- 電磁兼容整改影響安全性能
- 電磁兼容整改影響電器性能指標(biāo)
- 電磁兼容整改影響安裝工藝性
- 電磁兼容整改影響產(chǎn)品可靠性
從2003年8月1日開(kāi)始，中國(guó)電子產(chǎn)品質(zhì)量強(qiáng)制認(rèn)證制度（即3C認(rèn)證）已經(jīng)進(jìn)行了將近3年了，國(guó)家采取了相應(yīng)的強(qiáng)制措施，沒(méi)有3C認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品不準(zhǔn)銷售。目前絕大部分的電子產(chǎn)品都已列入了強(qiáng)制認(rèn)證的產(chǎn)品目錄，正規(guī)的銷售商家也做出了積極的響應(yīng)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)3C認(rèn)證的電子產(chǎn)品基本上被清理出了商場(chǎng)，廣大人民群眾的產(chǎn)品消費(fèi)安全得到了法律的保障。
然而在一年一度的認(rèn)證復(fù)查和市場(chǎng)抽樣檢查中還存在相當(dāng)一部分已經(jīng)貼上3C標(biāo)志而仍然查出不合格項(xiàng)目的產(chǎn)品，其中尤其是電磁兼容項(xiàng)目和認(rèn)證樣品檢查結(jié)果的不一致性最高，就目前來(lái)說(shuō)3C認(rèn)證樣品和日常生產(chǎn)中的產(chǎn)品電磁兼容的不一致性是影響3C認(rèn)證有效性的重要因素。我們經(jīng)過(guò)分析研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍現(xiàn)象，在3C認(rèn)證檢測(cè)過(guò)程中一次性通過(guò)的樣品，其3C復(fù)查和市場(chǎng)抽樣檢查結(jié)果的一致性就高，在3C認(rèn)證檢測(cè)過(guò)程中有安全或電磁兼容項(xiàng)目經(jīng)過(guò)重復(fù)整改的樣品，其3C復(fù)查和市場(chǎng)抽樣檢查結(jié)果的一致性就低，因此也可以說(shuō)目前較低的電磁兼容整改有效性是影響3C認(rèn)證有效性的一個(gè)關(guān)鍵因素。本文詳細(xì)剖析電磁兼容整改過(guò)程中影響有效性的特征，并詳細(xì)說(shuō)明在每個(gè)整改過(guò)程中怎樣運(yùn)用電磁兼容的有效手段解決問(wèn)題、選擇最佳的解決方案。
（一） 電磁兼容整改影響安全性能
在做電源部分電磁兼容整改時(shí)常常會(huì)影響到產(chǎn)品的安全性能，尤其是做傳導(dǎo)騷擾整改時(shí)，我們常常增加濾波電容的容量，因?yàn)殡娙菰酱髮?duì)低頻騷擾的抑制效果越好，同時(shí)通過(guò)電容的泄漏電流會(huì)增加，電容上殘余電量增加，導(dǎo)致安全性能的泄漏電流、電源插頭殘留電壓測(cè)試不合格。影響安全性能的電磁兼容整改是無(wú)效的，因此要求電磁兼容整改工程師在對(duì)X電容、Y電容等安全件進(jìn)行整改后一定要重新進(jìn)行安全性能的測(cè)試，另外也可以參考下列經(jīng)驗(yàn)法則，否則無(wú)法保證電磁兼容整改的有效性。
一、 X電容的容值與安全標(biāo)準(zhǔn)充放電壓關(guān)系：
1、 充放電壓常數(shù)=泄放電阻（兆歐）*X電容容值（uF）。
2、 控制充放電壓常數(shù)小于1才能符合安全要求。）
3、 當(dāng)為了電磁兼容的要求增加X(jué)電容時(shí)，必須增加泄放電阻或適當(dāng)減小泄放電阻阻值。
二、 Y電容的容值與安全標(biāo)準(zhǔn)漏電流之間的關(guān)系：
1、 漏電流=輸入電壓/Y電容容阻（容值*2π?）。
2、 安全標(biāo)準(zhǔn)要求3插有接地產(chǎn)品漏電流小于3.5mA。
3、 安全標(biāo)準(zhǔn)要求2插無(wú)接地產(chǎn)品漏電流小于0.25mA。
4、 安全標(biāo)準(zhǔn)要求手持式產(chǎn)品漏電流小于0.75mA。
5、 要注意上述不同類別的產(chǎn)品Y電容的總?cè)萘颗c漏電流之間的關(guān)系可以使用下列簡(jiǎn)易算法：
1000pF=0.1mA
有效的電磁兼容整改應(yīng)該不會(huì)影響到產(chǎn)品的安全性能。
（二） 電磁兼容整改影響電器性能指標(biāo)
我們?cè)谶M(jìn)行電源線、信號(hào)線上騷擾信號(hào)抑制時(shí)常常采取增加鐵氧體磁珠、線上繞磁環(huán)，另外還有在信號(hào)線上加濾波電容、RC電路等方法都可以有效地抑制信號(hào)線上騷擾信號(hào)的傳輸，同時(shí)也對(duì)信號(hào)線上傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)造成了一些衰減和失真，不同的信號(hào)線經(jīng)過(guò)同一個(gè)磁環(huán)并繞時(shí)，不同的信號(hào)會(huì)通過(guò)磁環(huán)相互耦合產(chǎn)生串?dāng)n，這些整改措施使用不當(dāng)都會(huì)使產(chǎn)品的性能指標(biāo)下降甚至不合格。
