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摘 要：本文阐述了电磁灶产品在电磁兼容（EMC）项目中GB 4824-2013标准的测试分析，着重分析标准的电源端子骚扰电压、磁场感应电流（9kHz～30MHz）及磁场感应电流（30～1000MHz）3个测试项目，结合产品的实际测试结果，分析产品不合格的原因，提出整改的相关措施及方法，对提高企业的产品质量有一定的指导作用。
关键词：电磁灶产品 骚扰电压 电磁辐射骚扰
中图分类号：R197.39 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（c）-0095-04
电磁灶产品已成为人民生活中不可缺少的部分，从近几年电磁灶国家抽检及广东省的抽检结果来看，在EMC测试项目的不合格率很高。电磁灶产品在EMC项目的测试标准依据是GB 4824-2013《工业科学和医疗（ISM）射频设备 骚扰特性限值和测量方法》，涉及的测试项目有3个，包括电源端子骚扰电压、磁场感应电流（9kHz～30MHz）及磁场感应电流（30～1000MHz）。本文将对这3个测试展开阐述分析，结合实际的测试结果，找出产品在EMC项目测试中不合格的共性，分析产品不合格的原因并提出整改的相关措施及方法，旨在为产品的质量提高提供借鉴。
1 电源端子骚扰电压
1.1 电源端传导骚扰测量原理
电源端骚扰电压是指被测设备（EUT）的电源端子与参考接地平面之间的射频共模电压。简化的骚扰电压测量原理如图1所示：测量的回路是由被测设备内的射频骚扰电动势（源）经被测设备的连接电缆传导，通过被测设备与公共地之间的耦合电容以及测量所用的人工电源网络的阻抗形成的。从原理图可看出骚扰电压测量值U=ZI，这里Z是人工电源网络的阻抗，所以回路电流I是随耦合电容C变化的。电容C的大小与被测设备的布置密切相关。因此在骚扰电压测量中，测量布置的规定是很详细的，必须严格按照标准要求去进行，否则就可能会影响测量结果的准确性。
1.2 电磁灶产品测试的布置及负载条件要求
电磁灶产品测试的布置详见标准第8.2.1条款，其测试对负载有特殊要求，详见标准第7.6.7条款（图2）。
1.3 电源端子骚扰电压限值及测试结果图
电源端子骚扰电压限值详见表1、图3、图4。
1.4 不合格情况分析及整改建议
图4中出现的不合格情况，是在端子骚扰电压试验测试频段内（9kHz～30MHz）测量值超过标准限值。出现这种不合格情况的原因主要是企业在产品设计及生产中未考虑到电磁干扰情况。
对于传导骚扰的抑制，可以在骚扰源附近装置低通电源滤波器，使骚扰源与大地之间构成一个低阻抗回路，如：采用组合电容器。电源滤波器是在靠近骚扰源处为骚扰电动势提供一个低阻抗的通道来抑制无线电骚扰，在0.15～30MHz内为低阻抗。其中的电容器受流向外壳允许的泄漏电流的限制，电容值不能太大（图6）。
2 磁场感应电流（9kHz～30MHz）
磁场感应电流（9kHz～30MHz）的测试限值详见标准第6.3.2.2条款，其测试结果见图7。
3 磁场感应电流（30～1000MHz）
3.1 测试原理
磁场感应电流是指设备工作时向空间发射的一种电磁波干扰，这种干扰会影响其他电器特别是高灵敏度电器的正常工作。被测设备（EUT）置于半电波暗室内部，在转台上旋转，在接收天线分别处于垂直极化和水平极化的情况下，找到最大的辐射点。辐射信号由接收天线接收后，通过电缆传到半电波暗室外的接收机（图8）。
3.2 测试的布置、限值及测试结果图
磁场感应电流（30～1000MHz）的测试布置及限值详见标准第7.5条款、第6.3.2.3条款（图9、图10）。
3.3 不合格情况分析及整改建议
图10出现电磁辐射骚扰试验测试频段内（30MHz～1GHz）测量值超过标准限值。出现这种不合格情况的原因主要是企业在产品设计及生产中未考虑到电磁干扰情况。因电磁辐射骚扰是测试最不容易通过且最难整改的项目。建议最好能在产品设计就考虑此项内容，增加EMI滤波设计，将大大减少整改附加电路成本（见图5）。
3.3.1 设计时尽量遵循的原则
