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GB/T 38659.3-2022

基本信息

标准号: GB/T 38659.3-2022

中文名称:电磁兼容 风险评估 第3部分:设备风险分析方法

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Electromagnetic compatibility—Risk assessment—Part 3:Risk analysis method for device

标准状态:现行

发布日期:2022-10-12

实施日期:2023-05-01

出版语种:简体中文

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相关标签: 电磁兼容 风险 评估 设备 分析方法

标准分类号

标准ICS号:电信、音频和视频技术>>33.100电磁兼容性(EMC)

中标分类号:电子元器件与信息技术>>电子元器件与信息技术综合>>L06电磁兼容

关联标准

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:36页

标准价格:54.0

相关单位信息

起草人:郑军奇、于超、乔峰、张逸飞、李杨、张伟、曹林、陈灏、袁书传、宋江伟、叶琼瑜、谢延萍、程江河、胡蓓、张峰衔、邢琳、朱怡宁、郑凯宇、郭金龙、孙春阳

起草单位:上海电器科学研究院、上海机器人产业技术研究院有限公司、四川省药品检验研究院(四川省医疗器械检测中心)、施耐德电气(中国)有限公司上海分公司、南京熊猫电子股份有限公司、河南省医疗器械检验所、西华大学、南通上研机器人技术有限公司等

归口单位:全国无线电干扰标准化技术委员会(SAC/TC 79)

提出单位:全国无线电干扰标准化技术委员会(SAC/TC 79)

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本标准给出了电子电气设备在进行电磁兼容(EMC)风险评估时为了获取风险要素的风险评估值,而需对风险要素进行风险分析的程序和方法,包括分析依据、分析工具要求、分析程序等。 本标准适用于电子电气设备的电磁兼容风险评估过程中的风险分析。 本标准结合设备的风险要素,对电磁兼容风险评估中的风险分析方法提供指导。


