豆浆机的电磁兼容性研究

窦 慧（山东省产品质量检验研究院，济南 250100）

豆浆机的电磁兼容性研究

窦 慧
（山东省产品质量检验研究院，济南 250100）

针对目前市场主流品牌的豆浆机进行全项电磁兼容试验，结合各国认证情况，主要分析了端子骚扰电压、骚扰功率测试不合格的成因，对比了不同豆浆机内部电子线路的差异，对于豆浆机的电磁兼容给出了建议和整改措施。本文可为电磁兼容测试领域人员以及产品设计人员快速而有针对性的测试和设计提供参考。

电磁兼容；豆浆机；发射；抗扰度；标准

引言

深受中国家庭喜爱的豆浆一直是理想的健康饮品，具有极高的营养价值，从卫生和健康角度出发，很多家庭多选择自制豆浆。随着国家对电磁兼容越来越重视，作为长期使用的厨用小家电豆浆机来说，电磁兼容的考核也是越来越受到大家的关注。从标准、认证、试验、整改几个方面对豆浆机的电磁兼容进行详细说明，有助于生产厂商和设计人员对豆浆机电磁兼容的研究，同时对电磁兼容测试的学习者及从业人员进行家用电器的电磁兼容试验也非常有帮助。

1 豆浆机的电磁兼容标准

目前我国CCC认证中对豆浆机只要求进行安全方面的试验，检测依据为GB 4706.1、GB 4706.19和GB 4706.30， CCC认证对于电磁兼容方面没有要求。豆浆机出口国家一般为日、韩、东南亚等亚洲区域，欧美等地出口量较少，东南亚国家不需要进行电磁兼容试验，其他出口国家均需要进行电磁兼容测试。在国内豆浆机适用的电磁兼容标准有：GB 4343.1-2009、GB 4343.2-2009、GB 17625.1-2012、GB 17625.2-2007共4个标准，4个国内标准和分别对应的等同采用国际标准的对比见下表1。

在上表的标准中，等同采用的国内标准和国际标准之间均无差异，在国标与现行国际最新标准之间，CISPR 14-1：2005和CISPR 14-1：2011[3]的差异为新版本针对感应炊具增加了端子骚扰电压试验和电磁辐射发射试验的低频频段要求，对豆浆机不适用，其他国际标准的新旧版本之间并无差别。

表1 豆浆机的电磁兼容标准

2 豆浆机的电磁兼容性项目

由于我国CCC认证对于电磁兼容试验并没有要求，全国及各省市范围内对于厨房小家电包括豆浆机、电饭煲等器具的监督抽查、风险监测等任务极少数会包含电磁兼容试验，而选取的试验项目也一般只包括端子骚扰电压和骚扰功率2项试验。本着对豆浆机的电磁兼容尽量全面地进行评价，我们对豆浆机适用的包括GB 4343.1-2009、GB 4343.2-2009、GB 17625.1-2012和GB 17625.2-2007共4个标准的11项试验，其中有项目差异的标准GB 4343.1-2009按照等同采用标准的最新版本进行测试。

3 测量结果

从市场几大主流品牌进行采样，选取样品的价格为500～1 500元之间，容量为1.1～1.3 L，共采样5台豆浆机，分别编号1～5号豆浆机。

3.1 发射试验

在豆浆机的内胆内注入标注的最大容量80 %的自来水进行测试，选取最大功率的工作模式下进行测试。

1）0.15～30 MHz电源端子骚扰电压

豆浆机内部电子线路、开关电源、带碳刷的电机等工作时会产生频谱较宽且连续分布的电磁骚扰，该项目是家电类产品CCC认证规定的项目，同时也是在家电产品各种抽查中出问题最多的电磁兼容项目。

电源端子骚扰电压测量范围为0.15～30 MHz，具体限值见表2，测试曲线见图1和图2。

图1和图2的曲线可以看出，5台豆浆机中只有5号豆浆机符合标准要求；1号豆浆机次之，只有少数的频点（0.570 MHz附近）的AV值超标5.35 dB，其他频点均符合标准要求；另外三台豆浆机结果都是超标严重。

