家用电磁灶辐射发射与电源端骚扰现状与分析

王琤爭黄华张娴*橐晓宇黄浩刘成

（1.中国质量认证中心上海分中心 上海 201206；2.上海出入境检验检疫局）

家用电磁灶辐射发射与电源端骚扰现状与分析

王琤爭1黄华2张娴2*橐晓宇2黄浩2刘成2

（1.中国质量认证中心上海分中心 上海 201206；2.上海出入境检验检疫局）

以市场销售常见品牌家用电磁灶为样品，依据标准GB 4824进行电源端骚扰电压和辐射骚扰的抽样检测，由测试结果分析所测项目标准符合性情况、超标幅值和频率范围，并对电磁灶的质量改进提出建议。

家用电磁灶；电源端骚扰电压；辐射骚扰

1 前言

家用电磁灶具有热效率高，煮食时安全、洁净、无火、无烟、无废气、不怕风吹、不会爆炸或导致一氧化碳气体中毒，便于携带等优点，广泛应用于人们日常生活中。

电磁灶工作原理为磁场感应的涡流加热，即利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内磁力线通过铁质炊具的底部时，磁力线被切割，从而产生无数小涡流，涡流产生热量将炊具内的食物加热。电磁灶内部含有相对复杂的变频、滤波、整流、振荡及控制模块，工作频率一般为20 k-30 kHz，在其工作时，会产生覆盖频带较宽、强度较大的电磁骚扰，分别通过电源线和自由空间耦合到附近同一电网和同一空间区域工作的电子、电气设备，影响这些设备的正常工作，严重时可导致其他设备的工作失效。

2002年强制性认证制度（CCC）实施时，由于受当时我国生产力发展及技术水平的限制，电磁灶具进行CCC认证仅需符合安规的基本要求，而对产品电磁兼容（EMC）方面无相关要求。但是纵观欧盟、美国等发达地区和国家，由于电磁灶的结构特点和工作原理，均对电磁灶有电磁兼容方面的强制性法规要求。为了了解我国电磁灶EMC方面的相关情况，本研究利用对电磁灶进行市场抽查的机会，对市场销售的14个主流制造商（其中不乏知名品牌）所生产的电磁灶样品，依据电磁灶的产品标准GB 4824对其电磁发射部分项目进行检测。

2 国内外对电磁灶电磁发射要求

2.1欧盟

根据欧盟规定，销售到欧盟市场的电子、电气设备必须符合2004/108/EC（2014年更新为2014/30/EU）指令的要求，因而电磁灶产品必须符合EN 55011：2009+A1：2010、EN 55014-1：2011、EN 55014-2：2008、EN 61000-3-2：2009、EN 61000-3-3：2013等协调标准的要求，其中EN 55011、EN 55014-1、EN 61000-3-2/3为电磁灶的电磁发射要求，EN 55014-2为抗扰度要求，即欧盟对电磁灶分别有发射和抗扰度两个方面的要求。电磁发射需要进行的试验项目见表1，其中电源端的骚扰电压和辐射发射的试验频率范围分别为9 k-30 MHz和30 M-1 GHz。

表1　欧盟要求的电磁灶发射试验项目

2.2美国

根据美国联邦通信委员（FCC）规定，美国市场销售的某些电子、电气产品必须进行强制性认证——FCC认证，以减少电磁干扰。电磁炉（感应炊具）必须符合Part 18的规定，并针对感应炊具专门制定了限值。FCC Part 18是美国联邦法规规定必须获得的认证，若不符合规定要求将受到严厉的处罚。FCC规定的测试项目见表2。

