说说我经历的性能试验和EMC试验及安规

huaiqiao

前言.      
其实写这个帖子，我一开始不知道该怎么入手。自己也不是什么emc大牛。写的时候堆一堆的专业名词，或者名词解释吧，感觉跟从资料上面照抄照搬概念没有什么区别。所以有些EMC概念问题，我就在这个帖子中不做过多的说明了。
       其次，我是做医疗电子的，做的产品是有关体外诊断的，产品名称暂不说明，产品是DC12V输入的，使用电源适配器。因为我们产品在中兴的时候，我们已经摸过底了。说句题外话，摸底是要掏钱的。在摸底的过程中，我也是看了一些资料，而且请教了下论坛里的坛友饺神@dragongtr ，也感谢饺神给我提出的建议和思路。
       最后，检测地点:上海市医疗器械检测所。由于检测所不让拍照，所以有些项目没有图片展示。

两个“扰”的方向说明：干扰，是“别人”给“你”的；骚扰是“你”给“别人”的。

一、性能试验(包括环境试验)
      先说说，性能试验。我们机器的性能试验,从测量指标及检验方法上分为:重复性、稳定性、线性、准确度、一致性。当然了，我这个地方列举，并不是说所有的机器的测试指标及经验方法都是如此。只是我们的机器的功能使然，所以有了这样的检验方法。
     环境试验的测试项目:
   

试验项目	试验要求		检测项目			备注
	持续时间(h)	恢复时间(h)	初始    检验	中间    检验	最终    检验
额定工作低温试验	1	-—	全项目	—	2.2.a	电压：额定值±10%
						温度：10 ℃
						试验时通电
低温    贮存试验	4	4	—	—	2.2.a	温度：-40 ℃
						试验后通电
额定工作高温试验	1	—	—	2.2.a	2.2.a	电压：额定值±10%
						温度：30 ℃
						试验时通电
运行试验	4	—	—	—	2.2.a	电压：额定值±10%
						温度：30 ℃
						试验时通电
高温    贮存试验	4	2	—	—	2.2.a	温度：55 ℃
						试验后通电
额定工作湿热试验	4	—	—	—	2.2.a	温度：30 ℃
						湿度：70%
						试验时通电
湿热    贮存试验	48	24	—	—	2.2.a	温度：40 ℃
						湿度：93%
						试验后通电
振动试验	—	—	—	—	全项目	试验后通电
碰撞试验	—	—	—	—	全项目	试验后通电

这里的2.2a就是我上面提到的重复性，也就是每个项目测试完成后，都要机器跑一边，以确定测试值是否正确（因为我们机器带打印机，所以每个环境试验的项目完成以后，我们都是打印数据，保留且粘贴在A4的白纸上。当然数据的统计和计算之类的东西，我不擅长，有其它同事完成。）

这里所谓的全项目，就是重复性、稳定性、线性、准确度、一致性全部跑一遍。
说说振动试验，振动试验就是在一个如下的台子上振动，这个振动声音很大，耳朵受不了。。。
负责这个试验的师傅让我出去，他自己都是带着那种头戴式耳机一样的护具。


碰撞试验的试验台和振动试验的实验台差不多：就是在5G的重力加速度下，“碰撞”1000次，基本就是咚---咚---咚，这样的节奏。


当然了，有些机器在碰撞试验，完成需要跑运输试验。我们机器没有跑，我问了检测所老师一些大一些的机器是需要做运输试验的。

二、EMC试验
      有关EMC概念问题，请参考如下本论坛的帖子，我觉得帖子中概念还是解释的比较详细的。
电磁兼容整改步骤！

你也可以掌控EMI：EMI基础及无Y电容手机充电器设计

       EMC（电磁兼容性） = EMI（电磁干扰） +  EMS（电磁敏感度）这个公式好多资料中都有体现。
为了更好的理解EMC的测试项目及一些最基础的概念，我本人强力推荐如下两本书籍作为参考：


EMC测试指标及测试方法介绍  这个书籍中详细介绍了，一些测试项目，及判断测试项目是否通过的条件，而且不少测试
电磁兼容(EMC)测试与整改超级经典   这个书籍中  有些概念等等之类的东西，讲的很详细。


当然了，产品不同，EMC的测试的标准类别也有区别。（如下的图片在上面推荐的两本书中有的）

EMC试验检测项目：
EMI
1、传导发射(也叫作骚扰电压测试，频率：150k~30M)---- 这个其实是EMC的重点之一


----->因为我们之前在中兴摸底的关注点之一，就是这个项目。因为我们产品使用的是电源适配器(比较贵)，所以增加的emc的相关器件都在主板上。摸底的时候已经做过一些整改了，所以这个试验一把就过了。如下是我们摸底的时候传导发射的图片，是以EN55022 CLASS B 的标准走的（CLASS B是针对CE认证的，国内的是CLASS A）。