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标准内容

ICS 33.100
CCS L 06
中华人民共和国国家标准
GB/T38659.3—2022
电磁兼容
风险评估
第3部分:设备风险分析方法
Electromagnetic compatibility-Risk assessment-Part 3:Risk analysis method for device2022-10-12发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-05-01实施
GB/T38659.3—2022
规范性引用文件
术语、定义和缩略语·
设备EMC风险分析对象
设备风险评估单元划分
EMC风险要素
机械架构EMC风险分析
分析项目
连接器位置(CP)分析
电缆屏蔽(CS)分析
端口EMC装置(I/O-ED)分析
电路板接地(PG)分析
电路板间地互连(GCBP)分析
板间互连信号处理(ISP)分析
金属部件搭接(MPB)分析·
电路板接地环路(PGL)分析
设备接地(EG)分析
PCB的EMC风险分析
PCB风险分析项目
PCB风险分析依据
PCB风险分析工具
7.4PCB风险分析程序
7.5特殊信号处理(SSP)分析
8数字样机与送样设备的核对
风险分析结果的提交
参考文献
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T38659.3—2022
第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T38659《电磁兼容
风险评估》的第3部分。GB/T38659已经发布了以下部分:第1部分:电子电气设备;
一第2部分:电子电气系统;
一第3部分:设备风险分析方法;一第4部分:系统风险分析方法
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国无线电干扰标准化技术委员会(SAC/TC79)提出并归口。本文件起草单位:上海电器科学研究院、上海机器人产业技术研究院有限公司、四川省药品检验研究院(四川省医疗器械检测中心)、施耐德电气(中国)有限公司上海分公司、南京熊猫电子股份有限公司、河南省医疗器械检验所、西华大学、南通上研机器人技术有限公司、上海电器科学研究所(集团)有限公司、上海添唯认证技术有限公司、厦门市产品质量监督检验院、中国电力科学研究院有限公司、上海电器设备检测所有限公司、伯朗特机器人股份有限公司、广东力王高新科技股份有限公司。本文件主要起草人:郑军奇、于超、乔峰、张逸飞、李杨、张伟、曹林、陈灏、袁书传、宋江伟、叶琼瑜谢延萍、程江河、胡蓓、张峰衔、邢琳、朱怡宁、郑凯宇、郭金龙、孙春阳。GB/T38659.3—2022
电磁兼容(EMC)风险评估技术是建立在EMC设计方法的基础上,利用通用的风险评估手段,按风险评估的程序,划分风险等级、建立设备设计理想模型(设备包含电子电气系统和电子电气设备,电子电气系统是由多个电子电气设备组成,电子电气系统的风险评估是建立在电子电气设备评估已经完成的基础上进行)、确定风险要素,再根据设备实际设计的信息与理想模型中所有的风险要素进行比较,以识别设备EMC风险,最终通过较为成熟的风险评价的技术,通过特定的算法获得设备的EMC风险等级EMC风险等级用来表明设备应对各种EMC现象的表现,是设备EMC性能评定的新模式。GB/T38659旨在确立适用于电子电气设备及系统的EMC风险评估方法及分析方法,拟由四部分组成。一第1部分:电子电气设备。目的在于给定电子电气设备EMC风险评估时的分析原则及实施方法。
—-第2部分:电子电气系统。目的在于给定电子电气系统EMC风险评估时的分析原则及实施方法。
一第3部分:设备风险分析方法。目的在于给电子电气设备风险分析提供可具体实施的操作方法及程序。
一一第4部分:系统风险分析方法。目的在于给电子电气系统风险分析提供可具体实施的操作方法及程序。
电子电气系统的机械架构设计、互联线缆设计、应用环境等要素,对电子电气系统的电磁兼容风险评估提供指导。工程人员对EMC风险评估技术的深入了解,并正确使用本文件规定的EMC风险评估方法,将揭开电子电气系统EMC设计的黑盒,可以对系统的EMC性能进行评价,也可以与EMC测试结果结合对电子电气系统进行综合的EMC评价电子电气系统的设计者或使用者,通过正确的EMC风险评估,就可以清楚地发现现有系统在EMC方面存在的优点、缺陷与风险,并以此预测该系统EMC测试的通过率,也可以预测系统在其生命周期中各阶段的EMC表现。
1范围
电磁兼容风险评估
第3部分:设备风险分析方法
GB/T38659.3—2022
