家用电器及类似产品的辐射骚扰及不合格整改方案

陈卉　唐力华　黄友新

【摘要】 GB 4343.1-2018增加了家用电器及类似产品的辐射骚扰测试新要求，容易出现不合格。本文介绍了新标准下家用电器及类似产品的辐射骚扰测试要求，并从屏蔽、套磁环、增加共模扼流圈、陶瓷电容和环形压敏电阻等几个方面来介绍家电产品辐射不合格的整改方案，并以扫地机器人为例来具体介绍陶瓷电容和环形压敏电阻降低辐射骚扰的案例。

【关键词】 电磁兼容;家用电器;辐射骚扰;整改

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.020

Radiated Disturbancetests and Unqualified Rectification Approaches for Household Appliances and Similar Apparatus

Abstract： Radiation disturbancetest for household appliances and similar products is included in GB 4343.1-2018，which iseasy to fail. This article introduces the radiation disturbancetest of household appliances and similar products under the updated standard. Meanwhilethis articleintroduces the approaches to help pass the radiation disturbancetestsuch asshielding，the using of magnetic sleeves，the addition of common mode chokes，ceramic capacitors and ring varistors. In addition，this articletakes the test of the sweeping robot as an example tointroduce the case of reducing radiation disturbance by capacitor and ring varistor.

Key words： electromagnetic compatibility;household appliances;radiated disturbance;rectification

CHEN Hui;TANG Li-hua;HUANG You-xin

（Guangdong testing institute of product quality supervision，Guangzhou 510000，China）

GB 4343.1-2018相对GB 4343.1-2009变化较大，尤其体现在骚扰功率和辐射骚扰的测试上。根据新标准，家电产品增加了辐射测试要求，相对于骚扰功率只考量样品电源线及其余附加线等线缆上的辐射骚扰，辐射骚扰需考量产品整体对外发射的辐射骚扰，无疑难度增加不少，更容易出现不合格，这给家电产品的电磁发射提出了更严苛的要求，使家电产品的设计与生产面临新的挑战。

1 GB 4343.1-2018辐射测试要求的变化

根据GB 4343.1-2009，辐射骚扰的限值只适用于玩具，因此家电产品没有辐射测试要求。而GB 4343.1-2018相对GB 4343.1-2009辐射测试要求变化较大。首先，对于无法接入市电的电池供电器具，GB 4343.1-2009没有发射限值的要求，但GB 4343.1-2018明确指出电池供电器具适用于辐射骚扰限值，因此电池供电器具增加了辐射测试的要求。其次，对于电网供电器，GB 4343.1-2009只要求产品满足骚扰功率的限值即可，而GB 4343.1-2018在200MHz-300MHz范围内额外增加了裕量要求，如果产品未能满足骚扰功率裕量要求就需要进一步测试300MHz-1GHz的辐射电磁骚扰。若产品能满足裕量要求，并且时钟频率不高于30MHz，那么认为产品满足300MHz-1GHz频段内的发射要求，对于时钟频率高于30MHz的产品，仍需进行300MHz-1GHz的辐射骚扰测量。当然，也可以根据客户要求选择直接测试30MHz-1GHz辐射电磁骚扰而无需再测试骚扰功率。另外，由于感应炊具被纳入了GB 4343.1-2018的范围，因此感应炊具也需满足GB 4343.1-2018的辐射限值要求。由此可见，GB 4343.1-2018给家电产品的辐射测试带来新挑战，由于质量要求的提高和经验的欠缺，辐射测试不合格成为家电产品质量认证道路上的一大难点。

2 家用电器辐射不合格整改措施

抑制家用电器的辐射骚扰，比较有效的几种措施是在样品上增加屏蔽、磁环、共模扼流圈、陶瓷电容和环形压敏电阻。

2.1 屏蔽

辐射骚扰是骚扰在空间上的传播，屏蔽的原理如图1所示，骚扰在屏蔽体内会多次反射和吸收，这个过程使得电磁能量从屏蔽材料表面向内发生指数型衰减，即趋肤效应。有效的电磁屏蔽效果要求导体屏蔽层厚度接近其趋肤深度，而电导率越高的材料趋肤深度越小，因此对于高频电磁场一般需采用高电导率的材料制作屏蔽罩来实现有效的屏蔽。屏蔽是抑制辐射骚扰最直接有效的方法，但缺點是成本较高，因此该整改措施使用率不高。