采用结构分区的方法处理，其原则如下。
（1）辅助开关电源与数字电路、模拟电路分区。
（2）数字单元与模拟单元分区。
3.3.2 控制电路PCB布线原则
（1）设计印刷电路板时，应尽量加粗电源线和地线，以降低电源线和地线的阻抗，并应尽量缩短地线。
（2）相邻电路之间不应该有过长的平行线，走线尽量避免平行。如果在设计印制电路板时平行走线无法避免，可在两条平行的信号线之间加一条地线，以起屏蔽作用；尽量拉开两条平行的信号线之间的距离，以降低两线之间电磁场的影响，使两条平行的信号线上流过的电流方向相反，目的是为了减小感应磁通。
（3）减小回路的面积。
（4）电容引线不能太长。
3.3.3 电磁辐射骚扰整改方法
（1）在电源输入端增加磁环，构成共模扼流圈，抵制共模骚扰。
注：根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用较弱。
（2）在电源输入端增加差模扼流圈，如：差模电感。
但是用附加抑制元件应注意如下要求。
（1）附加抑制器装置在工具中不允许危及器具的使用安全。
（2）电感应能承受安全标准中的发热试验。
（3）电容器的介质强度应能承受安全标准中的耐压试验。
注：电磁灶（电磁茶炉）如装有抽水用的电机，其也会成为一个很大的骚扰发射源。因此在前期设计时，应注意以下几项。
（1）尽量选择满足EMC要求的电机。
（2）电机应固定牢靠，使得当电机在旋转时刷握保持稳定的位置，以防止由于刷握微量跳动而使高频分量过大，导致电磁辐射骚扰不合格。
4 电磁灶EMC检验概况
表2的电磁灶EMC检验不合格项目情况表为广东质检院电子室2015年前历次电磁灶检验测试的不完全统计。
5 结语
根据目前的电磁灶EMC检验概况，在GB 4824-2013标准的检测中，在端子骚扰电压及磁场感应电流（30～1000MHz）项目的测试不合格情况很高，磁场感应电流（9kHz～30MHz）项目极少不合格，从中也看出，EMC项目为产品检测不符合项的重灾区，在此也呼吁各企业在产品设计生产时，不要忽视电磁兼容，切实提高产品的质量。
参考文献
[1] GB 4824-2013，工業科学和医疗（ISM）射频设备骚扰特性限值和测量方法[S].
[2] 电磁兼容（EMC）标准解析与产品整改实用手册[Z].中国工信出版集团，2015.
关键词：电磁灶产品 骚扰电压 电磁辐射骚扰
中图分类号：R197.39 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（c）-0095-04
电磁灶产品已成为人民生活中不可缺少的部分，从近几年电磁灶国家抽检及广东省的抽检结果来看，在EMC测试项目的不合格率很高。电磁灶产品在EMC项目的测试标准依据是GB 4824-2013《工业科学和医疗（ISM）射频设备 骚扰特性限值和测量方法》，涉及的测试项目有3个，包括电源端子骚扰电压、磁场感应电流（9kHz～30MHz）及磁场感应电流（30～1000MHz）。本文将对这3个测试展开阐述分析，结合实际的测试结果，找出产品在EMC项目测试中不合格的共性，分析产品不合格的原因并提出整改的相关措施及方法，旨在为产品的质量提高提供借鉴。
1 电源端子骚扰电压
1.1 电源端传导骚扰测量原理
电源端骚扰电压是指被测设备（EUT）的电源端子与参考接地平面之间的射频共模电压。简化的骚扰电压测量原理如图1所示：测量的回路是由被测设备内的射频骚扰电动势（源）经被测设备的连接电缆传导，通过被测设备与公共地之间的耦合电容以及测量所用的人工电源网络的阻抗形成的。从原理图可看出骚扰电压测量值U=ZI，这里Z是人工电源网络的阻抗，所以回路电流I是随耦合电容C变化的。电容C的大小与被测设备的布置密切相关。因此在骚扰电压测量中，测量布置的规定是很详细的，必须严格按照标准要求去进行，否则就可能会影响测量结果的准确性。
1.2 电磁灶产品测试的布置及负载条件要求
电磁灶产品测试的布置详见标准第8.2.1条款，其测试对负载有特殊要求，详见标准第7.6.7条款（图2）。
1.3 电源端子骚扰电压限值及测试结果图
电源端子骚扰电压限值详见表1、图3、图4。