本文件给出了电子电气设备在进行电磁兼容(EMC)风险评估时为了获取风险要素的风险评估值,而需对风险要素进行风险分析的程序和方法,包括分析依据、分析工具要求、分析程序等。本文件适用于电子电气设备的电磁兼容风险评估过程中的风险分析。本文件结合设备的风险要素,对电磁兼容风险评估中的风险分析方法提供指导。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的弓引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T4365电工术语电磁兼容
GB/T23694风险管理术语
GB/T25000.51系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第51部分:就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则GB/T31723.406金属通信电缆试验方法第4-6部分:电磁兼容表面转移阻抗线注入法GB/T31723.411金属通信电缆试验方法第4-11部分:电磁兼容跳线、同轴电缆组件、接连接器电缆的耦合衰减或屏蔽衰减吸收钳法GB/T3503330MHz~1GHz电磁屏蔽材料导电性能和金属材料搭接阻抗测量方法GB/Z37150电磁兼容可靠性风险评估导则GB/T38659.1一2020电磁兼容风险评估第1部分:电子电气设备IEC62153-4-4金属通信电缆试验方法第4-4部分:电磁兼容(EMC)测量大于或等于3GHz屏蔽衰减的屏蔽筛衰减量试验方法[Metalliccommunicationcabletestmethods一Part4-4:Electromagnetic compatibility (EMC)-Test method for measuring of the screening attenuation as upto and above 3 GHz,triaxial methodJIEC62153-4-5金属通信电缆试验方法第4-5部分:电磁兼容(EMC)耦合或屏蔽衰减吸收夹紧法[Metallic communication cable test methodsPart 4-5:Electromagnetic compatibility(EMC)—Screening or coupling attenuation—Absorbing clamp methodi3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T4365、GB/T23694、GB/Z37150和GB/T38659.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
GB/T38659.3—2022
图electrical circuit schematicdiagram电路原理图
一种表达电路连接关系的图。
[来源:GB/T38659.1—2020,3.8]3.1.2
连接器位置
connectorposition;CP
电缆连接器在电路板中的相对位置。3.1.3
cable shielding;CS
电缆屏蔽
屏蔽电缆的屏蔽效能或屏蔽层的搭接3.1.4
端口EMC装置
置input/output EMC device;I/O-EDPCB外部的电源和信号输入端口所采用的滤波和防护措施,包含端口EMS装置(3.1.5)和端口EMI装置(3.1.6)。
端口EMS装置input/outputEMSdevice;I/O-ESDPCB外部的电源和信号输人端口因电磁干扰而需要的滤波和防护。3.1.6
端EMI装置input/outputEMIdevice;I/O-EIDPCB外部的电源和信号输人端口因电磁发射而需要的滤波3.1.7
电路板接地PCBgrounding;PG
PCB板的“0V”工作地与金属壳体之间的互连(存在互连时)。3.1.8
电路板间地互连
grounding connecting between PCB;GCBP不同PCB板之间的“OV”工作地的互连。注:通常通过结构件实现。
板间互连信号处理
interconnecting signal processing;ISF设备内部PCB互连信号的处理,包括板间互连信号EMS处理(3.1.10)和板间互连信号EMI处理(3.1.11)。
板间互连信号EMS处理interconnectingsignalprocessingforEMS;ISP-S设备内部PCB互连信号的滤波、防护。3.1.11
板间互连信号EMI处理interconnecting signalprocessingforEMI;ISP-I设备内部PCB互连信号的频率处理。3.1.12
metalplatebonding;MPB
金属部件搭接
壳体中各个金属部件之间的连接方式,注:连接时需考虑金属之间的接触阻抗及缝隙处理。3.1.13
各PCBgroundingloop;PGL
