在現代家庭中，冰箱是ue的家電設備，承擔著(zhù)食材保鮮、食品冷藏冷凍的重要任務(wù)，為日常生活提供了極大便利。隨著(zhù)家庭中電子設備的日益增多，電磁環(huán)境愈發(fā)復雜，家用冰箱的電磁兼容（EMC）問(wèn)題逐漸受到關(guān)注。冰箱在運行過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾，可能對周邊電子設備，如智能家電控制系統、無(wú)線(xiàn)通信設備等造成影響，自身也需具備良好的抗干擾能力，以確保穩定、高效的制冷性能。深入研究家用冰箱的 EMC 特性，開(kāi)展全面測試與有效整改，對于保障家庭電磁環(huán)境和諧、提升冰箱使用可靠性意義重大。

一、家用冰箱的工作原理與電磁干擾產(chǎn)生機制

1.1 工作原理基礎

家用冰箱主要由制冷系統、電氣控制系統和箱體結構等部分組成。制冷系統是核心，通過(guò)壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節流裝置等部件協(xié)同工作實(shí)現制冷。以常見(jiàn)的壓縮式冰箱為例，壓縮機將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓氣體，送入冷凝器。在冷凝器中，制冷劑向外界環(huán)境散熱，冷凝成高壓液體，再通過(guò)節流裝置降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內，低壓制冷劑液體吸收冰箱內的熱量，汽化成低溫低壓氣體，被壓縮機吸入，完成制冷循環(huán)。電氣控制系統負責控制壓縮機的啟停、冰箱內溫度調節、照明等功能，其電路運行涉及多種電子元件和信號傳輸。在這一系列工作過(guò)程中，多個(gè)環(huán)節都可能產(chǎn)生電磁干擾。

1.2 電磁干擾產(chǎn)生機制

1.2.1 壓縮機與電磁輻射

壓縮機作為冰箱的動(dòng)力源，在運行時(shí)電機高速旋轉，電流不斷變化。啟動(dòng)瞬間，壓縮機電機需要較大的啟動(dòng)電流，可達正常運行電流的數倍，這種電流的急劇變化會(huì )在周?chē)臻g產(chǎn)生較強的交變磁場(chǎng)，引發(fā)電磁輻射。例如，一臺功率為 150W 的壓縮機，啟動(dòng)瞬間在 100kHz - 300kHz 頻段內，其產(chǎn)生的電磁輻射電場(chǎng)強度可達 30dBμV/m。壓縮機電機的電刷與換向器之間存在摩擦，會(huì )產(chǎn)生電火花，這也是電磁輻射的一個(gè)來(lái)源。這些電磁輻射若不加以控制，可能干擾附近的無(wú)線(xiàn)通信設備，導致信號質(zhì)量下降，如智能音箱語(yǔ)音識別出現錯誤、無(wú)線(xiàn)攝像頭畫(huà)面卡頓等。

1.2.2 電氣控制系統的電磁干擾

冰箱的電氣控制系統包含微控制器、繼電器、傳感器等多種電子元件。微控制器在處理溫度信號、控制指令等數據時(shí)，內部電路會(huì )產(chǎn)生高頻時(shí)鐘信號，這些高頻信號在傳輸過(guò)程中，如果電路板布線(xiàn)不合理，容易產(chǎn)生電磁輻射。例如，微控制器的時(shí)鐘頻率為 20MHz，其產(chǎn)生的電磁輻射可能在 30MHz - 100MHz 頻段對周邊電路造成干擾。繼電器在吸合和釋放瞬間，會(huì )產(chǎn)生較大的電壓和電流變化，形成電磁噪聲，這種噪聲可能通過(guò)電源線(xiàn)傳導至其他電器設備，影響其正常工作。傳感器在采集溫度、濕度等信號時(shí)，也可能受到外界電磁干擾，導致信號失真，進(jìn)而影響冰箱的溫度控制精度，使冰箱內溫度出現波動(dòng)，影響食材保鮮效果。

