奚邦籽

（深圳市华鼎星科技有限公司，广东深圳 518000）

随着近现代科技和工业水平的快速发展，使制造业的现代化和智能化程度得到了大幅提升，电子化和电气化设备在各个领域得到了十分广泛的应用。其中家用电器是人们日常生活中应用十分普遍和频繁接触的电子化和电气化设备。家用电器在有效改善人们生活质量的同时，受电磁环境影响变得越来越复杂。因此，家用电器的电磁兼容问题逐渐显现出来，基于此，文章对家用电器的电磁兼容性相关问题进行阐述和探讨。

1 家用电器的电磁兼容特性

电磁兼容性，主要是指电子产品和电器能够在规定的电磁环境下稳定工作，并且在该环境下不会对其他产品带来不可承受的电磁干扰。如图1所示：电磁兼容特性有两个要求：①要求产品能承受电磁干扰；②产品实际运行时，对周围环境的电磁干扰应控制在规定的范围内。

图1 电磁兼容性

众所周知，家用电器工作在不同的电子产品和电器所造成的电磁干扰环境中。对于电磁场在家庭环境中的分布，其并不是真正纯净的。在日常生活中，很多家用电器在实际操作过程中都会产生电磁波，频率和波长不同，容易造成电磁污染和电磁干扰。家用电器主要有电视机、电冰箱、电热毯、空调、洗衣机等。这些电器在实际运行过程中进行重复动作，使感应电路的能量反复变换，让电磁场长时间处于混乱状态。这些都有可能影响电器的安全运行，降低其运行的稳定性和安全性，甚至危及人们的健康。

因此，在评估家电的使用安全时，不仅要考虑家电本身的电磁抗干扰能力，还要考虑家电本身对周围环境的干扰。电磁兼容是指电子设备在运行过程中不相互干扰的电气性能指标，即电子设备本身应保持正常的工作状态，不干扰周围设备的工作。然而，在工作过程中，电子设备之间总是存在着各种各样的干扰。

每一个电子产品都有一定程度的电磁干扰，所以实际上，人们周围充满了复杂的电磁干扰波。家用电器可以分为3个网络部分：内联网、外联网和家用电器网关。内联网的主要功能是通过家用电器的无线传感器实现家用电器的互联互通；外联网采用以太网实现对家用电器的远程控制；智能家电网关负责内联网和外联网相连，实现内外网之间的信息传输。家用电器利用蓝牙、WiFi、ZigBee、zwave 等无线技术，远程控制家用电器产品。家用电器在工作时，其通信模块不可避免地会产生电磁辐射和电磁干扰，由于家用电器产品良莠不齐，电磁兼容的安全性值得重视。

2 我国家用电器电磁兼容性的现状

我国电磁兼容性测试以及标准化工作最早出现在20世纪60年代，曾经出台一些与家用电器产品要求相符的电磁兼容性国家标准，先后成立“全国无线电干扰标准化委员会”和“全国家用电器、电动工具、照明设备及类似电器无线电干扰标准化分技术委员会”，至今已经制定的相关国家标准超过40项。然而，由于标准的执行力度不够，强制执行尚未实施，我国家电行业电磁兼容水平持续下降。根据家用电器质量检测监测中心无线电干扰实验室的检测结果，合格率很低。针对世界范围内日益严峻的家电电磁兼容形势，1966年，国家技术监督局在天津、广州、上海召开了家电电磁兼容大会，强调目前需要不断加强电磁兼容强制性国家标准的推广和宣传，特别是在家用电器行业和电动工具行业。有必要积极开展这项工作，使企业重视提高产品的电磁兼容性能，从电路和部件的设计上发展电磁兼容的概念，从根本上实现安全的统筹考虑。

