電磁灶產品在GB 4824—2013標準的測試分析

林德豐+梁永賢

摘 要：本文闡述了電磁灶產品在電磁兼容（EMC）項目中GB 4824-2013標準的測試分析，著重分析標準的電源端子騷擾電壓、磁場感應電流（9kHz～30MHz）及磁場感應電流（30～1000MHz）3個測試項目，結合產品的實際測試結果，分析產品不合格的原因，提出整改的相關措施及方法，對提高企業的產品質量有一定的指導作用。

關鍵詞：電磁灶產品 騷擾電壓 電磁輻射騷擾

中圖分類號：R197.39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0095-04

電磁灶產品已成為人民生活中不可缺少的部分，從近幾年電磁灶國家抽檢及廣東省的抽檢結果來看，在EMC測試項目的不合格率很高。電磁灶產品在EMC項目的測試標準依據是GB 4824-2013《工業科學和醫療（ISM）射頻設備 騷擾特性限值和測量方法》，涉及的測試項目有3個，包括電源端子騷擾電壓、磁場感應電流（9kHz～30MHz）及磁場感應電流（30～1000MHz）。本文將對這3個測試展開闡述分析，結合實際的測試結果，找出產品在EMC項目測試中不合格的共性，分析產品不合格的原因并提出整改的相關措施及方法，旨在為產品的質量提高提供借鑒。

1 電源端子騷擾電壓

1.1 電源端傳導騷擾測量原理

電源端騷擾電壓是指被測設備（EUT）的電源端子與參考接地平面之間的射頻共模電壓。簡化的騷擾電壓測量原理如圖1所示：測量的回路是由被測設備內的射頻騷擾電動勢（源）經被測設備的連接電纜傳導，通過被測設備與公共地之間的耦合電容以及測量所用的人工電源網絡的阻抗形成的。從原理圖可看出騷擾電壓測量值U=ZI，這里Z是人工電源網絡的阻抗，所以回路電流I是隨耦合電容C變化的。電容C的大小與被測設備的布置密切相關。因此在騷擾電壓測量中，測量布置的規定是很詳細的，必須嚴格按照標準要求去進行，否則就可能會影響測量結果的準確性。

1.2 電磁灶產品測試的布置及負載條件要求

電磁灶產品測試的布置詳見標準第8.2.1條款，其測試對負載有特殊要求，詳見標準第7.6.7條款（圖2）。

1.3 電源端子騷擾電壓限值及測試結果圖

電源端子騷擾電壓限值詳見表1、圖3、圖4。

1.4 不合格情況分析及整改建議

圖4中出現的不合格情況，是在端子騷擾電壓試驗測試頻段內（9kHz～30MHz）測量值超過標準限值。出現這種不合格情況的原因主要是企業在產品設計及生產中未考慮到電磁干擾情況。

對于傳導騷擾的抑制，可以在騷擾源附近裝置低通電源濾波器，使騷擾源與大地之間構成一個低阻抗回路，如：采用組合電容器。電源濾波器是在靠近騷擾源處為騷擾電動勢提供一個低阻抗的通道來抑制無線電騷擾，在0.15～30MHz內為低阻抗。其中的電容器受流向外殼允許的泄漏電流的限制，電容值不能太大（圖6）。

2 磁場感應電流（9kHz～30MHz）

磁場感應電流（9kHz～30MHz）的測試限值詳見標準第6.3.2.2條款，其測試結果見圖7。

3 磁場感應電流（30～1000MHz）

3.1 測試原理

磁場感應電流是指設備工作時向空間發射的一種電磁波干擾，這種干擾會影響其他電器特別是高靈敏度電器的正常工作。被測設備（EUT）置于半電波暗室內部，在轉臺上旋轉，在接收天線分別處于垂直極化和水平極化的情況下，找到最大的輻射點。輻射信號由接收天線接收后，通過電纜傳到半電波暗室外的接收機（圖8）。

3.2 測試的布置、限值及測試結果圖

磁場感應電流（30～1000MHz）的測試布置及限值詳見標準第7.5條款、第6.3.2.3條款（圖9、圖10）。

3.3 不合格情況分析及整改建議

圖10出現電磁輻射騷擾試驗測試頻段內（30MHz～1GHz）測量值超過標準限值。出現這種不合格情況的原因主要是企業在產品設計及生產中未考慮到電磁干擾情況。因電磁輻射騷擾是測試最不容易通過且最難整改的項目。建議最好能在產品設計就考慮此項內容，增加EMI濾波設計，將大大減少整改附加電路成本（見圖5）。

3.3.1 設計時盡量遵循的原則

采用結構分區的方法處理，其原則如下。

（1）輔助開關電源與數字電路、模擬電路分區。

（2）數字單元與模擬單元分區。

3.3.2 控制電路PCB布線原則

（1）設計印刷電路板時，應盡量加粗電源線和地線，以降低電源線和地線的阻抗，并應盡量縮短地線。

（2）相鄰電路之間不應該有過長的平行線，走線盡量避免平行。如果在設計印制電路板時平行走線無法避免，可在兩條平行的信號線之間加一條地線，以起屏蔽作用；盡量拉開兩條平行的信號線之間的距離，以降低兩線之間電磁場的影響，使兩條平行的信號線上流過的電流方向相反，目的是為了減小感應磁通。

（3）減小回路的面積。

（4）電容引線不能太長。

3.3.3 電磁輻射騷擾整改方法

（1）在電源輸入端增加磁環，構成共模扼流圈，抵制共模騷擾。

注：根據需要，也可以將電纜在磁環上面繞幾匝。匝數越多，對頻率較低的干擾抑制效果越好，而對頻率較高的噪聲抑制作用較弱。

（2）在電源輸入端增加差模扼流圈，如：差模電感。

但是用附加抑制元件應注意如下要求。

（1）附加抑制器裝置在工具中不允許危及器具的使用安全。

（2）電感應能承受安全標準中的發熱試驗。

（3）電容器的介質強度應能承受安全標準中的耐壓試驗。

注：電磁灶（電磁茶爐）如裝有抽水用的電機，其也會成為一個很大的騷擾發射源。因此在前期設計時，應注意以下幾項。

（1）盡量選擇滿足EMC要求的電機。

（2）電機應固定牢靠，使得當電機在旋轉時刷握保持穩定的位置，以防止由于刷握微量跳動而使高頻分量過大，導致電磁輻射騷擾不合格。

4 電磁灶EMC檢驗概況

表2的電磁灶EMC檢驗不合格項目情況表為廣東質檢院電子室2015年前歷次電磁灶檢驗測試的不完全統計。

5 結語

根據目前的電磁灶EMC檢驗概況，在GB 4824-2013標準的檢測中，在端子騷擾電壓及磁場感應電流（30～1000MHz）項目的測試不合格情況很高，磁場感應電流（9kHz～30MHz）項目極少不合格，從中也看出，EMC項目為產品檢測不符合項的重災區，在此也呼吁各企業在產品設計生產時，不要忽視電磁兼容，切實提高產品的質量。

參考文獻

[1] GB 4824-2013，工業科學和醫療（ISM）射頻設備騷擾特性限值和測量方法[S].

[2] 電磁兼容（EMC）標準解析與產品整改實用手冊[Z].中國工信出版集團，2015.endprint