电路板接地环路
进人壳体后的电缆、连接器、电路板(可能有)、电路板的“0V”工作地与金属壳体之间的互连及设2
备金属壳体之间所组成的回路面积。3.1.14
壳体接地chassisgrounding;CG壳体与地之间的连接方式。
“脏”信号处理“dirty”signal processing;DSP易被外部干扰注人或产生电磁发射的信号或元器件的信号/电路的处理,GB/T38659.3—2022
注:“脏信号举例可包含与I/O电缆互连并处在滤波电路之前的信号线和元器件或被施加于设备壳体表面的ESD击穿放电的信号线等。
特殊信号处理special signalprocessing;SsP因EMC性能而需特殊处理的信号或元器件的信号或电路的处理,包括噪声信号处理(3.1.17)和敏感信号处理(3.1.18)。
注:特殊信号分为特殊噪声信号/电路和特殊敏感信号/电路。3.1.17
噪声信号处理noise signalprocessing;NSP易产生电磁发射骚扰的信号或元器件的信号/电路的处理。注:噪声信号包含时钟信号线、PWM信号线、晶振等。3.1.18
敏感信号处理sensitive signalprocessing;SeSP易被电磁干扰的信号或元器件的信号/电路的处理。注:敏感信号包含低电平的模拟信号线或元器件,3.1.19
“干净”信号处理“clean”signalprocessing;CSP既不易受到干扰也不会产生电磁发射噪声的信号或元器件的信号/电路的处理。3.1.20
隔离地处理isolatedgroundprocessing;IGP通过光耦、变压器等隔离器件隔离的工作地之间的处理,3.1.21
信号串扰防止signalcrosstalkprevention通过特定的处理方式避免脏信号与特殊信号的串扰发生。3.1.22
地平面完整性ground plane stabilisation;GPS通过铺铜等手段实现完整的0V平面以降低PCB的“0V”地阻抗,包括EMS地平面完整性(3.1.23)和EMI地平面完整性(3.1.24)。3.1.23
ground plane stabilisation for EMS;GPS-SEMS地平面完整性
通过铺铜等手段因电磁干扰而需实现完整的OV平面以降低地阻抗。3.1.24
EMI地平面完整性
groundplanestabilisationforEMI;GPS-I通过铺铜等手段因电磁发射而需实现完整的OV平面以降低地阻抗。3
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边缘处理layeredgeprocessing;LEP通过铺铜或屏蔽地线的手段减小布置在PCB边缘的印制线或电源层与参考地之间的容性耦合,包括EMS相关边缘处理(3.1.26)和EMI相关边缘处理(3.1.27)。3.1.26
EMS相关边缘处理
layeredgeprocessing-EMS;LEP-S因电磁干扰而需通过铺铜或屏蔽地线的手段减小布置在PCB边缘的印制线或电源层与参考地之间的容性耦合。
EMI相关边缘处理layeredgeprocessing-EMI;LEP-I因电磁发射而需通过铺铜或屏蔽地线的手段减小布置在PCB边缘的印制线或电源层与参考地之间的容性耦合。
评估端口
assessmentport
按EMC风险评估机理,风险评估时设备/系统与外部电磁环境的特定接口(见图1)10
标引序号说明:
光纤端口;
射频调制输出端口;
一广播接收调谐端口;Www.bzxZ.net
天线;
天线端口;
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件
交流/直流电源端口:
电力线通信端口(电源十通信);有线网络端口;
信号/控制端口;
10—外壳。
图1评估端口示意图
CAD:计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)EMI:电磁干扰(ElectromagneticInterference)EMS:电磁敏感度(ElectromagneticSusceptibility)PCB:印制电路板(PrintedCircuitBoard)PWM:脉冲宽度调制(PulseWidthModulation)4概述
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EMC风险分析是要增进对风险的理解。它为风险评价、决定风险是否需要应对以及最适当的应对策略和方法提供信息支持。
设备EMC风险分析是对设备中的每个EMC风险要素相对于理想模型的偏离度赋予风险评估值的过程。每个EMC风险要素对应一个风险分析项目,风险分析可借助于测试/测量设备、软件等工具进行。
设备EMC风险分析对象
设备风险评估单元划分
