电磁兼容整改影响电器性能指标/电磁兼容整改方案

从2003年8月1日开始，中国电子产品质量强制认证制度（即3C认证）已经进行了，国家采取了相应的强制措施，没有3C认证标志的产品不准销售。目前绝大部分的电子产品都已列入了强制认证的产品目录，正规的销售商家也做出了积极的响应，没有经过3C认证的电子产品基本上被清理出了商场，广大人民群众的产品消费安全得到了法律的保障。
  然而在一年一度的认证复查和市场抽样检查中还存在相当一部分已经贴上3C标志而仍然查出不合格项目的产品，其中尤其是电磁兼容项目和认证样品检查结果的不一致性最高，就目前来说3C认证样品和日常生产中的产品电磁兼容的不一致性是影响3C认证有效性的重要因素。我们经过分析研究发现一个普遍现象，在3C认证检测过程中一次性通过的样品，其3C复查和市场抽样检查结果的一致性就高，在3C认证检测过程中有安全或电磁兼容项目经过重复整改的样品，其3C复查和市场抽样检查结果的一致性就低，因此也可以说目前较低的电磁兼容整改有效性是影响3C认证有效性的一个关键因素。本文详细剖析电磁兼容整改过程中影响有效性的特征，并详细说明在每个整改过程中怎样运用电磁兼容的有效手段解决问题、选择最佳的解决方案。

（一）电磁兼容整改影响安全性能

在做电源部分电磁兼容整改时常常会影响到产品的安全性能，尤其是做传导骚扰整改时，我们常常增加滤波电容的容量，因为电容越大对低频骚扰的抑制效果越好，同时通过电容的泄漏电流会增加，电容上残余电量增加，导致安全性能的泄漏电流、电源插头残留电压测试不合格。影响安全性能的电磁兼容整改是无效的，因此要求电磁兼容整改工程师在对X电容、Y电容等安全件进行整改后一定要重新进行安全性能的测试，另外也可以参考下列经验法则，否则无法保证电磁兼容整改的有效性。

一、X电容的容值与安全标准充放电压关系：

1、充放电压常数=泄放电阻（兆欧）*X电容容值（uF）。
2、控制充放电压常数小于1才能符合安全要求。）
3、当为了电磁兼容的要求增加X电容时，必须增加泄放电阻或适当减小泄放电阻阻值。

二、Y电容的容值与安全标准漏电流之间的关系：

1、漏电流=输入电压/Y电容容阻（容值*2π?）。
2、安全标准要求3插有接地产品漏电流小于3.5mA。
3、安全标准要求2插无接地产品漏电流小于0.25mA。
4、安全标准要求手持式产品漏电流小于0.75mA。
5、要注意上述不同类别的产品Y电容的总容量与漏电流之间的关系可以使用下列简易算法：
1000pF=0.1mA

有效的电磁兼容整改应该不会影响到产品的安全性能。

（二）电磁兼容整改影响电器性能指标

我们在进行电源线、信号线上骚扰信号抑制时常常采取增加铁氧体磁珠、线上绕磁环，另外还有在信号线上加滤波电容、RC电路等方法都可以有效地抑制信号线上骚扰信号的传输，同时也对信号线上传输的有用信号造成了一些衰减和失真，不同的信号线经过同一个磁环并绕时，不同的信号会通过磁环相互耦合产生串拢，这些整改措施使用不当都会使产品的性能指标下降甚至不合格。

案例一、某厂生产的DVD在市产品质量监督检验所进行的市场抽样检查中被定为不合格产品，要求工厂限期整改，我们接受了工厂的委托对该产品进行整改。

不合格项目为：电磁兼容性和电性能如下表所示

序号检验项目单位标准要求检验结果单项评价
1 骚扰功率dBpW 30~300MHz
准峰值限值：45~55
平均值限值：35~45 AV线
81 42.8 42.7*
108 40.6 39.4*
135 42.0 40.0* 不合格
2 音频信噪比dB ≥80 58 59 不合格
3 音频失真加噪声dB ≤-60 -51 -51 不合格
4 串音（基波）dB ≥70（1KHz）65 65 不合格
根据我们的经验，DVD的性能指标主要取决于所采用的解码方案，目前解码方案供应商提供的解码板性能参数都能达到标准要求，DVD生产厂家只要按照解码方案供应商提供的参考电路组装一般都不会有什么性能指标问题，然而电磁兼容性各个解码方案供应商的差别就比较明显，同时DVD生产厂家对电源电路的选择，以及输入/输出端口电路的设计与解码电路是否良好匹配和整机的安装工艺都是影响整机电磁兼容性的重要因素。

我们拆开样机看到已经采取了很多电磁兼容整改的措施，解码板到控制板、输入/输出板、电源板连接线都套有磁环，解码板的接地安装使用的是塑胶卡式安装，接地点到电源地连接一根长线，输入/输出端口电路对地并有一些103P滤波电容，电源电路和输入/输出端口电路共用一块PCB板，AV端子与金属外壳有接地设计，但是外壳有绝缘油漆AV端子地与金属外壳地没有可靠连接。