2）骚扰功率

骚扰功率是家电、电动工具以及AV类产品在认证以及抽查时常见的电磁兼容性测试之一，是较为常见的替代辐射发射测量的一种手段，具体限值见表3，测试曲线见图3和图4。

5台豆浆机中只有3号豆浆机骚扰功率不合格，QP最大值超限5.99 dB，AV最大值超限1.36 dB。其他4台豆浆机QP测量值和AV测量值均低于相应限值，满足标准要求，骚扰功率合格。

表2 0.15～30 MHz端子骚扰电压限值

图1 5台豆浆机电源端子骚扰电压QP曲线（L线）

图2 5台豆浆机在电源端子骚扰电压AV曲线（L线）

3）30 MHz～1 GHz电磁辐射骚扰

电磁辐射骚扰测量范围为30～1 000 MHz，具体限值见表4。

在3米法电波暗室中测量，经过试验，只有3号豆浆机不合格，QP最大值超标4.7 dB，QP测量曲线见图5，其他4个豆浆机QP最大值均低于限值要求，产品合格。

4）谐波电流和电压变化、电压波动和闪烁

5台豆浆机谐波电流试验及电压变化、电压波动和闪烁试验均合格，差异性不大，具体结果不再赘述。

表3 骚扰功率限值

3.2 抗扰度试验

在豆浆机的内胆内注入标注的最大容量80 %的自来水进行测试，选取最大功率的工作模式下进行测试。在6个抗扰度试验中，5台豆浆机正常工作，无异常现象出现，均符合标准GB 4343.2-2009要求，差异性不大，具体结果不再赘述。

图3 豆浆机骚扰功率QP曲线

图4 豆浆机骚扰功率AV曲线

表4 CISPR 14-1各版本电磁辐射骚扰限值比较

图5 3号豆浆机电磁辐射骚扰QP曲线

4 差异分析

4.1 滤波电路

1号豆浆机是在所有试验中唯一一台全部合格的豆浆机，带有外置式专门的电磁兼容滤波器，现将1号豆浆机的滤波器电路图说明如图6。

其中1为差模抑制模块，2为共模抑制模块，3和6为差模电容，7和8为共模电容，5为共模扼流圈，4为泄放电阻。1主要用于滤除由电源线产生的差模干扰信号，2主要用于滤除由电源线产生的共模干扰信号。普通滤波器一般包括3、5、6、7和8，在此基础上厂家可根据实际情况添加其他元件进行滤波效果的改善。

共模抑制模块主要包括共模电感加合适的电容（Y电容），共模电感主要指的共模扼流圈，共模电感相当于一个低通滤波元件，通过衰减共模电流，达到滤波的目的，从而以抑制电路中产生的电磁波向外辐射。差模抑制模块包括至少一个电容（X电容）和差模线圈。共模电容是线对地短路，利用电容的高频低阻抗，使得高频信号短路，而低频时电路不受任何影响[6]。

图6 滤波器电路图

对于豆浆机这种厨房小家电，目前市面上的成品都是低成本的居多，内部结构简单，主要部件为电机、温度传感器、温控器和控制电路，普通滤波器的作用已经完全可以达到滤波的作用，对于少数智能化豆浆机，为了口感和使用便捷性考虑，会增加新的功能，比如带WIFI功能，通过电机转速、刀片等的不同选择对食材研磨的更仔细等等，控制电路会越来越复杂，制造成本增加，人们对传导及辐射骚扰问题的关注度会提高，滤波器的设计也将会相应变得更复杂。

4.2 豆浆机内部电路

在不合格的4台豆浆机中，5号豆浆机只有在端子骚扰电压项目中平均值超限值5.35 dB，其他电磁兼容项目上表现优异，3号豆浆机有3项发射类试验不合格，是不合格项目最多的样品，现对该两台样品进行内部电路的分析。

