請回想一下，在日常生活中是否有遇過以下二種情況：
(1) 使用手機撥電話，發送出去時，正在播放音樂的音響發出噗噗的聲音，如圖一所示
(2) 觀看電視時，附近有人使用吹風機，電視畫面出現雪花點
為什麼會有這種情況發生呢？其實這都是電磁波造成的影響！！而且隨著科技的快速發展，家用電器的種類不斷地增加，電器中電子控制功能愈來愈複雜、在同一個空間中時常會有多個家電在同時使用，其所產生的電磁干擾和被干擾的情況只會愈來愈嚴重。事實上，嚴重的電磁干擾會導致電子系統失效、工作異常、自控設備誤動作、電器損壞……等，甚至危及人身安全，因此家電產品的電磁相容性受到的關注度越來越高，為確保這類產品能夠安全、正常的使用，各國對家電產品實施了EMC 監管，要求這些產品符合適用的 EMC 測試標準，才可在該國銷售；因此本篇除了介紹電磁相容性(EMC)外，也將針對家電產品需符合的EMS測試標準做一簡介。
▋ EMC 介紹
什麼是電磁相容(Electro-Magnetic Compatibility, EMC) 呢？其定義為「設備或系統在其電磁環境中運作滿意，且不對該環境中的任何東西引入不可忍受的電磁擾動的能力」[2]。故其可分成二部份，第一部份是EMI，指設備在正常運行過程中産生的電磁干擾對所在環境不能超過一定的限值，意即攻擊別人的矛不能太尖；第二部份是EMS，指設備對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，意即阻擋別人的盾要夠厚。
為確保家電產品本身具有足夠的電磁相容性，各國政府也訂定了相關的檢測標準，像是國際通用的標準 CISPR 14-1、IEC 61000；歐洲則以 EN 55014、EN 61000 為主；中國大陸是 GB 4343；日本是 J 55014…等等；以我國來說，EMI 測試的標準為 CNS 13783-1（102 年版），對應的國際標準為 CISPR 14-1:2011 版；EMS 測試的標準為 CNS 14676，對應的國際標準為IEC 61000-4，其所對應的測試項目整理如圖二所示，但因全部測試內容過於龐雜，故本篇將針對家電產品 EMS 的測試項目做一完整介紹。
圖一、電磁波干擾[1] |
圖二、家電產品電磁相容性(EMC) 測試 |
▋ EMS 測試簡介
EMS 指的是電器對環境中的電磁干擾需具有一定的抗干擾性，故可發現EMS 測試都是對電器施加不同種類或不同程度的電磁干擾，以確定其抗干擾性可達到一定的水準。以下是我國家電產品執行EMS 測試的項目及內容：
- 靜電放電(ESD) 測試：此項測試的目的是評估IC 產品在操作時，是否因人體或其接觸物產生的靜電傳入IC 內部，導致電路的損壞。故電器依CNS 14676-2 (IEC 61000-4-2) 進行靜電放電試驗，適用試驗位準4。對每一個預先選定的點進行10 次正極的放電和10 次負極的放電試驗[3]。圖三是樣品測試照片。測試結果須依產品的功能喪失或劣化來分類，分類如下：
- 在製造商、測試要求者或採購者所定的規格要求內性能正常
- 功能暫時喪失或劣化在干擾停止後也停止，而且不需要操作者處理即可自行恢復正常功能
- 功能暫時喪失或性能劣化，需要操作人員處理或系統重新設定方能恢復
- 功能的喪失或性能劣化，是因硬體或軟體的損壞或是因資料流失，以致無法恢復[2]
- 射頻雜訊耐受性(RS) 測試：此項測試的目的是評估產品承受射頻幅射電磁波干擾的能力。故電器依CNS 14676-3 (IEC 61000-4-3) 進行輻射場試驗，適用試驗位準3。試驗頻率範圍應在80MHz~1000 MHz 與1.4GHz~2.0GHz[3]，測試結果評估方式與靜電放電測試相同。圖四是樣品測試照片。
圖三、靜電放電(ESD) 測試圖
圖四、射頻雜訊耐受性(RS) 測試圖