1.2.3 制冷系統與傳導干擾

制冷系統中的壓縮機、冷凝器風(fēng)扇、蒸發(fā)器風(fēng)扇等設備在運行時(shí)，電機產(chǎn)生的電流會(huì )在電源線(xiàn)上產(chǎn)生高頻諧波。由于這些設備頻繁啟動(dòng)和停止，電流沖擊導致諧波含量增加。這些諧波電流通過(guò)電源線(xiàn)傳導至電網(wǎng)，可能對同一電網(wǎng)中的其他電器設備產(chǎn)生干擾。比如，會(huì )使附近的 LED 照明燈具出現閃爍、電視機畫(huà)面出現干擾條紋等現象。如果冰箱的接地不良，制冷系統產(chǎn)生的電磁干擾無(wú)法有效導入大地，會(huì )加劇對周邊設備的干擾問(wèn)題。

二、家用冰箱的 EMC 測試標準

2.1 guojibiaozhun

2.1.1 IEC 61000 系列標準

IEC 61000 系列標準在全球 EMC 領(lǐng)域具有廣泛影響力，對家用冰箱的 EMC 測試提供了重要指導。其中，IEC 的電快速瞬變脈沖群抗擾度測試，模擬了冰箱在使用過(guò)程中可能遭受的電快速瞬變脈沖干擾。家庭中，電器設備的開(kāi)關(guān)操作、插拔插頭等都可能產(chǎn)生此類(lèi)干擾，冰箱需具備在這種干擾下穩定運行的能力。例如，在測試時(shí)，要求冰箱在電源端口施加 ±2kV 的電快速瞬變脈沖群干擾后，無(wú)死機、重啟現象，制冷系統正常運行，溫度控制準確。IEC 的浪涌抗擾度測試，模擬了雷擊、電網(wǎng)開(kāi)關(guān)操作等產(chǎn)生的浪涌干擾。冰箱需在電源端口施加 ±4kV 等不同等級的浪涌電壓后，能迅速恢復正常工作，無(wú)硬件損壞、數據丟失等問(wèn)題，確保在惡劣電氣環(huán)境下的可靠性。

2.1.2 CISPR 14 系列標準

CISPR 14 系列標準適用于家用電器等設備，家用冰箱因其工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生電磁干擾，需遵循該標準相關(guān)規定。例如，CISPR 14 - 1 對冰箱的電磁發(fā)射限值進(jìn)行了明確規定，限制了其在電源端口、輻射端口的騷擾電壓、功率等參數。在 30MHz - 230MHz 頻段，冰箱輻射發(fā)射的電場(chǎng)強度限值一般為 30dBμV/m，若超出此限值，可能干擾附近的廣播電視信號接收、無(wú)線(xiàn)通信設備正常工作。CISPR 14 - 2 針對冰箱的抗擾度測試方法和要求進(jìn)行了規范，確保其在各種電磁干擾環(huán)境下能正常運行，滿(mǎn)足用戶(hù)的使用需求。

2.2 國內標準

2.2.1 GB/T 17626 系列標準

GB/T 17626 系列標準等同采用 IEC 系列標準，為國內家用冰箱的抗擾度測試提供了詳細、規范的操作指南。其中，GB/T 17626.4 對應電快速瞬變脈沖群抗擾度測試，GB/T 17626.5 對應浪涌抗擾度測試等。通過(guò)執行這些標準，可確保國內生產(chǎn)和銷(xiāo)售的家用冰箱具備良好的抗干擾性能，適應復雜的電磁環(huán)境，保障消費者的使用體驗。例如，在進(jìn)行電快速瞬變脈沖群抗擾度測試時(shí)，依據 GB/T 17626.4，需在冰箱電源端口施加 ±1kV、±2kV 等不同強度的電快速瞬變脈沖群干擾，要求冰箱的制冷系統、控制系統無(wú)異常動(dòng)作，溫度顯示正常，避免因干擾導致制冷中斷或設備損壞。

