- 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
- 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日開始，中國電子產(chǎn)品質(zhì)量強制認證制度（即3C認證）已經(jīng)進行了將近3年了，國家采取了相應的強制措施，沒有3C認證標志的產(chǎn)品不準銷售。目前絕大部分的電子產(chǎn)品都已列入了強制認證的產(chǎn)品目錄，正規(guī)的銷售商家也做出了積極的響應，沒有經(jīng)過3C認證的電子產(chǎn)品基本上被清理出了商場，廣大人民群眾的產(chǎn)品消費安全得到了法律的保障。
然而在一年一度的認證復查和市場抽樣檢查中還存在相當一部分已經(jīng)貼上3C標志而仍然查出不合格項目的產(chǎn)品，其中尤其是電磁兼容項目和認證樣品檢查結果的不一致性最高，就目前來說3C認證樣品和日常生產(chǎn)中的產(chǎn)品電磁兼容的不一致性是影響3C認證有效性的重要因素。我們經(jīng)過分析研究發(fā)現(xiàn)一個普遍現(xiàn)象，在3C認證檢測過程中一次性通過的樣品，其3C復查和市場抽樣檢查結果的一致性就高，在3C認證檢測過程中有安全或電磁兼容項目經(jīng)過重復整改的樣品，其3C復查和市場抽樣檢查結果的一致性就低，因此也可以說目前較低的電磁兼容整改有效性是影響3C認證有效性的一個關鍵因素。本文詳細剖析電磁兼容整改過程中影響有效性的特征，并詳細說明在每個整改過程中怎樣運用電磁兼容的有效手段解決問題、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常常會影響到產(chǎn)品的安全性能，尤其是做傳導騷擾整改時，我們常常增加濾波電容的容量，因為電容越大對低頻騷擾的抑制效果越好，同時通過電容的泄漏電流會增加，電容上殘余電量增加，導致安全性能的泄漏電流、電源插頭殘留電壓測試不合格。影響安全性能的電磁兼容整改是無效的，因此要求電磁兼容整改工程師在對X電容、Y電容等安全件進行整改后一定要重新進行安全性能的測試，另外也可以參考下列經(jīng)驗法則，否則無法保證電磁兼容整改的有效性。
一、 X電容的容值與安全標準充放電壓關系：
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、 當為了電磁兼容的要求增加X電容時，必須增加泄放電阻或適當減小泄放電阻阻值。
二、 Y電容的容值與安全標準漏電流之間的關系：
1、 漏電流=輸入電壓/Y電容容阻（容值*2π?）。
2、 安全標準要求3插有接地產(chǎn)品漏電流小于3.5mA。
3、 安全標準要求2插無接地產(chǎn)品漏電流小于0.25mA。
4、 安全標準要求手持式產(chǎn)品漏電流小于0.75mA。
5、 要注意上述不同類別的產(chǎn)品Y電容的總容量與漏電流之間的關系可以使用下列簡易算法：
1000pF=0.1mA
有效的電磁兼容整改應該不會影響到產(chǎn)品的安全性能。
（二） 電磁兼容整改影響電器性能指標
我們在進行電源線、信號線上騷擾信號抑制時常常采取增加鐵氧體磁珠、線上繞磁環(huán)，另外還有在信號線上加濾波電容、RC電路等方法都可以有效地抑制信號線上騷擾信號的傳輸，同時也對信號線上傳輸?shù)挠杏眯盘栐斐闪艘恍┧p和失真，不同的信號線經(jīng)過同一個磁環(huán)并繞時，不同的信號會通過磁環(huán)相互耦合產(chǎn)生串攏，這些整改措施使用不當都會使產(chǎn)品的性能指標下降甚至不合格。
案例一、某廠生產(chǎn)的DVD在市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所進行的市場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該產(chǎn)品進行整改。
不合格項目為：電磁兼容性和電性能如下表所示
序號 檢驗項目 單位 標準要求 檢驗結果 單項評價
1 騷擾功率 dBpW 30~300MHz
準峰值限值：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，DVD的性能指標主要取決于所采用的解碼方案，目前解碼方案供應商提供的解碼板性能參數(shù)都能達到標準要求，DVD生產(chǎn)廠家只要按照解碼方案供應商提供的參考電路組裝一般都不會有什么性能指標問題，然而電磁兼容性各個解碼方案供應商的差別就比較明顯，同時DVD生產(chǎn)廠家對電源電路的選擇，以及輸入/輸出端口電路的設計與解碼電路是否良好匹配和整機的安裝工藝都是影響整機電磁兼容性的重要因素。
我們拆開樣機看到已經(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，接地點到電源地連接一根長線，輸入/輸出端口電路對地并有一些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計，但是外殼有絕緣油漆AV端子地與金屬外殼地沒有可靠連接。