去检测所做实验的过程中，也遇到其他公司的人也在做这个。好多人都在卡在这个测试项目上在整改。所以，我个人认为如果你的产品要过EMC，这个测试项目是你必须要关注的重点之一。
2、辐射发射（频率：30M~1Ghz）----这个其实是EMC的重点之二


--->因为我们之前在中兴摸底的关注点之二，就是这个项目。摸底的时候已经做过一些整改了，这个整改主要就是准备好铜箔和导电胶带和导电棉，静电胶带就可以了。所以这个试验一把就过了。如下是我们摸底的时候辐射发射的图片，是以EN55022 CLASS A（CLASS B只要在当前基础上下降10dB就可以了） 。



在中兴摸底的时候，已经这个试验是有个转盘的，在中兴的时候做这个试验的时候，是转盘动天线不动。而在检测所做这个试验的时候是转盘也不动，天线动。总之二者的相对位置是一定的，检测的原理也是一样的。
这个也是好多产品卡在这里需要整改的试验。所以，我个人认为如果你的产品要过EMC，这个测试项目是你必须要关注的重点之二。

3、谐波电流----也属于EMI。
我感觉基本都是测试的时间有点长。


4、电压波动和闪烁----属于EMI
关于这个的详细概念及原理，在我推荐的第一本书中有详细说明，不做描述了。
5、电快速瞬变脉冲群----属于EMS
关于这个的详细概念及原理，在我推荐的第一本书中有详细说明，不做描述了。
6、射频电磁场辐射（80M~2.5G频率的干扰，据说也被叫做半电波暗室）---属于EMS

7、浪涌----（因为是电源适配器，然后转DC12V输入，所以试验就是比较花费时间）
8、电压跌落以及工频磁场--（工频磁场这个就是一个很大的感应线圈。）大概的实物测试跟如下的图片比较相近，就是将机器放入感应大的感应线圈中：


9、射频感应的传导骚扰（150K~80MHZ）--属于EMS。
我这个试验就是针对电源适配器的AC线接入干扰信号发神器，测试；
然后DC线接入干扰信号发神器，测试。测试图片如下，测试仪器的铭牌这些的我都有处理。




10、ESD（静电放电试验）---属于EMS

大概的试验场地跟下面这个图片差不多：



---->说说我对ESD的看法：今天有个网友说能不能拿着ESD的那个静电枪对着MCU打。我的回答是：“你是在找死么？”
个人认为ESD的重点不是说你的产品包括结构与电路板能承受多大的静电的放电电压，而是说如果有这样大的静电的时候，你的设计，包括结构的设计是怎么导入大地，从而消除这些静电 对板子元件的危害的。所以ESD的重点设计不在于承受，而我个人认为在于想办法放电。
如下是我在做实验的时候，打静电的一个纸档表格：（分别是±2KV，±4KV，±8KV）


其中，“√”号表示在打静电的时候设备可以正常工作；
“a”表示在打静电的时候，屏幕轻微闪烁，但是停止打静电，设备自行恢复；
“b”表示打静电的时候，功能有出现下降或者失误，但是停止打静电，设备自行恢复。

三、安规试验
相比以上两个试验，安规的试验项目不多。
1、功率试验。就是测试整机功率。
2、接触电流。就在屏幕上贴上铝箔，然后接上仪器测试，这个接触电流基本就是ma还是μA级别的，我忘记了；
3、耐压测试。就是打耐压。
4、超温试验。因为我们机器中有锂电池包(18650的电芯)，还有步进电机。就说白了，就是如图的一些检测线接入机器的各个主板，电池包，步进电机，在机器持续工作2H后，检测仪器上会显示温度。没有温度过高的，都算OK。检测所老师会记录数据到纸档表格。
5、电源适配器70度试验（其实这个名字我是听检测所老师说的，因为我们使用的电源适配器，好像就是电源适配器在70度高温环境下跑7H）
6、锂电池的单一故障实验---这个试验，我并未参与，是我寄电池样品给检测所老师，老师做的试验。一般的锂电池包里面都会有PCB的一个电池保护板。
7、应该还有其他试验。因为我跟老师见过几次，相互都很有礼貌，说白了检测所里面的工作人员，我基本都称为老师。比较尊重人家么，所以其他试验老师帮我做了。由于时间的关系，我就出差完成会回来了。


8、穿插一个激光功率测试试验。因为我们机器上用到二维码扫描器了，所以按照GB7247.1-2012 属于1类激光产品。其实我们机器上的二维码发出的就是红光，但是老师说这个应该归类到激光类里面。实测二维码扫描器在工作的时候功率P=0.20mW，在1类激光产品属于合格。


---->特别提醒：
1、如果要做安规，我个人强烈建议在一开始关键元器件选型的时候，就应该注意供应商的这个产品有没有过CCC，CE，UL之类的证书；
如果等到做安规的时候，再去换，那岂不是很麻烦，也来不及？
我举个例子，像我们步进电机其实供应商是有过CE认证的，但是我们在购买产品的时候就没有想到要CE的证书。结果在安规材料的提交的时候，才像供应商要的资料。跟供应商来回之间的沟通之类的其实都是很耗费时间的；
像锂电池，在这个资料找起来很耗费时间（因为还要为CE认证做准备，所以准备的资料挺多）也是在向检测所老师提交资料的时候才找供应商要的。你们看到我如下的截图，就知道有多少资料了。。。。