3 触摸屏在家用电器中电磁兼容性介绍

一般来说，在家电的电磁兼容方面，触摸屏结合电磁干扰和抗干扰可分为各种类型，主要体现在以下几个方面。

（1）利用装有换向器的电动机，如电动工具、吸尘器、食品加工机、以及滚筒式缝纫机等，在实际工作过程中，由于电刷在换向器上面进行滑动而出现电弧以及换向火花，让电网产生不间断的脉冲振荡，而且空间通过电磁波方法来传播，进而干扰无线电通信。另外，电刷换向产生的高频电压借助电机导致电源线受到污染，电视上出现雪花，图像不清晰，电脑显示出现故障。

（2）启动时可能降低电网电能质量的家用电器，如制冷电器、清洁电器等。前者主要包括冰箱和空调。后者主要包括干衣机、吸尘器等。这些都是感性负载器具，在启动时由于需要较大地启动电流而让电网电压会迅速降低。而变频调速设备也容易产生大量的电力谐波。

（3）装有触点开关的家用电器，如电熨斗、冰箱、洗衣机等，在开关时，触点之间容易放电火花，产生高频电磁噪声。

（4）安装可控硅的家用电器，如电子调光灯、电风扇、吸尘器等，会产生高频谐波和电磁干扰。

（5）对于带有微处理器的家用电器，比如，模糊控制建器具以及电脑控制洗衣机等，由于微处理器会放电静电，采用高、低电平脉冲信号，容易产生电压下降或浪涌电压，从而造成电磁干扰。

（6）通常有很多家用电器会发出电磁辐射，如视听设备、电磁炉、手机等，电磁辐射不仅产生电磁干扰，而且直接危害人们的健康。

4 触摸屏在家用电器中电磁干扰的成因

目前，家用电器设备的类型已经变得非常多样化，家用电器设备的电磁干扰主要来自以下几个方面。

（1）冰箱、空调等具有制冷功能的家用电器的制冷系统在启动时，会引起电压波动和电磁干扰。

（2）电饭煲、电烤箱、电饭煲、电熨斗、吹风机、吸尘器等家用电器的电机执行开关动作时，由于电路的通断会产生火花，而产生的火花接触换向器时会产生电磁波和电磁干扰。

（3）装有晶闸管电子元件的电风扇等家用电器在工作时，晶闸管电子元件会产生高次谐波，形成电磁干扰；电脑等配置有微处理器、模糊控制器和遥控装置的家用电器由于静电放电和电压跌落等现象的存在会形成电磁波和电磁干扰。

目前，大量的家电被用于人们的日常生活中，智能家电正在兴起。家用电器的电磁干扰问题已经广泛存在。为了保证家电的正常性能，创造良好的空间电磁环境，有必要加强对家电电磁兼容性的研究，提高家电的质量。

5 触摸屏在家用电器中电磁兼容性检测项目

根据国际电工委员会（IEC）发布的IEC 61000-6-1和IEC 61000-6-3标准，家用电器产品的电磁兼容性主要通过四个项目进行测试。

5.1 辐射骚扰

辐射骚扰技术示意如图2所示，辐射骚扰主要测试电子电气设备和系统在正常运行过程中对外界的辐射骚扰强度，包括电路板、电源模块、射频模块、电缆等元器件的辐射骚扰。通过测量值与限值的比较，判断产品的辐射骚扰是否合格。若测量值低于极限值为合格，否则视为不合格。辐射骚扰是电磁兼容性经常超标的区域，也是最复杂的测试项目。辐射骚扰检测的经验小于电压测量，而且对被测样品的导体、电缆和现场环境的影响，以及辐射骚扰的检测方法有待改进。磁场分量通常在30 MHz 内检测到。采用远场测量天线法测量磁场，只要检测到水平方向，用环形天线系统测量磁场时，需要对被测样品的三个轴向面进行检测。辐射骚扰是通过空间电磁波传播到环境中，对其他设备产生干扰。一旦辐射骚扰幅度超过一定水平，就会干扰周围其他家用电器的正常工作，降低智能设备和系统的性能，甚至影响人体健康。