我们初步断定是因为电磁兼容整改造成性能指标不合格，同时某些整改措施不到位而使电磁兼容整改没有达到预期的效果。首先我们把增加的磁环和滤波电容都去掉，电源电路和输入/输出端口电路分开，测试信噪比可以达到85 dB，骚扰功率会超标更多。

经过分析我们判断造成该样机不合格的原因是：解码板27MHz时钟谐波辐射较大，是电磁兼容不合格的主要原因。电源电路退耦不好和AV输入/输出端口电路的隔离不好，AV信号线上增加的磁环和AV端口上的滤波电容使AV信号产生失真和串拢则是性能指标不合格的主要原因。

经过试验我们重新对电磁兼容整改方案做了如下调整：解码板的晶振地到金属外壳就近接一个地线，AV端子与金属外壳的接地螺钉换成锯齿接触面的，螺钉上紧时可以刺破绝缘油漆与金属外壳可靠连接，在AV板输入信号线到地并上101P滤波电容，电源板输出的各路电压加10mH电感和103P电容组成的退耦电路，解码板到控制板和电源板连线上的磁环保留，AV信号线上的磁环去掉，经过上述整改方案调整后测试骚扰功率合格，信噪比85 dB，样机送市产品质量监督检验所复查全部测试项目合格。

通过这个案例我们得到一个经验教训就是，影响电器性能指标的电磁兼容整改是无效的，有效的电磁兼容整改应该不会影响到产品的性能指标。

（三）电磁兼容整改影响安装工艺性

在电磁兼容整改中常常要采取接地、屏蔽等措施，在电路中并接、串接电阻和电容等元件，然而在原来的PCB板中没有设计这些整改对策的安装位置就一定会影响到安装工艺性，生产线的效率就会下降，甚至有些整改措施就无法在生产线上实施，比如在机内贴屏蔽纸来抑制辐射骚扰的办法，生产时就很难做到，而且也不能保持重复性，当这些整改措施与生产有冲突时，厂家一般会选择放弃电磁兼容性而保证生产的工艺性，于是这种整改也就成了仅仅应付3C认证检测的摆设。

在上面的案例中我们使用了解码板就近接地的措施，接地一端焊接在27MHz晶振旁边的地上有足够的焊接面积，另外一端我们考虑安装工艺时就在底板上钻一个安装孔，用自攻螺钉把焊片牢牢地固定在底板上，焊上接地线的另一端。同时我们把AV端子原来的螺钉改成锯齿面的螺钉，也是考虑不改变安装工艺而又能达到良好接地的效果，影响安装工艺性的电磁兼容整改是无效的，有效的电磁兼容整改应该不会影响到产品生产的安装工艺性。

（四）电磁兼容整改影响产品可靠性

在电磁兼容整改中采取的滤波措施最容易影响到产品的可靠性，增加的滤波电容越多，由电容失效产生的电路失真、短路的概率越大，因此整改时并不是加的滤波元件越多越好，而是要准确找到骚扰的位置和传播途径，选择滤波元件时考虑耐压、电流等参数符合高可靠性的原则。增加整改元件后还要考虑对原来电路可靠性造成的不利影响，比如在开关电源的开关管上加滤波电容或加大吸收回路的电容值能够有效地降低开关管的电磁辐射，但是也使开关管的损耗增加，发热量增加，因此还必须考虑原来的散热片面积是否足够。

在这里引用一个在本刊2005.10期登载的《电视机谐波电流解决案例剖析》一文中分析过的案例，CRT电视机谐波电流的整改一般都是采用低频扼流圈谐波电流抑制滤波解决方案，因为这个方案简单、实用、便宜，3C认证检测时谐波电流不合格的电视机，只要加上这种谐波扼流圈就肯定能通过检测，然而是否能生产、长期使用过程中还有什么其它问题，3C检测时都没有时间考虑，在《电视机谐波电流解决案例剖析》一文中描述了增加这个谐波扼流圈后产生开关机冲击、抗浪涌能力降低、抗跌落能力下降等都严重影响了整机的可靠性，在认证和生产中不去发现和解决这些问题，到了客户手里可能会出现更大的质量问题，有些厂家用此方案通过了3C认证检测，生产中却没有使用多少也有这方面的考虑，因此影响产品可靠性的电磁兼容整改是无效的，有效的电磁兼容整改应该不会影响到产品的可靠性。

当厂家在产品生产时发现这些电磁兼容整改措施无效时，会毫不犹豫地去掉或采取其它替代方案，而没有机会再到检测机构重新测试，这样就导致了经过整改的认证样品和生产的产品的不一致性。上述讨论的电磁兼容整改有效性的特征：不影响安全性、电性能指标、安装工艺、可靠性是我们根据实际经验总结出的基本特征，当然针对不同的产品也还会有其它特征，比如最低成本等，电磁兼容整改的最高境界是把整改溶入到整个产品设计方案中的，不仅可以降低成本还可以提升产品性能，这个话题另撰文专述。