家用电器、电动工具、照明电气(EMI)检测

家用电器、电动工具、照明电气设备(EMI)检测：核心项目详解

确保家用电器、电动工具及照明电气设备在运行时不产生过量的电磁干扰至关重要。这类干扰（EMI）会严重影响广播通讯、其他电子设备的正常工作，甚至医疗设备的可靠性。因此，进行规范的电磁兼容性（EMC）检测，特别是电磁干扰（EMI）部分的检测，是产品上市前必不可少的环节。以下是此类设备的重点检测项目：

一、核心检测项目

1. 传导骚扰电压（Conducted Emissions）

   • 目的： 测量设备通过电源线向公共电网注入的高频干扰电压。
   • 频率范围： 通常覆盖150kHz 至 30MHz（针对绝大多数设备）。
   • 检测方式： 在设备电源输入端（相线L、中线N，有时包括保护地线PE）连接专业测量设备（如人工电源网络），测量其在规定频段内的干扰电压电平。
   • 意义： 防止设备通过电网“污染”电能质量，影响连接到同一电网的其他设备。

2. 辐射骚扰场强（Radiated Emissions）

   • 目的： 测量设备通过空间向外辐射的高频电磁波干扰强度。
   • 频率范围： 通常覆盖30MHz 至 1GHz（常见的上限频率，对某些设备可能更高，如6GHz）。
   • 检测方式： 在标准的电磁波半暗室或开阔场中，将被测设备置于规定高度的转台上，使用天线在特定距离（如3米或10米）接收不同方位角的辐射场强。
   • 意义： 防止设备干扰附近的无线电接收设备（如收音机、电视机、移动通信、WiFi等）和敏感电子设备。

3. 谐波电流发射（Harmonic Current Emissions）

   • 目的： 测量设备从电网吸收电流时产生的谐波分量大小。
   • 频率范围： 主要测量2次至40次工频（50Hz或60Hz）谐波电流。
   • 检测方式： 使用谐波分析仪，测量设备在正常工作状态下输入电流的谐波成分（幅度和相位）。
   • 意义： 过高的谐波电流会导致电网电压波形畸变（电压谐波），增加线路损耗，损坏电网设备（如变压器、电容器），影响其他设备运行。

4. 电压变化、电压波动和闪烁（Voltage Changes, Fluctuations and Flicker）

   • 目的： 评估设备在运行（特别是开关机、功率变化、周期性操作如电机启停）时，引起电网电压波动或闪变的程度。
   • 检测方式： 模拟设备接入电网，测量其引起的相对电压变化量、相对稳态电压变化量、短期闪烁值（Pst）和长期闪烁值（Plt）。
   • 意义： 剧烈的电压波动可能导致灯光闪烁（“闪烁”由此得名），引起人不适；严重的电压变化可能影响其他敏感设备的正常工作。

二、部分特定设备或标准要求的补充测试项目

1. 断续干扰（喀呖声）（Click）

   • 目的： 专门针对开关操作（如恒温器控制、按键开关）产生的不连续、瞬态的干扰脉冲。
   • 应用： 常见于家用电器（如电冰箱、洗衣机、电熨斗）的温控器、电动工具的开关等。
   • 检测方式： 在传导骚扰测量基础上，分析干扰脉冲的幅度、持续时间、间隔时间（喀呖声率N），并依据特定规则评估其符合性（通常比连续干扰有更宽松的限值）。

2. 静电放电抗扰度（ESD Immunity）

   • 说明： 虽然属于EMS（抗扰度）范畴，但因其重要性且常与EMI测试一并考虑或在同一标准中要求。
   • 目的： 评估设备抵抗人体或其他物体静电放电的能力。
   • 检测方式： 使用静电放电模拟器，对设备外壳、操作面板、连接器等可接触部位施加规定电压（如接触放电±4kV/±8kV，空气放电±8kV/±15kV）和波形的放电脉冲。
   • 意义： 确保设备在正常使用和维修时不会因静电放电而损坏或引起危险（如误动作）。

3. 端子骚扰电压（适用于有信号/控制端口的设备）

   • 目的： 测量设备通过非电源线端口（如数据线、控制线、负载线、电信端口）传导出去的干扰电压。
   • 检测方式： 类似电源端传导骚扰，但测量点位于设备的非电源端口（如音频线、USB线、负载线），需使用特定阻抗稳定网络或电流探头。
   • 应用： 适用于带有外部信号接口或特殊负载接口的设备（如智能照明系统中的控制器、电动工具的控制手柄线）。

三、测试方法与标准依据

• 测试环境： 辐射骚扰测试通常在电磁波半暗室中进行，以隔离外部干扰并模拟自由空间传播条件。传导骚扰、谐波、闪烁等测试可在屏蔽室内进行。
• 设备状态： 被测设备需在规定的典型工作模式（多种模式中最恶劣工况）、额定电压/频率下运行。
• 负载模拟： 电动工具需要连接模拟负载（如负载箱），家电和灯具根据标准要求可能需要特定的布置或负载。
• 主要标准依据： 国际电工委员会（IEC）和国际无线电干扰特别委员会（CISPR）制定的标准是基础。产品大类标准如：
  • 家用电器及类似设备： CISPR 14-1 (传导和辐射骚扰)、IEC 61000-3-2 (谐波电流)、IEC 61000-3-3 (电压波动和闪烁)。
  • 电动工具： CISPR 14-1 (传导和辐射骚扰，特定要求)、IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-3。
  • 照明设备： CISPR 15 (传导和辐射骚扰，专门针对灯具要求)、IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-3。
  • 国家或地区标准（如中国的GB系列、欧盟的EN系列）通常等同或修改采用这些国际标准。

总结：

对家用电器、电动工具和照明电气设备进行EMI检测，核心在于管控其传导到电网的骚扰电压、辐射到空间的电磁场、对电网造成的谐波污染以及引起的电压波动与闪烁。具体检测项目主要包括传导骚扰电压、辐射骚扰场强、谐波电流发射、电压变化、电压波动和闪烁。对于含有开关操作的设备（如温控家电、电动工具开关），断续干扰（喀呖声）是重要的考量点。具备外部信号或控制端口的设备还需关注端子骚扰电压。虽然属于抗扰度范畴，静电放电抗扰度也常被视为EMC整体评估的重要组成部分。严格遵守相关国际和国家标准规定的测试条件与方法，是确保检测结果准确可靠、设备符合电磁兼容法规要求的关键。