案例一、某廠生產(chǎn)的DVD在市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所進(jìn)行的市場(chǎng)抽樣檢查中被定為不合格產(chǎn)品，要求工廠限期整改，我們接受了工廠的委托對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行整改。
不合格項(xiàng)目為：電磁兼容性和電性能如下表所示
序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 單位 標(biāo)準(zhǔn)要求 檢驗(yàn)結(jié)果 單項(xiàng)評(píng)價(jià)
1 騷擾功率 dBpW 30~300MHz
準(zhǔn)峰值限值：45~55
平均值限值：35~45 AV線
81 42.8 42.7*
108 40.6 39.4*
135 42.0 40.0* 不合格
2 音頻信噪比 dB ≥80 58 59 不合格
3 音頻失真加噪聲 dB ≤-60 -51 -51 不合格
4 串音（基波） dB ≥70（1KHz） 65 65 不合格
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根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，DVD的性能指標(biāo)主要取決于所采用的解碼方案，目前解碼方案供應(yīng)商提供的解碼板性能參數(shù)都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，DVD生產(chǎn)廠家只要按照解碼方案供應(yīng)商提供的參考電路組裝一般都不會(huì)有什么性能指標(biāo)問(wèn)題，然而電磁兼容性各個(gè)解碼方案供應(yīng)商的差別就比較明顯，同時(shí)DVD生產(chǎn)廠家對(duì)電源電路的選擇，以及輸入/輸出端口電路的設(shè)計(jì)與解碼電路是否良好匹配和整機(jī)的安裝工藝都是影響整機(jī)電磁兼容性的重要因素。
我們拆開(kāi)樣機(jī)看到已經(jīng)采取了很多電磁兼容整改的措施，解碼板到控制板、輸入/輸出板、電源板連接線都套有磁環(huán)，解碼板的接地安裝使用的是塑膠卡式安裝，接地點(diǎn)到電源地連接一根長(zhǎng)線，輸入/輸出端口電路對(duì)地并有一些103P濾波電容，電源電路和輸入/輸出端口電路共用一塊PCB板，AV端子與金屬外殼有接地設(shè)計(jì)，但是外殼有絕緣油漆AV端子地與金屬外殼地沒(méi)有可靠連接。
我們初步斷定是因?yàn)殡姶偶嫒菡脑斐尚阅苤笜?biāo)不合格，同時(shí)某些整改措施不到位而使電磁兼容整改沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。首先我們把增加的磁環(huán)和濾波電容都去掉，電源電路和輸入/輸出端口電路分開(kāi)，測(cè)試信噪比可以達(dá)到85 dB，騷擾功率會(huì)超標(biāo)更多。
經(jīng)過(guò)分析我們判斷造成該樣機(jī)不合格的原因是：解碼板27MHz時(shí)鐘諧波輻射較大，是電磁兼容不合格的主要原因。電源電路退耦不好和AV輸入/輸出端口電路的隔離不好，AV信號(hào)線上增加的磁環(huán)和AV端口上的濾波電容使AV信號(hào)產(chǎn)生失真和串?dāng)n則是性能指標(biāo)不合格的主要原因。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)我們重新對(duì)電磁兼容整改方案做了如下調(diào)整：解碼板的晶振地到金屬外殼就近接一個(gè)地線，AV端子與金屬外殼的接地螺釘換成鋸齒接觸面的，螺釘上緊時(shí)可以刺破絕緣油漆與金屬外殼可靠連接，在AV板輸入信號(hào)線到地并上101P濾波電容，電源板輸出的各路電壓加10mH電感和103P電容組成的退耦電路，解碼板到控制板和電源板連線上的磁環(huán)保留，AV信號(hào)線上的磁環(huán)去掉，經(jīng)過(guò)上述整改方案調(diào)整后測(cè)試騷擾功率合格，信噪比85 dB，樣機(jī)送市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所復(fù)查全部測(cè)試項(xiàng)目合格。
通過(guò)這個(gè)案例我們得到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)就是，影響電器性能指標(biāo)的電磁兼容整改是無(wú)效的，有效的電磁兼容整改應(yīng)該不會(huì)影響到產(chǎn)品的性能指標(biāo)。
