帮您一次性搞定EMC测试，不服来战

       现在电力电子技术发展得可快啦，像整流/逆变这类设备在工业里用得越来越多，像变频器、伺服驱动器、电焊机、EPS/UPS、中频炉等等，这些都是整流/逆变类设备，这些设备确实能让能效提高，控制也更精准。但同时呢，也带来了挺严重的电磁兼容（EMC）方面的麻烦。

       绿波杰能负责搞电磁兼容咨询的工程师，平均每天会接到十数个或者是数十个客户在做认证的过程中，遇到EMC测试通不过的咨询。

       下面，绿波杰能就把客户咨询较多的问题整流出来，期望能对大家的EMC测试道路上有所助益，让大家能少走点儿弯路……

一、主要认证体系中的EMC测试项目

       整流/逆变类设备的EMC测试要求因目标市场和产品类型而异。在欧洲市场，CE认证是强制性要求，其中的EMC指令2014/30/EU规定了相关测试标准，如EN 61800-3针对调速电气功率驱动系统。美国市场的FCC认证则重点关注辐射骚扰和传导骚扰，特别是FCC Part 15B对数字设备的限制要求。工业设备通常还需满足UL认证中的相关EMC条款。

       针对变频器和伺服驱动器，IEC 61800-3是核心标准，它根据安装环境和使用场所将设备分为C1至C4四类，分别对应不同的测试要求。电焊机则主要遵循IEC 60974-10标准，该标准特别关注断续干扰和射频传导骚扰的评估。此外，医疗、船舶等特殊应用领域还有额外的EMC要求，如IEC 60601-1-2对医疗电气设备的专门规定。

       在中国，GB 4824和GB 17625.1等国家标准对工业、科学和医疗设备的EMC性能做出了详细规定。值得注意的是，不同认证体系间虽然存在协调标准，但具体要求仍有差异，工程师需要根据目标市场选择适用的测试标准。

二、EMC测试中的常见问题及原因分析

       整流/逆变类设备在EMC测试中最常遇到的问题集中在传导骚扰、辐射骚扰和谐波电流三个方面。传导骚扰超标通常表现为150kHz-30MHz频段的测试值超过限值，这主要源于开关电源的高频噪声和整流电路的谐波电流。特别是在变频器中，IGBT的高速开关动作会产生丰富的频谱成分，通过电源线和电机电缆传导出去。

       辐射骚扰问题多出现在30MHz-1GHz频段，根本原因在于高频电流回路设计不当或屏蔽措施不足。伺服驱动器由于含有高精度控制电路，对数字信号的辐射特别敏感，PCB布局和电缆布线的不合理都会导致辐射超标。我们曾遇到一个案例，某品牌伺服驱动器在400MHz频点超标12dB，最终发现原因是电机编码器电缆未采用双层屏蔽设计。

       谐波电流测试失败是另一大常见问题，尤其是对于大功率电焊机这类间歇性工作设备。根据IEC 61000-3-12标准，设备输入电流超过16A时需要评估谐波发射，而整流电路产生的特征谐波(如5次、7次、11次等)经常超出限值。某型号电焊机在测试中25次谐波超标30%，分析发现是直流母线电容容量不足导致。

       静电放电(ESD)抗扰度和浪涌抗扰度测试失败也不容忽视。整流/逆变类设备由于包含敏感控制电路和功率半导体，容易受到瞬态干扰影响。常见症状包括设备复位、误动作或性能降级，这些问题往往暴露了接地系统和保护电路设计的不足。

三、EMC测试不通过的解决方案与优化建议

       针对传导骚扰问题，我们推荐采用多级滤波方案。在变频器输入端安装符合EN 61800-3要求的MLAD-V-SR系列变频器专用输入滤波器或者MLAD-S-SR系列伺服专用输入滤波器是基础措施，我们在一款75kW变频器上实施这种方案后，传导骚扰降低了18dB。

       辐射骚扰控制应从系统设计入手。首先优化PCB布局，将高频回路面积最小化，关键信号线实施带状线布线。其次，电机电缆必须选用对称屏蔽电缆，屏蔽层应360°端接。机箱设计上，确保缝隙尺寸小于最高关注频率的1/20波长，通风孔采用蜂窝状结构。某案例显示，仅通过改善机箱搭接，300MHz频段的辐射就降低了15dB。

       谐波治理需要综合措施。对于中小功率设备，增加PFC(功率因数校正)电路是最有效方案，现代交错式PFC拓扑可实现>0.99的功率因数。大功率系统则建议采用12脉冲整流或多电平拓扑来消除低次谐波。无功补偿方面，根据负载特性选择SVG或TSC装置，我们为某焊接生产线设计的混合补偿系统将THD从32%降至5%以下。

       根据绿波杰能近20年帮助企业的变频器、伺服等整流/逆变类系统通过EMC认证的经验，一般来讲，我们建议在变频器、伺服驱动器等的电源侧加装MLAD-V-SR系列变频器专用输入滤波器或者MLAD-S-SR系列伺服专用输入滤波器，同时，还要选择电感量合适的MLAD-VR-SR系列变频器专用输入电抗器或MLAD-SR-SR系列伺服专用输入电抗器。最后，您再准备几个乃至几十个合适的磁环滤波器，通过这一系列操作后，根据绿波杰能近20年的实验，结果表明，采取以上措施，通过EMC测试的可能性一般是可以提高到≥95%。

       抗扰度提升需注意以下几点：完善接地系统，实现单点接地与多点接地的合理结合；敏感接口添加TVS管和磁珠；软件上增加Watchdog和异常状态恢复机制。特别提醒，整流/逆变类设备的散热器往往成为干扰耦合路径，应确保与功率器件间的绝缘及接地处理。

某企业整改后的EMC测试结果——青岛绿波杰能

四、结论

       整流/逆变类设备的EMC问题具有鲜明的特点，需要工程师深入理解电力电子装置的干扰机理和传播路径。成功的EMC设计必须从系统角度出发，将滤波、屏蔽、接地等技术有机结合。认证测试不仅是合规要求，更是产品可靠性的重要验证环节。

       随着新标准不断更新和测试要求日趋严格，建议企业在产品开发初期就引入EMC设计流程，建立从元件选型到整机测试的完整控制体系。特别是对于变频器、伺服驱动器等复杂系统，可考虑采用模块化设计思路，逐个环节解决EMC问题，最终实现性能与兼容性的平衡。