反正就是关键元件或者组件，一定要在选型的时候就考虑到这些认证有没有？认证的证书？还有规格书等等一大堆的东西。安规的试验其实好做，但是资料的提交很麻烦，很麻烦。

2、上面也提到了，提交认证证书，规格书，关键元器件清单，产品说明书等等，这些材料都是需要打印好后 公司（就是使用者的公司）盖章后，提交给检测所。
3、还有产品外包装上，“文件中应包括允许的运输和贮存环境条件的规定，这些规定应该重现在设备包装的外面”。
所以需要提交外包装即就是纸箱上面上规定运输条件等等的字样的图片。




其实个人认为，emc其实没有固定的程式，或者固定的整改方法，因为每个机器不同，使用的元件不同，所以难免有固定的程式，我自己认为基本都是见招拆招，即就是什么试验做不过了，在什么试验上花功夫找到干扰源，整改就好了。如果有条件，可以考虑对传导发射和辐射发射摸底一下。
准备的材料，其实都差不多吧，铜箔，导电胶带，静电胶带，导电棉，磁环，共模电感，差模电感，穿心电容，还有其他电容等等。


以上，就是我经历的试验，也是想记录一下，以免时间一长，有些东西淡忘了。。。如有讲的不合理或者不对之处，还请斧正，感谢。


此内容由EEWORLD论坛网友huaiqiao原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

second_chan

感谢楼主的经验分享。。。

qwqwqw2088

EMC试验和安规让认证测试就是折腾，有时就是一种折磨

比如安规材料的提交的时候，向供应商要的资料，，这个大家都懂的，比如锂电池，哈哈，有几家提供的自己正经的东西，都是东家模仿西家，花钱买个章就是他家的证明资料

多做几次认证就明白了

huaiqiao

qwqwqw2088 发表于 2017-4-12 15:55
EMC试验和安规让认证测试就是折腾，有时就是一种折磨

比如安规材料的提交的时候，向供应商要的资料，， ...

好的，你属于老司机，哈哈

cctv180

楼主电池资料怎么有这么多，我找的供应商只有CE

皈依

厉害~认证估计是每个工程师都要头疼的一个问题
满满的干货~已收藏~谢谢分享

huaiqiao

cctv180 发表于 2017-4-12 16:37
楼主电池资料怎么有这么多，我找的供应商只有CE

而且你找到大多都是电芯的CE认证。

不过也有电池包的。

dragongtr

其实还是有固定对策的，包括EMC/EMI对策和静电对抗对策等等。。。其实你走完这个测试的话基本有独立完成认证的资格了至少流程熟悉了是个好事。。。另外。。。你应该比我大。。。

huaiqiao

dragongtr 发表于 2017-4-13 03:26
其实还是有固定对策的，包括EMC/EMI对策和静电对抗对策等等。。。其实你走完这个测试的话基本有独立完成认 ...

其实我想表达的意思是针对具体的电路，没有太固定的程式。比如说这个产品传导发射不过了，那个产品辐射法发射不过了，这些整改没有固定的程式。

还有，我不可能比你大的。。。。。O(∩_∩)O哈哈~

stu_deepblue

所列的测试项目9成以上都测过，另外，ESD测试那张纸里面空气放电只做到3级，医疗产品不是更严要到4级吗？还有接触放电只做到4kv？认证前一定要去摸底。至于整改，也不能说完全没有对策，大方向还是有的，主要是控制三点：干扰源，干扰路径，被干扰源。至于具体的方法，不同的产品甚至不同工程师做出来的同一个产品都不一样的，有些只要改下PCB布局就好了，有些则要大改

huaiqiao

stu_deepblue 发表于 2017-4-13 17:34
所列的测试项目9成以上都测过，另外，ESD测试那张纸里面空气放电只做到3级，医疗产品不是更严要到4级吗？还 ...

是几级不是我来规定的，检测所这么打的。

还有接触放电，还有±8KV的呀。

至于我说的没有固定的程式，在9楼有说明哈。可能我在帖子中没有清楚的表达意思，属于我语言组织的不好。哈哈

wzc86354120

感谢这么好的分享，EMC真的很重要，EMC绝对是靠经验换来了。

ljj3166

好难见这么干的货
顶一个

huaiqiao

ljj3166 发表于 2017-4-14 11:54
好难见这么干的货
顶一个

哈哈，感谢了。

roumao

说实话，你很NB！

huaiqiao

roumao 发表于 2017-5-20 13:59
说实话，你很NB！

只是一般而已，记录是目的

kevin-wang

谢谢分享

hezz00

厉害