1.4 不合格情况分析及整改建议
图4中出现的不合格情况，是在端子骚扰电压试验测试频段内（9kHz～30MHz）测量值超过标准限值。出现这种不合格情况的原因主要是企业在产品设计及生产中未考虑到电磁干扰情况。
对于传导骚扰的抑制，可以在骚扰源附近装置低通电源滤波器，使骚扰源与大地之间构成一个低阻抗回路，如：采用组合电容器。电源滤波器是在靠近骚扰源处为骚扰电动势提供一个低阻抗的通道来抑制无线电骚扰，在0.15～30MHz内为低阻抗。其中的电容器受流向外壳允许的泄漏电流的限制，电容值不能太大（图6）。
2 磁场感应电流（9kHz～30MHz）
磁场感应电流（9kHz～30MHz）的测试限值详见标准第6.3.2.2条款，其测试结果见图7。
3 磁场感应电流（30～1000MHz）
3.1 测试原理
磁场感应电流是指设备工作时向空间发射的一种电磁波干扰，这种干扰会影响其他电器特别是高灵敏度电器的正常工作。被测设备（EUT）置于半电波暗室内部，在转台上旋转，在接收天线分别处于垂直极化和水平极化的情况下，找到最大的辐射点。辐射信号由接收天线接收后，通过电缆传到半电波暗室外的接收机（图8）。
3.2 测试的布置、限值及测试结果图
磁场感应电流（30～1000MHz）的测试布置及限值详见标准第7.5条款、第6.3.2.3条款（图9、图10）。
3.3 不合格情况分析及整改建议
图10出现电磁辐射骚扰试验测试频段内（30MHz～1GHz）测量值超过标准限值。出现这种不合格情况的原因主要是企业在产品设计及生产中未考虑到电磁干扰情况。因电磁辐射骚扰是测试最不容易通过且最难整改的项目。建议最好能在产品设计就考虑此项内容，增加EMI滤波设计，将大大减少整改附加电路成本（见图5）。
3.3.1 设计时尽量遵循的原则
采用结构分区的方法处理，其原则如下。
（1）辅助开关电源与数字电路、模拟电路分区。
（2）数字单元与模拟单元分区。
3.3.2 控制电路PCB布线原则
（1）设计印刷电路板时，应尽量加粗电源线和地线，以降低电源线和地线的阻抗，并应尽量缩短地线。
（2）相邻电路之间不应该有过长的平行线，走线尽量避免平行。如果在设计印制电路板时平行走线无法避免，可在两条平行的信号线之间加一条地线，以起屏蔽作用；尽量拉开两条平行的信号线之间的距离，以降低两线之间电磁场的影响，使两条平行的信号线上流过的电流方向相反，目的是为了减小感应磁通。
（3）减小回路的面积。
（4）电容引线不能太长。
3.3.3 电磁辐射骚扰整改方法
（1）在电源输入端增加磁环，构成共模扼流圈，抵制共模骚扰。
注：根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用较弱。
（2）在电源输入端增加差模扼流圈，如：差模电感。
但是用附加抑制元件应注意如下要求。
（1）附加抑制器装置在工具中不允许危及器具的使用安全。
（2）电感应能承受安全标准中的发热试验。
（3）电容器的介质强度应能承受安全标准中的耐压试验。
注：电磁灶（电磁茶炉）如装有抽水用的电机，其也会成为一个很大的骚扰发射源。因此在前期设计时，应注意以下几项。
（1）尽量选择满足EMC要求的电机。
（2）电机应固定牢靠，使得当电机在旋转时刷握保持稳定的位置，以防止由于刷握微量跳动而使高频分量过大，导致电磁辐射骚扰不合格。
4 电磁灶EMC检验概况
表2的电磁灶EMC检验不合格项目情况表为广东质检院电子室2015年前历次电磁灶检验测试的不完全统计。
5 结语
根据目前的电磁灶EMC检验概况，在GB 4824-2013标准的检测中，在端子骚扰电压及磁场感应电流（30～1000MHz）项目的测试不合格情况很高，磁场感应电流（9kHz～30MHz）项目极少不合格，从中也看出，EMC项目为产品检测不符合项的重灾区，在此也呼吁各企业在产品设计生产时，不要忽视电磁兼容，切实提高产品的质量。
参考文献
[1] GB 4824-2013，工業科学和医疗（ISM）射频设备骚扰特性限值和测量方法[S].
[2] 电磁兼容（EMC）标准解析与产品整改实用手册[Z].中国工信出版集团，2015.