表2　美国要求的电磁灶发射试验项目

由表2知，试验项目与欧盟要求部分一致，试验方法和限值要求也类似。

2.3中国

在我国国内，电磁灶为首批列入需要进行CCC认证目录的产品，但对其仅有GB 4706相关标准符合性强制性规定，并无电磁兼容相关的强制性认证要求。限制其电磁发射的国家标准GB 4824-2013、GB 17625.1-2012和GB 17625.2-2007均是强制性标准，是电磁灶产品必须符合的要求。这些标准的技术要求与欧盟的要求完全相同，仅GB 17625.2-2007（电压波动）与欧标之间存在标准版本差异，但骚扰限值完全相同。

3 电磁灶电源端骚扰和辐射发射

参照欧盟、美国FCC及我国强制性国家标准对电磁灶电磁发射的规范要求，选取共同部分——电源端骚扰电压和辐射发射为试验项目，以流通领域销售的14个不同制造商生产的电磁炉为样品，依据GB 4824-2013（IDT Cispr11：2010，IDT EN 55011：2009+A1：2010）进行试验，以了解我国生产商电磁灶的电磁发射水平。

3.1电源端的骚扰电压试验

电磁灶产生的窄带和宽带电磁骚扰，会通过电源线耦合到所连接的公共电网上，污染公共电网，影响电网上其他用电设备的工作，严重时可能导致设备故障，同时也会引起人类生理和心理上的不适，因此国家或地区会制定相应的强制性标准和法规将电源端产生的骚扰电压控制在一定限值内。电源端骚扰电压测试在屏蔽室中进行，主要使用的测试设备为50Ω/50 μH的人工电源网络（AMN）和EMI接收机，测试布局依据GB/T 6113.201的规定，被测设备由AMN供电，通过EMI接收机测得电源端的骚扰电压。实际测试布置如图1所示，测得某品牌样品电源端骚扰电压随频率的变化如图2所示。

图1　电磁灶骚扰电压测试

图2　某品牌骚扰电压测试结果

图2中纵轴为骚扰电压值（dB/μV），横轴为频率（Hz），折线为GB 4824标准6.3.1.3条款中表8所规定的准峰值（QP）和平均值（AV）限值，同一频率点骚扰电压值无论是准峰值还是平均值，若超过规定的限值，即视为超标。图2显示，此样品多个频率点的QP和AV值超过了国家标准的限值要求，不符合国家强制性标准的要求。

14个品牌电磁灶骚扰电压准峰值最大值分布情况如图3所示。

图3　不同品牌产品骚扰电压超标情况

图3中横坐标为不同制造商生产的电磁灶样品编号，纵轴为所测得每个样品的准峰值最大值与标准规定的QP限值之差，即被测所有样品的骚扰电压（QP值）均超过国家标准规定的限值，超标率100%。其中，12#样品骚扰电压QP值超过限值2.3 dB，为最小超标值；6#样品实测QP值超过标准规定的限值30.4 dB，为最大超标值，相当于超出规定限值31倍之多；其余样品的超标值在2.3-30.4 dB之间。

最大QP值超标的频率点分布情况如图4所示。

图4　电磁灶超标频率点分布情况

图4中横坐标与图3一致，纵坐标为准峰值最大超标值所属的频率点。图4显示，骚扰电压的超标频率范围分布在20 kHz-160 kHz之间，大部分产品超标的频率点位于20 kHz-30 kHz之间，这个区间为电磁灶的本振工作频率点，部分产品的超标频率大于30kHz，经分析确认为本振频率的倍频点。

3.2辐射发射测试

电子、电气设备产生电磁骚扰，除通过电源线等导体进行传播外，还可通过自由空间借助空气进行传播，并耦合到同一区域工作的其他电子、电气设备并影响其正常工作，同时也会对操作人员身体健康带来危害。30 M-1 GHz辐射发射值以骚扰的电场强度来表征，电场测试在半电波暗室中进行，测试布局须符合GB/T 6113.203的规定，主要测试设备包括宽带接收天线和EMI接收机，测试时，EUT置于可进行360°旋转的转台上，距离测试接收天线3 m，天线在1-4 m间升降。实际测试布置如图5，测得某品牌电磁灶的电场强度随频率变化如图6所示。

