家用服务机器人需满足两方面的电磁兼容性(EMC)要求:
电磁干扰(EMI) :防止机器人工作时产生的电磁波干扰其他设备。
电磁抗扰度(EMS) :确保机器人在外部电磁干扰下能正常工作。
二、测试项目清单1. EMI测试项目(发射测试)传导发射(CE) | 检测电源线释放的电磁干扰 | GB/T | 30MHz以下频段 |
辐射发射(RE) | 测量空间电磁辐射强度(30MHz-1GHz为重点) | GB/T | 民用B级限值严于工业A级 |
谐波电流发射 | 检测注入电网的谐波电流 | GB | 控制奇次谐波(如3次、5次) |
电压波动与闪烁 | 评估对电网电压稳定性的影响 | IEC | 防止灯光闪烁 |
特殊要求 | 清洁/扫地机器人需额外测试30MHz-1GHz骚扰功率(电机高频干扰)[6] | - | - |
静电放电抗扰度(ESD) | 模拟人体静电放电(接触±6kV/空气±8kV) | GB/T | A级(功能零中断) |
射频电磁场辐射抗扰度(RS) | 80MHz-1GHz频段,10V/m场强干扰[46] | GB/T | A级 |
电快速瞬变脉冲群(EFT) | 模拟电网开关瞬间脉冲干扰 | IEC | B级(短暂异常恢复) |
雷击浪涌(Surge) | 模拟雷击或大电流切换冲击 | IEC | B级 |
工频磁场抗扰度 | 30A/m磁场强度测试(应对变压器等设备干扰)[46] | GB/T | A级 |
电压暂降与中断 | 模拟电网电压波动(如断电0.5秒) | IEC | C级(功能可自恢复) |
性能判据说明:
A级:测试中功能无中断;
B级:功能短暂异常但自动恢复;
C级:需人工重启恢复。
三、检测标准体系(按市场划分)1. 中国标准(CR认证强制要求)EMI标准:
GB/T 《服务机器人 电磁兼容通用标准 发射要求和限值》[2][56]
EMS标准:
GB/T 《服务机器人 电磁兼容通用标准 抗扰度要求和限值》[10]
替代关系:此前通用标准GB 17799.3/GB 17799.1因未覆盖机器人动态工况被取代[56]。
2. 国际及欧美标准欧盟 | EN (民用) | EN (民用) | 工业场景用EN 6(限值更严)[2] |
美国 | FCC Part 15B(B类民用限值) | 无强制EMS要求 | 需在说明书中标注适用等级(A/B类)[2] |
加拿大 | ICES-003 Issue 6 | - | 产品标注"A类工业"或"B类民用"(不可双选)[2] |
通用 | CISPR 14-1:2016(家电发射) | CISPR 14-2:2015(家电抗扰) | 谐波电流遵循IEC :2018[11] |
注:欧盟EN 61000-6系列标准已被新版本取代(如EN IEC :2021)[2]。
四、整改方案(常见问题及对策)家用服务机器人典型EMC问题及整改措施如下:
1. 辐射发射超标(高频段)问题源:
电机电刷拉弧(有刷电机)[71]
无线模块(Wi-Fi/蓝牙)时钟信号谐波[71]
开关电源高频噪声(充电模块)[71]
整改措施:
电机干扰:在电机驱动IC输出端增加共模滤波器(如DRV8870芯片)[71];
时钟干扰:为Flash/摄像头时钟添加展频IC(降低峰值辐射)[71];
电源噪声:充电电路加装BDL型滤波器(自主专利)[71]。
2. 静电放电(ESD)失效问题表现:
触摸屏死机、传感器误触发[46]。
整改措施:
敏感电路加TVS二极管;
金属外壳接地优化(降低静电积累)[89]。
3. 传导发射超标(电源端口)对策:
增加π型滤波器或磁环;
电源线加铁氧体磁扣[69]。
4. 系统级设计优化PCB布局:缩短高频信号走线,避免平行布线[89];
屏蔽:对无线模块和电机驱动电路局部屏蔽[69];
接地:单点接地设计,减少地环路干扰[69]。