图2 设备的敏感性试验

5.2 传导骚扰

传导骚扰是指设备内的电压、电流通过电缆传输，成为其他设备干扰源的电磁干扰，有电源线的设备基本都要进行扰动检测。通过实验实测值与标准限值的比较，判断产品是否合格。如果测量值低于极限值，则为合格，否则视为不合格，这样才能保证其他设备正常工作通过实验实测值与标准限值的比较，判断产品是否合格。若测量值低于限制值为合格，否则视为不合格，以保证公共电网上其他工作设备不受干扰。传导骚扰的测量方法有两种。

（1）CISPRS 普遍采用的测量电压方法。

（2）家用电器越来越智能化，使用的通信控制模块也越来越多，静电放电问题也越来越突出。防静电放电能力体现了家用电器的防静电抗干扰能力，对设备的正常工作和人身财产安全具有重要意义。

5.3 浪涌抗扰度

浪涌抗扰度用于检测电气电子设备在正常工作状态下，对开关和雷电产生的某些危险浪涌（冲击）电压的抗干扰能力。10/700 μs 浪涌信号发生器用于室外对称通信端口，1.2/50用于8/0 μs 浪涌信号发生器。在检测过程中，将被测设备置于典型工作条件下，依次对每个端口施加脉冲电压。同时，每个端口应进行正、负脉冲试验。两个脉冲之间的间隔不得小于60 s。对电源端口进行电涌检测时，交流电压从0°开始，每隔90°打一次脉冲。电涌抗扰度测试可以反映家用电器在电涌（冲击）下的性能。采用统一的测试规范对家用电器设备的抗浪涌能力进行评估。

6 触摸屏在家用电器中电磁兼容性的保证策略

为了保证家电的电磁兼容性，通常采用三种抑制干扰的策略：良好的接地、科学地屏蔽和合理的滤波。这些策略能够抑制干扰源的干扰，减少或有效消除干扰的耦合，增强其在敏感电路中的抗干扰能力。

6.1 良好的接地

完善的接地系统可以为干扰脉冲的侵入创造接地通道，降低干扰源的影响。接地系统不仅包括产品的电气安全保护接地，还涉及混合接地、浮地以及多点接地等，结合产品特点，可采用分离法或混合法。每个接地点的线路，都尽可能控制在最短，而且要将阻抗控制在最小化。

6.2 科学的屏蔽

屏蔽通常用于切断辐射干扰在空间中的传播通道。具有强导磁性和强指向性的屏蔽材料主要用于封闭各种可能引起空间辐射干扰的电气元件，使屏蔽材料能够反射、吸收和传导电磁能。目前常用的屏蔽方式有电磁屏蔽和电场屏蔽两种。此外，屏蔽层必须良好接地。

6.3 合理的过滤

滤波常用来抑制沿电源传输的传导干扰，主要采用滤波。常用的滤波器有很多，最常见的有电感器和电感器。其中，电感线圈主要出现在电源的输入端，可以限制高频电压、雷击浪涌电压和瞬时脉冲干扰的通过；滤波电容主要用于电感电路的触点开关和触点开关之间。一个小容量的电容器并联在开关或触点之间，当电路断开时，为存储的电感能量创造一个释放路径。在应用过程中，一般都是将电容器与电感线圈共同使用。同时，还可以将穿心电容以及磁珠等作为滤波器。

7 结束语

衡量家用电器成功与否，不仅要看家用电器的“智能化”，更要看产品的标准化、规范化。目前，我国家用电器正处于爆发式增长期，产品几千上万种，小到三五人的公司，大到上千人的跨国企业，均涉足到智能家居产品，于是出现了几百个不能互相兼容的标准，各种企业的产品性能、规格各异，消费者权益难以保障，市场监管困难。因此，当务之急是深入研究家用电器的电磁兼容性，制定家用电器标准，提高家用电器的电磁兼容性，保障家用电器健康有序发展。