94引用了該方面的部分內(nèi)容。該項(xiàng)目的目的是驗(yàn)證設(shè)備在承受由電力切換、雷電產(chǎn)生的高能電涌時(shí)的抗干擾性能。其嚴(yán)酷度等級(jí)的劃分同上，但干擾發(fā)生器的輸出阻抗為2Ω，而前者為50Ω。干擾發(fā)生器輸出分開路電壓波 1.2×50μs（對(duì)高阻負(fù)載）與短路（放電）電流波8×20μs（對(duì)低阻負(fù)載）兩類。類似測試要求在許多電工電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都已列出。

除此之外，國際上還有采用高頻尖峰噪聲敏感度測試。特別是日本，這項(xiàng)測試很普遍。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MILSTD461、462采用類似項(xiàng)目，但要求使用的噪聲模擬發(fā)生器的功率遠(yuǎn)大于前者。國內(nèi)也有類似標(biāo)準(zhǔn)，如GB4859－84中的50kHz～100MHz電源線傳導(dǎo)敏感度測試；GJB151－86，GJB152－86中的CS06項(xiàng)目，噪聲為矩形脈沖波。此外，GB6162－85（參照采用IEC255－4）則采用衰減振蕩波。SJ/T10541－94與SJ/T10542－94建議對(duì)這兩種方式任意選擇其中之一。該項(xiàng)目的目的同IEC61000－4－4。矩形脈沖波的特點(diǎn)是快速上升及低重復(fù)率，衰減振蕩波的特點(diǎn)是高幅值、低能量。對(duì)含有數(shù)字電路的產(chǎn)品，用矩形脈沖波較能說明對(duì)干擾的敏感程度。

電磁干擾方面的項(xiàng)目有工頻諧波限制要求、傳導(dǎo)干擾與輻射干擾限制要求。SJ/Z9029.2－87（等效采用IEC555－2－1982）規(guī)定了設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波電流限制值要求。對(duì)于大功率半導(dǎo)體變流器，GB/T3859.2－93則用對(duì)不同變流裝置（按脈波數(shù)）規(guī)定最大功率容量（電源系統(tǒng)短路容量與變流器基波視在功率之比）來限制電流諧波。必須指出，電工、電子產(chǎn)品通過電源線向市電傳導(dǎo)電流諧波問題已被認(rèn)定是電力污染，而作為市電系統(tǒng) “環(huán)保”對(duì)象來處理，這方面的要求將日益強(qiáng)化。

EMC測試結(jié)果的判定，對(duì)抗擾度測試與對(duì)電磁干擾測試分別采用完全不同的方式。后者采用定量規(guī)定限制值作為合格的門限判定點(diǎn)；前者一般采用定性方法來判定，即按產(chǎn)品在測試中的性能表現(xiàn)分類（以GB/T13926－92為例）：

a類：在產(chǎn)品性能指標(biāo)規(guī)范內(nèi)（允差度內(nèi)），性能正常；

b類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但能自行恢復(fù)；

c類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但需操作者干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位；

d類：因損壞而不可恢復(fù)的功能降低或喪失。

在這4類中，a類作為合格，d類作為不合格是毫無疑義的。對(duì)于b類與c類，合格的判定由廠家與用戶根據(jù)具體情況協(xié)商規(guī)定。自然，對(duì)此兩類所采取的技術(shù)措施是不同的。似乎抗擾度測試的判定太松，其實(shí)是體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的最大自由度原則。因?yàn)楸粶y設(shè)備種類繁多，差異大，因此很難為評(píng)定合格作出通用定量的規(guī)定。當(dāng)然，對(duì)于具體某一類產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)給出確定的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。SJ/T10541　94就體現(xiàn)了這個(gè)要求。GB/T3859.1－93中類似規(guī)定了變流器受擾類別，作為合格判定的依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了3級(jí)，即：

F級(jí)：性能級(jí)，是指該變流器能承受而不降低性能的所有各種電擾動(dòng)極限值的組合；

T級(jí)：跳閘級(jí)，是指變流器能承受而不因保護(hù)器件動(dòng)作而中斷運(yùn)行的所有各種電擾動(dòng)極限值的組合；可進(jìn)一步分為兩種情況：干擾過去后能自動(dòng)重合閘及不能自動(dòng)重合閘（要用手動(dòng)等方式）；

D級(jí)：損壞級(jí)，是指變流器能承受而不造成永久損壞的所有電擾動(dòng)極限值的組合。

顯然，這里的F級(jí)相當(dāng)于a類，D級(jí)相當(dāng)于d類，T級(jí)則包括b，c類。

對(duì)于有抗干擾功能要求的交流穩(wěn)壓電源在SJ/T10541中規(guī)定，除了應(yīng)保證能正常工作外，還應(yīng)在輸出端給負(fù)載合適的敏感度門限；規(guī)定疊加在輸出電壓上的干擾殘壓的峰值不應(yīng)大于輸出電壓標(biāo)稱值的20％。這是該標(biāo)準(zhǔn)遵從標(biāo)準(zhǔn)的目的性原則，充分考慮交流穩(wěn)壓電源與其它電工、電子產(chǎn)品在使用功能要求上具有本質(zhì)的區(qū)別。即前者要為后者服務(wù)，前者也作為后者電源EMI的電力濾波器，目的是為對(duì)EMI敏感的設(shè)備提供足夠的EMI安全裕度，提高設(shè)備的抗擾度等級(jí)。根據(jù)GB6833.4規(guī)定，電子儀器對(duì)電源瞬態(tài)敏感度的要求是：應(yīng)能經(jīng)受標(biāo)稱源電壓變化量的20％的瞬態(tài)電壓沖擊干擾而不致工作失常。為此，在 SJ/T10541中規(guī)定以這個(gè)數(shù)值作為交流穩(wěn)壓電源在接受抗擾度試驗(yàn)時(shí)的輸出允許最高瞬態(tài)電壓值（敏感度門限）。此外，考慮到交流穩(wěn)壓電源要為電子儀器設(shè)備提供合適的交流電壓條件，SJ/T10541還規(guī)定在抗擾度試驗(yàn)時(shí)，交流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對(duì)偏差（即輸出效應(yīng)）應(yīng)在其基準(zhǔn)條件（公差G）內(nèi)，以此作為是否性能降級(jí)的判定依據(jù)。這樣兩者結(jié)合，以科學(xué)、合理、實(shí)用、易操作方式，解決了在對(duì)交流穩(wěn)壓電源抗擾度性能進(jìn)行具體考核及合格評(píng)定時(shí)，無定量指標(biāo)為依據(jù)的難題。而一般標(biāo)準(zhǔn)則只籠統(tǒng)地以誤動(dòng)作、性能下降或降級(jí)來作為考核及合格評(píng)定依據(jù)，顯然，這種定性方法不易操作。