2.2.2 GB 4706.1 標準及相關(guān)家電安全標準

GB 4706.1 是家用和類(lèi)似用途電器的安全通用要求，其中包含了部分與 EMC 相關(guān)的條款，對家用冰箱的電氣安全和電磁兼容性提出了基本要求。國內針對家電設備還制定了一系列相關(guān)標準，從產(chǎn)品的整體設計、結構布局、接地措施等方面，對家用冰箱的 EMC 性能進(jìn)行了規范，確保其在滿(mǎn)足安全要求的具備良好的電磁兼容性，避免對使用者和周邊環(huán)境造成不良影響。例如，標準要求冰箱的外殼應具備一定的電磁屏蔽性能，接地電阻應符合規定值，以減少電磁輻射泄漏和防止靜電積累，保障使用者的人身安全和設備的穩定運行。

三、EMC 摸底測試項目要求

3.1 電磁發(fā)射測試

3.1.1 傳導發(fā)射（150kHz - 30MHz）

通過(guò)測量家用冰箱電源端口的騷擾電壓和騷擾電流，評估其通過(guò)電源線(xiàn)向電網(wǎng)傳導的電磁干擾情況。在低頻段（150kHz - 500kHz），由于壓縮機啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊、電源電路的整流濾波等原因，會(huì )產(chǎn)生豐富的低頻諧波，騷擾電壓限值一般設定為 66dBμV。高頻段（500kHz - 30MHz），受電氣控制系統的高頻信號影響，限值為 34dBμV。若冰箱傳導發(fā)射超標，可能導致同一電網(wǎng)中的其他設備出現異常工作狀態(tài)。例如，在某家庭中，一臺傳導發(fā)射超標的冰箱在使用時(shí)，導致附近的智能電視出現圖像卡頓、聲音雜音等問(wèn)題，嚴重影響了其他電器設備的正常使用。

3.1.2 輻射發(fā)射（30MHz - 1GHz）

利用天線(xiàn)接收家用冰箱運行時(shí)向周?chē)臻g輻射的電磁信號，測量電場(chǎng)強度。電場(chǎng)強度限值通常為 40dBμV/m，超出此值會(huì )干擾周邊無(wú)線(xiàn)通信設備、電子測量?jì)x器等。如在某客廳中，多臺電子設備使用，冰箱的輻射發(fā)射超標，導致無(wú)線(xiàn)路由器信號不穩定，手機、平板電腦等設備上網(wǎng)速度變慢，甚至出現掉線(xiàn)情況，影響了家庭網(wǎng)絡(luò )的正常使用。在一些智能家居環(huán)境中，冰箱的輻射發(fā)射若不加以控制，還可能對周邊的智能家電、安防設備等造成干擾，引發(fā)一系列設備故障和安全隱患。

3.2 電磁抗擾度測試

3.2.1 靜電放電抗擾度

模擬人體或物體對家用冰箱放電的場(chǎng)景，進(jìn)行接觸放電（±4kV、±6kV、±8kV）和空氣放電（±8kV、±10kV、±15kV）測試。要求冰箱在靜電放電干擾下，無(wú)死機、重啟現象，制冷系統正常運行，溫度控制穩定，避免因靜電干擾導致制冷異常，影響食材保鮮。例如，當用戶(hù)在開(kāi)關(guān)冰箱門(mén)時(shí)，由于衣物摩擦等原因產(chǎn)生靜電，在接觸冰箱瞬間發(fā)生放電，冰箱應能承受這種干擾，確保制冷溫度不會(huì )出現大幅波動(dòng)，控制界面操作正常，保障用戶(hù)的使用體驗。

3.2.2 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度

在 80MHz - 1GHz 頻段，以 3V/m、10V/m 等不同場(chǎng)強等級對家用冰箱施加射頻電磁場(chǎng)輻射干擾。測試過(guò)程中，冰箱需正常運行，制冷效果不受影響，溫度顯示準確，避免因射頻電磁場(chǎng)輻射干擾導致制冷系統故障或溫度控制失調。例如，在家庭中使用微波爐、無(wú)線(xiàn)路由器等設備時(shí)，冰箱應能抵御這些設備產(chǎn)生的射頻電磁場(chǎng)輻射干擾，確保在復雜的射頻電磁環(huán)境中，仍能為用戶(hù)提供穩定的制冷服務(wù)，避免因干擾導致冰箱內部溫度升高，食材變質(zhì)。