比较两个豆浆机的内部电路，从布局和电路设计方面主要区别包括：

1）5号豆浆机是机械式按键操作，电路板面积较大，电路设计较为宽松而有序，各种引线放置在电路板最外侧，减小串扰；3号豆浆机是触摸屏操作，电路相对较复杂，电路板较为紧凑，元器件布局相对密集，显示/控制排线放置在电路板中间。

2）5号豆浆机电路板上有单独较粗的黄色地线与电源、电机、机壳之间互相相连，地线与L/N线之间加装Y电容，且加装了扼流圈，几种方式均能有效减小共模干扰信号。3号豆浆机只有电源、电机、机壳的地用较粗的线相连，电路板上的感温元件用非常细的导线与电机的地相连，且没有加装专门的电磁兼容滤波元器件。

5 整改措施及建议

1）在两根电源引线上加装线路滤波器。

2）对于100 MHz以上的骚扰，在线路滤波器与电机碳刷间的引线上缠绕Ni-Zn铁氧体磁环或串入多孔磁珠，引线（L/N）在磁环上环绕；对于100 MHz以下的骚扰，缩短电容器件引脚长度。全频段骚扰电容可考虑使用nF级三端电容或具有较高SRF值的陶瓷电容或云母电容[7，8]。

3）优化电路板设计，减小电源引线长度以及与电路板接触面积，走线尽量粗，做好机壳、电源、电路板之间大地的连接工作[9]。

6 总结

通过以上试验结果部分的数据整理和原因分析，可以看出目前市面上几大主流品牌的豆浆机出问题最多的是电源端子骚扰电压项目，这是厂家省略了滤波电路所导致。而出现这种情况也有它存在的背景，比如在豆浆机的CCC强制认证方面缺乏电磁兼容项目的监管，豆浆机市场容量越来越饱和，豆浆机用户心理预期价格及制造成本的限制等等。国内各大豆浆机厂家已经意识到电磁兼容是一个越来越受到关注的问题，而且电磁兼容性的承诺也是一个市场卖点，所以建议生产厂家在豆浆机的滤波电路上加大整改力度。

[1] GB 4343.1-2009,电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求第一部分: 发射[S].

[2] CISPR 14-1：2009,电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第一部分: 发射[S].

[3] CISPR 14-1：2011,电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第一部分: 发射[S].

[4] 郭远东.骚扰功率的测试、不合格原因分析与对策[C].全国可靠性物理学术讨论会, 2001(04): 172-176.

[5] 李旭辉，徐成岳.豆浆机骚扰电压和骚扰功率抑制问题的探讨[J].家电科技, 2010(09):67-68.

[6] 黄慧珍,徐成岳.电吹风骚扰电压和骚扰功率的抑制措施[J].安全与电磁兼容, 2007(02).

[7] 林淼,黄永福,何光平.带有刷直流电机的家电产品骚扰功率应对策略[J] .机电工程, 2016(01): 73-76.

[8]梁淑芬.典型家用电器电磁兼容共性技术问题研究[D].天津:河北工业大学, 2002.

[9] 刘晓东,橐晓宇,陆敏华.家用电器和电动工具骚扰分析及电路改善[J].安全与电磁兼容,2004(06):10-12.

窦慧（1984.11），女，工程师，硕士研究生，从事电磁兼容检测工作。

Research on Electromagnetic Compatibility of Soybean Milk Machine

DOU Hui
(Shandong Institute for Product Quality Inspection, Jinan 250100)

Based on soymilk brands in the current market of the whole items of electromagnetic compatibility test, and combined with national certification, this paper mainly analyzes the causes of terminal harassment voltage and disturbance power failure, compares the differences between the internal electronic circuit of different soybean milk machines, and puts forward the recommendations and corrective measures to soymilk electromagnetic compatibility. This paper can provide a reference for the rapid and targeted testing and design of electromagnetic compatibility testing personnel and product designers.

EMC; soybean milk machine; emission; immunity; standard

TH17

B

1004-7204（2017）01-0031-05