2.2 磁环

磁环作为一种简单实用的抗干扰抑制器件广泛应用在电磁兼容领域，其作用相当于低频滤波器，对低频段有用信号的传输几乎没有影响，而对高频噪声可以起到很好的抑制作用。一般磁环的磁导率越高，抑制频率越低，体积越大，抑制效果越好[2]，体积一定时，形状细长的比形状短粗的抑制效果好。根据骚扰的电磁特性，选择合适材料与尺寸的磁环并以合适的方式缠绕在线缆上，是用来解决电磁骚扰较常用的整改措施。

2.3 共模扼流圈

由家用电器产生的辐射骚扰一般属于高频共模骚扰，在产生共模干扰的信号线上加上共模扼流圈对骚扰的抑制可以起到很好的效果。由于共模扼流圈上的两个线圈绕制方向相反，当差模信号通过时，磁通方向相反因而相互抵消，而共模信号通过时磁环中磁通方向相同相互叠加而呈现高阻抗特性，从而在差模信号不受影响的前提下对共模信号产生很强的抑制效果，从而降低家电产品产生的高频骚扰。

2.4 电容

电容是基本的滤波元件，作为旁路器件运用在低通滤波器中，其阻抗随频率升高而降低，能将高频噪声旁路掉，从而达到通低频阻高频的作用。电磁兼容使用的电容要求谐振频率尽量高[1]，提高谐振频率的方法有两个，一是尽量缩短引线的长度，二是选用电感较小的种类，从这个角度考虑，陶瓷电容是较好的选择[1]。

2.5 环形压敏电阻

环形压敏电阻是一种半导体电阻器，其电阻值随电压增大而降低。对于含有电机的家用电器，用感性负载来模拟电刷和换向器的换向过程，将环形压敏电阻器套装在电枢转轴上，其原理如图2所示。电机因换向过程产生急剧增大的电压从而引起电火花，而环形压敏电阻因电压升高电阻降低导通线路将线圈积累的势能转化为自身的热能，避免了电火花的产生从而消除了高频噪声。因此成为家电产品常用的整改方法。

3 家用电器辐射不合格整改案例

以扫地机器人为例，扫地机器人在扫地模式下属于电池供电器具，按照GB 4343.1-2018的要求必须测试辐射电磁骚扰。扫地机器人内部组装有多个的微直流电机，由于电机运行时电刷与换向片之间极易产生电火花引起高频电噪声使得辐射项目测试不合格。此时可以尝试用瓷片电容与直流电机并联，为高频骚扰提供一个阻抗较低的通路从而将噪声旁路掉。进一步的降低辐射骚扰还可以用装有环形压敏电阻的电机来替代普通电机一般会取的很好的辐射抑制效果。

以下是某品牌扫地机器人在结合采用瓷片电容和环形压敏电阻来整改辐射不合格的案例。在100～200 MHz频段内对最高点进行终测读点，此范围内标准规定的限值为40 dBμV/m。以水平方向的测试结果为例，整改前样品在159.924 MHz频点上的QP值高达48.89 dBμV/m，超过标准规定限值8.89 dBμV/m。加上瓷片电容后，161.3 MHz频点上的QP值为45.65 dBμV/m，相对整改前降低了3 dBμV/m以上，但仍超过标准规定限值5.65 dBμV/m。此时进一步将电机换成组装有环形压敏电阻的电机后，辐射骚扰降到了限值以下，在162.012 MHz频点上的QP值降到35.82 dBμV/m，相对之前降低了将近10 dBμV/m，取得显著效果。由此可见环形压敏电阻和瓷片电容都能降低辐射骚扰得到了有效的抑制。

4 总结

新标准对家用电器及类似产品的辐射骚扰提出了新要求，更易发生不合格，增加屏蔽罩、磁环、共模扼流圈、陶瓷电容和环形压敏电阻是家电辐射不合格整改的几个有效举措。

图3 （a）整改前样品水平方向辐射骚扰测试扫描数据;（b）加瓷片电容后样品水平方向辐射骚扰测试扫描数据;（c）加瓷片电容基础上更换装有环形压敏电阻的电机后样品水平方向辐射骚扰测试扫描数据;（d）各扫描曲线最高点终测读点数据

【参考文献】

[1]    张岚，宋贺，赵桂瑾.直流电机的电磁干扰问题及其抑制[J].科技资讯，2010（6）：131+133.

[2]    家用電器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求 第1部分：发射：GB 4343.1-2018[S].

【作者简介】

陈卉（1993-），女，硕士，研究方向为电磁兼容检测与标准研究。