按照GB/T38659.1一2020的第8章进行风险评估单元的划分。通过单元的划分,确定风险评估的评估端口,应基于设备的每个评估端口对所有风险评估单元进行风险评估。5.2EMC风险要素
根据GB/T38659.1的规定,电子电气设备的风险要素和相关信息见表1。表1设备EMC风险要素等级描述
风险要素信息
A:电缆连接器在PCB中的相对位置B:屏蔽电缆屏蔽层的搭接
C:PCB外部的电源和信号输入
端口的滤波和防护
Ci:EMS相关
C2:EMI相关
D:PCB板的“OV\工作地与金属壳体之间的互连(存在互连时)E:不同PCB板之间的“OV\工作地的互连(通常通过结构件实现)Fi:设备内部PCB互连信号端口的F:设备内部PCB互连信号端口
的滤波、防护和信号频率
滤波和防护
F2:设备内部PCB互连信号频率
G:壳体中各个金属部件之间的搭接(考虑阻抗与缝隙处理)方式H:进人壳体后的电缆、连接器、PCB(若有)、PCB板的“OV”工作地与金属壳体之间的互连及设备金属壳体之间所组成的回路面积I:壳体接地线
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表1设备EMC风险要素等级描述(续)风险要素信息
J:“脏”信号/电路区域
K:特殊敏感信号/电路区
域及噪声信号/电路区域
JI:EMS相关性“脏”信号/电路区域的处理J2:EMI相关性“脏”信号/电路区域的处理K1:特殊敏感信号/电路区域的处理K2:噪声信号/电路区域的处理
L:“干净”信号/电路区域的处理M:隔离区域的处理
N:“脏\-干净区域的串扰防止O:“脏”-特殊信号/电路
区域的串扰防止
P:特殊-“干净”信号/电
路区域的串扰防止
O1:“脏”-敏感信号/电路区域的串扰防止O2:“脏”-噪声信号/电路区域的串扰防止P1:噪声-“干净\信号/电路区域的串扰防止P2:“干净\-敏感信号/电路区域的串扰防止Q:特殊敏感-特殊噪声信号/电路区域的串扰防止RI:EMS相关地平面的处理
R:地平面
R2:EMI相关地平面的处理
S:信号层和电源层的边
缘处理
注:“一”为不涉及,“”为涉及6
机械架构EMC风险分析
分析项目
Si:EMS相关性信号层和电源层的边缘处理S2:EMI相关性信号层和电源层的边缘处理风险
对每个评估端口所在的评估单元进行风险分析时,EMC风险分析项目应与表1中的EMC风险要素一致。
机械架构EMC风险分析项目包括表2所示的9个项目。表2也给出了EMC风险分析项目与GB/T38659.1中规定的EMC风险要素之间的对应关系。表2机械架构EMC风险分析项目列表编号
风险分析项目
连接器位置(CP)
电缆屏蔽(CS)
端口EMS装置
端口EMC装
置(I/O-ED)
(I/O-ESD)
端口EMI装置
(I/O-EID)
风险要素
电缆连接器在电路板中的相对位置屏蔽电缆屏蔽层的搭接
源和信号
输人端口
的滤波和
EMS相关PCB外部的电源和信号输人端口的滤波和防护
EMI相关PCB外部的电源和信号输人端口的滤波和防护
风险分析项目
电路板接地(PG)
电路板间地互连(GCBP)
板间互连
信号处理
机械架构EMC风险分析项目列表(续)风险要素
GB/T38659.3—2022
PCB板的“0V”工作地与金属壳体之间的互连(存在互连时)不同PCB板之间的“OV”工作地的互连(通常通过结构件实现)板间互连信号
EMS处理(ISP-S)
板间互连信号
EMI处理(ISP-I)
金属部件搭接(MPB)
电路板接地环路(PGL)
设备接地(EG)
连接器位置(CP)分析
分析原则
设备内部PCB互连信号端口的滤波和防护设备内部
PCB互连信
号的处理
设备内部PCB互连信号频率
壳体中各个金属部件之间的搭接(考虑阻抗与缝隙处理)方式进人壳体后的电缆、连接器、PCB(可能有)、PCB板的“0V”工作地与金属壳体之间的互连及设备金属壳体之间所组成的回路面积
壳体接地线
连接器位置风险分析是基于电缆连接器在PCB中的相对位置分布的基础上进行的,分析对象可以是设备数字样机,也可以是设备样机,数字样机或样机的信息应完整。用表3所述来确定该风险要素的风险评估值。表3
风险类型
满足度
全满足
部分满足
不满足
不涉及
分析工具
风险等级
电缆相对位置的风险评估值赋值原则风险要素风险评估值
电缆相对位置的分析宜采用以下工具:尺子,测量精度至少1mm;或
赋值依据
电缆连接器在PCB的同一侧
电缆连接器在PCB的同一侧,但距离较远电缆连接器在相邻侧,但距离较近电缆连接器在相邻侧,但距离较远电缆连接器在PCB的两侧
没有电缆
能判断PCB中连接器位置的智能装备(如CAD计算机辅助工具)6.2.3
3分析程序
通过目测检查和测量结合的方式确定该要素赋值依据的相关参数,按图2所示的设计方案分别判断。7
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