图5　电磁灶辐射电场实测图

图6　某品牌电磁灶的辐射发射

图6中，横坐标为频率（Hz），纵坐标为测得的电磁炉电场发射值（dB（μV/m）），折线为GB4824条款6.3.2.3b表11规定的QP限值线。图6很明显地显示，在某些频率点，电磁灶的辐射电场值超过了国家标准规定的允许值。

14个品牌电磁灶辐射电场准峰值最大值情况如图7所示。

图7　不同品牌电磁灶辐射发射情况

图7中纵坐标为每个样品电场发射最大QP值与标准规定的限值之差，横轴为不同制造商的样品编号。其中10#和12#样品符合国标要求，未超标；其余12个样品均超标，超标率为86%，超标幅值范围落在3-13.2 dB（μV/m）之间。

统计14个样品电场发射QP最大值所属的频率分布情况如图8所示。

图8　辐射发射最大超标频率点分布

图8中纵轴为样品QP最大值所属的频率点，横轴为样品编号，QP最大值所属频率点落在30.4 M-55.2 MHz之间。

4 结语

本研究以市场上销售的电磁灶常见品牌为样品，依据电磁灶须符合的强制性国家标准GB 4824进行了电源端骚扰电压和辐射发射的抽样检测。从所抽品牌产品来看，骚扰电压值的超标率为100%，辐射发射（电场）的超标率为86%；骚扰电压超标的频率点主要位于电磁灶本振工作频率点及其倍频点，这些电磁骚扰值可以在产品设计时通过有针对性的滤波及合理布线的方式降低；辐射电场超标的频率点相对较低，随着滤波有效性的增加，辐射电场值也会随之降低，同时还可进一步采取屏蔽的措施来减小辐射值。

由于我国目前缺乏针对电磁灶电磁发射的强制性法规要求，制造商为了节约成本，对产品缺乏滤波、屏蔽等必要的措施限制电磁骚扰值，导致大量的电磁骚扰耦合到电源线和自由空间中，影响其他设备的工作和操作人员的身体健康，建议国家尽快出台相应的强制性法规要求，规范电磁灶产品的电磁骚扰发射，将其电磁骚扰发射电平抑制在一定范围内，以提高电磁灶产品的质量。

［1］GB 4824-2013工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值［S］.

［2］GB/T 6113.201-2008无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-1部分：无线电骚扰和抗扰度测量方法传导骚扰测量［S］.

［3］GB/T 6113.203-2008无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-3部分：无线电骚扰和抗扰度测量方法辐射骚扰测量［S］.

［4］EN 55011-2009+A1：2010 Industrial，scientific and medical equipment-Radio-frequency disturbance characteristics-Limits and methods of measurement［S］.

［5］FCC47CFRPart18Industrial，scientificandmedical equipment［S］.

［6］GB 4706.1-2005家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求［S］.

［7］GB 4706.29-2008家用和类似用途电器的安全第2部分便携式电磁灶的特殊要求［S］.

The Analysis and Status of the Radiation from Household Induction Hob

Wang Cheng1，Huang Hua2，Zhang Xian2*，Tuo Xiaoyu2，Huang Hao2，Liu Cheng2
（1.China Quality Certification Centre Shanghai Branch，Shanghai，201206；2.Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau）

Thedisturbancesvoltagesatmainsterminalandradiateddisturbancesof thehousehold induction hob samples which are commonly seen on the market were tested according to GB 4824 standard.The situation of their non-compliance with GB 4824，the frequency range and amplitude of over disturbance limit were analyzed.Suggestions are given to improve the quality of induction cooking hob.

Household Induction Hob；Disturbances Voltage at Mains Terminal；Radiated Disturbance

TM 937

E-mail：wangzheng@cqc.com.cn；*通讯作者E-mail：zhangxian@shciq.gov.cn

上海出入境检验检疫局科研项目（HK027-2014）

2015-04-24