- 快速暫態脈衝(EFT) 測試：此項測試的目的是評估產品在含有脈衝雜訊的電源下使用（例如繼電器突然跳開產生的暫態脈衝訊號）時，產品是否因脈衝訊號受到影響。故電器依CNS14676-4 (IEC 61000-4-4) 進行快速暫態脈衝(fast transient bursts) 試驗。重複頻率5kHz之試驗位準3 適用於信號與控制線。重複頻率5kHz 之試驗位準4 適用於電源線。脈衝應用於正極、負極各2min[3]，測試結果評估方式與靜電放電測試相同。圖五是樣品測試照片。
- (4) 雷擊(Surges) 測試：此項測試的目的是評估產品在遭遇突然高壓脈衝攻擊之影響。故電器的電源供應接頭依據CNS 14676-5 (IEC 61000-4-5) 進行電壓湧浪(voltage surges) 試驗，在選定點上進行5 個正脈衝，5 個負脈衝試驗。2KV 開路試驗電壓適用於線對線的耦合方式，使用電源阻抗2Ω 的產生器。4KV 開路試驗電壓適用於線對地的耦合方式，使用電源阻抗12Ω 的產生器[3]，測試結果評估方式與靜電放電測試相同。圖六是樣品測試照片。
圖五、快速暫態脈衝(EFT) 測試圖[1]
圖六、雷擊(SURGE) 測試圖
- (5) 傳導雜訊耐受性(CS) 測試：此項測試的目的是評估產品被其他電器所產生的雜訊，經傳導方式影響產品的程度。電器依CNS 14676-6 (IEC 61000-4-6) 通電流，3 級試驗適用。試驗中涵蓋0.15MHz~80MHz所有頻率[3]，測試結果評估方式與靜電放電測試相同。圖七是樣品測試照片。
- (6) 電壓瞬降(Voltage Dip) 測試：此項測試的目的是評估產品在受到供電設備產生電壓瞬降、瞬斷的影響。對於額定電流不超過16A 的電器，依IEC 61000-4-11 進行第3 級電壓下降與中EFT 測試雷擊測試2425Industrial Trend技術趨勢圖七、傳導雜訊耐受性測試圖圖八、電壓瞬降測試圖斷的試驗。IEC 61000-4-11 表一和表二規定的值，在供應電壓過零點施加；對於額定電流超過16A 的電器，依據IEC 61000-4-34 進行第3 級電壓下降與短時中斷的試驗。IEC 61000-4-34 表一和表二的規定的值，使用在供應電壓過零點[3]，測試結果評估方式與靜電放電測試相同。圖八是樣品測試照片。
圖七、傳導雜訊耐受性測試圖
圖八、電壓瞬降測試圖
- (7) 諧波耐受性( Hamonic Immunity) 測試：此項測試的目的是評估產品承受諧波電流的影響。電器應符合 IEC 61000-4-13 要求的電源信號試驗[3]。
- (8) 電壓閃爍耐受性測試：此項測試的目的是評估產品對公共電網產生的電壓波動造成的影響。電器在額定電壓下正常運作60 秒後，電源供應電壓降低到電器停止使可程式零組件停止運作而無法回應使用者的輸入或部件控制訊號，不論哪個先發生。記錄此時的電壓值。電器在額定電壓下正常工作。然後電壓下降到低於記錄電壓值的10%。在此電壓下工作60 秒，接著增加到額定電壓。電源供應電壓下降和上升的速率約為10V/s[3]。
▋ 結論
在這個講求快捷、便利的時代，因家電產品的技術性、方便性及便利性一直在提升，且功能愈來愈強大，使的每戶家庭中使用家電產品的比重愈來愈高，其互相造成的電磁干擾問題也是不容忽視，故在我國的家電產品都必須先通過相關的法規測試才能上架販售，目的就是希望消費者能買的安心，用的放心，讓消費者、產品設計者、政府達成三贏的局面。
▋ 參考文獻
- [1] http://www.newbtl.com/fm/industryshow.php?id=176
- [2] 中華民國國家標準，電磁相容- 測試與量測技術- 第2 部：靜電放電抗擾力測試，CNS14676-2:108 年版
- [3] 中華民國國家標準，家用和類似用電器- 安全性- 第1 部：通則，CNS 60335-1:103 年版