医用电气设备电磁兼容发射试验的探讨

刘海燕 曹相军 高之鹏 张娇娇 李若瑄 河南省医疗器械检验所 医用电气一室 （河南 郑州 450000）

内容提要： 医用电气设备电磁兼容测试主要依据YY0505-2012要求中的试验环境、试验方法进行。文章主要阐述了医用电磁兼容中发射实验的相应标准，并对发射实验测试超标的原因及整改措施进行了简单的探讨，对提高医用电气设备的电磁兼容水平起到了一定的启示。

随着通信业的高速发展及技术的日益革新，医用电气设备的种类越来越多。电气设备在正常运行的同时会发射有用或无用的电磁能量，这些能量可能会影响其他设备的正常工作。为了确保设备的正常工作又不干扰其他设备的运行，需要对医用电气设备进行电磁兼容试验。国内针对医用电气设备的电磁兼容项目是近几年才强制实施的，故优化医用电气设备的电磁兼容性能还有很长的一段路。本文主要依据YY0505-2012的标准对医用电气设备电磁兼容的标准进行了简要的阐述，并结合实际经验及资料借鉴总结了发射试验的一般整改方法。

1.电磁兼容发射试验概况

电磁兼容性是指设备（系统、分系统）在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级，它也不会使同一电磁环境中其他设备（系统、分系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级[1]。

电磁兼容试验的种类比较多，针对不同的电磁环境和电气设备（或系统）所采用的试验方法及对应的标准也不一样。当前针对医用电气设备要求的电磁兼容项目要求的发射试验的方法有：传导发射试验、辐射发射试验。对电气设备进行电磁兼容发射试验的目的是确认医用电气设备及其部件，包括来自所有组件、电缆及连接线上的辐射发射，确保在运行中不对周围的环境产生影响或者不影响其他设备的正常工作[2]。而对其进行传导发射试验的目的是确保医用电气设备的电缆、控制线或者信号线传输的电磁发射通过导线影响其他设备。

在YY0505-2012标准中对辐射发射限值的要求是：采用准峰值检波器测量时，受试设备应满足准峰值限值。如1组A类设备的测量距离为3m、额定输入功率≤20kVA，在频段30～230MHz内准峰值应≤50dB（μV/m），在频段230～1000MHz内准峰值应≤57dB（μV/m）；额定输入功率＞20kVA，在频段30～1000MHz内准峰值应≤60dB（μV/m）[3]。

在YY0505-2012标准中对端子骚扰电压限值（传导发射）的要求是：受试设备应同时满足平均值检波器测量时所规定的平均值限值和用准峰值检波器测量时所规定的准峰值限值，或者用准峰值检波器测量时满足平均值限值。如1组A类设备的电源端子骚扰电压限值在额定输入功率≤20kVA时，在频段0.15～0.5MHz内准峰值应≤79dB（μV/m），平均值＜66dB（μV/m）；在频段0.5～30MHz内准峰值应≤73dB（μV/m），平均值＜60dB（μV/m）[3]。

2.电磁兼容发射试验项目

2.1 辐射发射测试实质

辐射发射主要通过空间传播，并对其他设备电路产生无用电压/电流、造成危害的干扰，辐射现象的产生必然存在着天线与源，其测试实质就是测试产品中两种等效天线所产生的辐射信号[4]。

2.2 传导发射测试实质

传导干扰的根源是电压/电流产生不必要的变化，这种变化通过电源线、信号线直接传递给其他设备，造成危害，称为“传导干扰”。其测试的实质是测试50Ω阻抗两端的电压[4]。大量的实践证明，大部分的电源端口传导骚扰的问题产生于共模电流，分析其路径和大小对其有着重要的意义。

3.电磁兼容发射试验超标的原因及解决措施

3.1 辐射发射超标整改措施

辐射现象的产生与天线和发射源有极大的关系，根据单极天线和偶极子辐射模型的辐射原理，既然形成天线和偶极子天线辐射的原因是天线上的共模电流，那么解决共模电流的问题，将大大的改善辐射发射的测试结果[4]。

对于屏蔽系统设备来说，辐射发射问题一般与电源线、信号电缆、结构屏蔽泄漏三个方面有关。可以遵循以下原则进行整改：①电源电缆导致超标定位的原则：添加铁氧体磁环仍不合格，则需检查滤波器安装及滤波电路走线；若仍无效果，则换掉滤波器或调换参数，不合格的频率在100MHz则定制宽带滤波器，频率为30～100MHz，则选中高频性能好的滤波器。②信号电缆导致超标定位原则：先固定某根信号电缆，若辐射增强，则套上铁氧体磁环，再进行测试发现无明显改善，则改善屏蔽电缆或者添加滤波器；若套上磁环后有所改善但仍不合格，则100MHz以上的频率增加一个磁环，100MHz以下则绕1～3匝，仍不合格则需要使用滤波或者屏蔽电缆。③屏蔽体泄漏导致超标定位的原则：若有缝隙，则密封缝隙或者检查衬垫的安装质量等；若含有孔洞，则检查辐射源是否在孔洞附近，重新设计结构，使两者远离，缩小孔洞尺寸截止波导[4-6]。

3.2 传导发射超标的原因及整改措施

传导干扰主要有两部分组成，分别为差模干扰和共模干扰，差模干扰是指在L、N电源线上流动着的干扰电流；共模干扰是指在电路板和保护地之间流动着的干扰电流。

差模干扰整改方法：①减小发射源；②减小电路回路面积；③增大对应的电容，适当增加共模电感的漏感[6-8]；④滤波器件要放在电源线的入口处，X 2电容要放在L、N线的干路上，并且连接处的阻抗尽可能低。

共模干扰整改方法：①减少发射源；②减小电路板与电机外壳的寄生电容；③使Y2电容到地之间的走线有更低的阻抗，走线长宽比＜5；④使用合适的共模电感；⑤在地线上增加一个电感，典型值为0.5mH[5,6]。

4.小结

医用电气设备关于电磁兼容的实验项目还有其他如静电放电、工频磁场、传导抗扰、辐射抗扰等，本文仅就辐射发射和传导发射项目及超标原因整改措施作了简要的探讨，若要通过整个电磁兼容的试验，还需要多方面考虑其他的因素。然而提高效率节约时间的最好办法则是在设计产品之初，结合EMC的标准综合考虑产品的接地、滤波、屏蔽等技术，从而最大程度的提高产品的技术水平。