我們初步斷定是因為電磁兼容整改造成性能指標不合格，同時某些整改措施不到位而使電磁兼容整改沒有達到預期的效果。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，測試信噪比可以達到85 dB，騷擾功率會超標更多。
經(jīng)過分析我們判斷造成該樣機不合格的原因是：解碼板27MHz時鐘諧波輻射較大，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信號線上增加的磁環(huán)和AV端口上的濾波電容使AV信號產(chǎn)生失真和串攏則是性能指標不合格的主要原因。
經(jīng)過試驗我們重新對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，螺釘上緊時可以刺破絕緣油漆與金屬外殼可靠連接，在AV板輸入信號線到地并上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信號線上的磁環(huán)去掉，經(jīng)過上述整改方案調(diào)整后測試騷擾功率合格，信噪比85 dB，樣機送市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所復查全部測試項目合格。
通過這個案例我們得到一個經(jīng)驗教訓就是，影響電器性能指標的電磁兼容整改是無效的，有效的電磁兼容整改應該不會影響到產(chǎn)品的性能指標。
（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，然而在原來的PCB板中沒有設計這些整改對策的安裝位置就一定會影響到安裝工藝性，生產(chǎn)線的效率就會下降，甚至有些整改措施就無法在生產(chǎn)線上實施，比如在機內(nèi)貼屏蔽紙來抑制輻射騷擾的辦法，生產(chǎn)時就很難做到，而且也不能保持重復性，當這些整改措施與生產(chǎn)有沖突時，廠家一般會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付3C認證檢測的擺設。
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就在底板上鉆一個安裝孔，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。同時我們把AV端子原來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到良好接地的效果，影響安裝工藝性的電磁兼容整改是無效的，有效的電磁兼容整改應該不會影響到產(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，因此整改時并不是加的濾波元件越多越好，而是要準確找到騷擾的位置和傳播途徑，選擇濾波元件時考慮耐壓、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原來電路可靠性造成的不利影響，比如在開關電源的開關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關管的電磁輻射，但是也使開關管的損耗增加，發(fā)熱量增加，因此還必須考慮原來的散熱片面積是否足夠。
在這里引用一個在本刊2005.10期登載的《電視機諧波電流解決案例剖析》一文中分析過的案例，CRT電視機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，因為這個方案簡單、實用、便宜，3C認證檢測時諧波電流不合格的電視機，只要加上這種諧波扼流圈就肯定能通過檢測，然而是否能生產(chǎn)、長期使用過程中還有什么其它問題，3C檢測時都沒有時間考慮，在《電視機諧波電流解決案例剖析》一文中描述了增加這個諧波扼流圈后產(chǎn)生開關機沖擊、抗浪涌能力降低、抗跌落能力下降等都嚴重影響了整機的可靠性，在認證和生產(chǎn)中不去發(fā)現(xiàn)和解決這些問題，到了客戶手里可能會出現(xiàn)更大的質(zhì)量問題，有些廠家用此方案通過了3C認證檢測，生產(chǎn)中卻沒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效的，有效的電磁兼容整改應該不會影響到產(chǎn)品的可靠性。
當廠家在產(chǎn)品生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)這些電磁兼容整改措施無效時，會毫不猶豫地去掉或采取其它替代方案，而沒有機會再到檢測機構重新測試，這樣就導致了經(jīng)過整改的認證樣品和生產(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、安裝工藝、可靠性是我們根據(jù)實際經(jīng)驗總結出的基本特征，當然針對不同的產(chǎn)品也還會有其它特征，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產(chǎn)品設計方案中的，不僅可以降低成本還可以提升產(chǎn)品性能，這個話題另撰文專述。實際上電磁兼容整改的有效性，已經(jīng)直接影響到3C認證的有效性！