（三） 電磁兼容整改影響安裝工藝性
在電磁兼容整改中常常要采取接地、屏蔽等措施，在電路中并接、串接電阻和電容等元件，然而在原來(lái)的PCB板中沒(méi)有設(shè)計(jì)這些整改對(duì)策的安裝位置就一定會(huì)影響到安裝工藝性，生產(chǎn)線的效率就會(huì)下降，甚至有些整改措施就無(wú)法在生產(chǎn)線上實(shí)施，比如在機(jī)內(nèi)貼屏蔽紙來(lái)抑制輻射騷擾的辦法，生產(chǎn)時(shí)就很難做到，而且也不能保持重復(fù)性，當(dāng)這些整改措施與生產(chǎn)有沖突時(shí)，廠家一般會(huì)選擇放棄電磁兼容性而保證生產(chǎn)的工藝性，于是這種整改也就成了僅僅應(yīng)付3C認(rèn)證檢測(cè)的擺設(shè)。
在上面的案例中我們使用了解碼板就近接地的措施，接地一端焊接在27MHz晶振旁邊的地上有足夠的焊接面積，另外一端我們考慮安裝工藝時(shí)就在底板上鉆一個(gè)安裝孔，用自攻螺釘把焊片牢牢地固定在底板上，焊上接地線的另一端。同時(shí)我們把AV端子原來(lái)的螺釘改成鋸齒面的螺釘，也是考慮不改變安裝工藝而又能達(dá)到良好接地的效果，影響安裝工藝性的電磁兼容整改是無(wú)效的，有效的電磁兼容整改應(yīng)該不會(huì)影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的安裝工藝性。
（四）電磁兼容整改影響產(chǎn)品可靠性
在電磁兼容整改中采取的濾波措施最容易影響到產(chǎn)品的可靠性，增加的濾波電容越多，由電容失效產(chǎn)生的電路失真、短路的概率越大，因此整改時(shí)并不是加的濾波元件越多越好，而是要準(zhǔn)確找到騷擾的位置和傳播途徑，選擇濾波元件時(shí)考慮耐壓、電流等參數(shù)符合高可靠性的原則。增加整改元件后還要考慮對(duì)原來(lái)電路可靠性造成的不利影響，比如在開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管上加濾波電容或加大吸收回路的電容值能夠有效地降低開(kāi)關(guān)管的電磁輻射，但是也使開(kāi)關(guān)管的損耗增加，發(fā)熱量增加，因此還必須考慮原來(lái)的散熱片面積是否足夠。
在這里引用一個(gè)在本刊2005.10期登載的《電視機(jī)諧波電流解決案例剖析》一文中分析過(guò)的案例，CRT電視機(jī)諧波電流的整改一般都是采用低頻扼流圈諧波電流抑制濾波解決方案，因?yàn)檫@個(gè)方案簡(jiǎn)單、實(shí)用、便宜，3C認(rèn)證檢測(cè)時(shí)諧波電流不合格的電視機(jī)，只要加上這種諧波扼流圈就肯定能通過(guò)檢測(cè)，然而是否能生產(chǎn)、長(zhǎng)期使用過(guò)程中還有什么其它問(wèn)題，3C檢測(cè)時(shí)都沒(méi)有時(shí)間考慮，在《電視機(jī)諧波電流解決案例剖析》一文中描述了增加這個(gè)諧波扼流圈后產(chǎn)生開(kāi)關(guān)機(jī)沖擊、抗浪涌能力降低、抗跌落能力下降等都嚴(yán)重影響了整機(jī)的可靠性，在認(rèn)證和生產(chǎn)中不去發(fā)現(xiàn)和解決這些問(wèn)題，到了客戶手里可能會(huì)出現(xiàn)更大的質(zhì)量問(wèn)題，有些廠家用此方案通過(guò)了3C認(rèn)證檢測(cè)，生產(chǎn)中卻沒(méi)有使用多少也有這方面的考慮，因此影響產(chǎn)品可靠性的電磁兼容整改是無(wú)效的，有效的電磁兼容整改應(yīng)該不會(huì)影響到產(chǎn)品的可靠性。
當(dāng)廠家在產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)這些電磁兼容整改措施無(wú)效時(shí)，會(huì)毫不猶豫地去掉或采取其它替代方案，而沒(méi)有機(jī)會(huì)再到檢測(cè)機(jī)構(gòu)重新測(cè)試，這樣就導(dǎo)致了經(jīng)過(guò)整改的認(rèn)證樣品和生產(chǎn)的產(chǎn)品的不一致性。上述討論的電磁兼容整改有效性的特征：不影響安全性、電性能指標(biāo)、安裝工藝、可靠性是我們根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的基本特征，當(dāng)然針對(duì)不同的產(chǎn)品也還會(huì)有其它特征，比如最低成本等，電磁兼容整改的最高境界是把整改溶入到整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中的，不僅可以降低成本還可以提升產(chǎn)品性能，這個(gè)話題另撰文專述。實(shí)際上電磁兼容整改的有效性，已經(jīng)直接影響到3C認(rèn)證的有效性！