3.2.3 電快速瞬變脈沖群抗擾度

在家用冰箱電源端口施加 ±1kV、±2kV 等不同強度的電快速瞬變脈沖群干擾。要求冰箱無(wú)數據丟失、制冷系統運行正常，溫度控制指令執行無(wú)誤，避免因電快速瞬變脈沖干擾導致控制電路出現錯誤動(dòng)作，影響冰箱的正常制冷功能。比如，當附近的電器設備進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作、插拔插頭等產(chǎn)生電快速瞬變脈沖時(shí)，冰箱應能保持穩定運行，制冷溫度不會(huì )出現波動(dòng)，控制電路能準確接收和執行用戶(hù)指令，確保食材的保鮮效果不受影響。

3.2.4 浪涌抗擾度

模擬雷擊、開(kāi)關(guān)操作等產(chǎn)生的浪涌干擾，在電源端口施加 ±1kV、±2kV、±4kV 等不同等級的浪涌電壓。家用冰箱應具備一定的抗浪涌能力，在浪涌干擾后能迅速恢復正常工作，無(wú)硬件損壞、數據丟失等問(wèn)題。在雷雨天氣或電網(wǎng)電壓不穩定的情況下，可能會(huì )出現浪涌電壓，若冰箱不具備良好的浪涌抗擾度，可能會(huì )導致內部電子元器件損壞，控制電路故障，甚至引發(fā)安全事故。通過(guò)浪涌抗擾度測試，可確保冰箱在惡劣電氣環(huán)境下的可靠運行，延長(cháng)設備使用壽命，保障用戶(hù)的使用安全。

四、整改思路

4.1 硬件整改

4.1.1 優(yōu)化壓縮機驅動(dòng)電路

選用低電磁輻射的壓縮機驅動(dòng)芯片，優(yōu)化驅動(dòng)電路的設計，降低電源電壓的波動(dòng)和電流的變化率，減少電磁輻射的產(chǎn)生。例如，采用具有軟啟動(dòng)功能的驅動(dòng)電路，可有效降低壓縮機啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，減少對電網(wǎng)的干擾。在壓縮機驅動(dòng)電路中增加濾波電容和電感，對電源線(xiàn)上的高頻噪聲進(jìn)行濾波，抑制傳導干擾。在壓縮機周?chē)O置金屬屏蔽罩，并確保良好接地，將壓縮機產(chǎn)生的電磁輻射限制在一定范圍內，減少對其他部件的影響。

4.1.2 加強屏蔽與接地措施

為家用冰箱的電氣控制系統等關(guān)鍵部件增加金屬屏蔽罩，并采用良好的接地方式，確保屏蔽效果。使用屏蔽線(xiàn)纜連接各部件，減少電磁輻射泄漏和外界干擾的侵入。對于冰箱的外殼，可選用電磁屏蔽性能良好的材料，如鍍鋅鋼板材質(zhì)，并在外殼內部添加屏蔽涂層，提高整體屏蔽效果。例如，在微控制器周?chē)O置一圈金屬屏蔽框，將其與外界電磁干擾隔離；使用雙層屏蔽線(xiàn)纜連接信號傳輸部件，內層屏蔽層接地，外層屏蔽層接外殼，有效減少電磁干擾的傳輸。確保冰箱的接地電阻符合要求，良好的接地可將設備產(chǎn)生的靜電和電磁干擾快速導入大地，降低干擾對設備自身和周邊環(huán)境的影響。

4.1.3 完善濾波電路

在電源輸入端增加多級濾波電路，如 LC 濾波電路、π 型濾波電路等，抑制電源線(xiàn)上的傳導干擾。針對冰箱產(chǎn)生的高頻諧波，可采用專(zhuān)門(mén)的諧波濾波器進(jìn)行治理，降低諧波含量，提高電能質(zhì)量。在信號端口，設計相應的濾波電路，濾除干擾信號，保證溫度、控制等信號的準確傳輸。例如，在電源輸入端串聯(lián)一個(gè)共模電感和兩個(gè)電容組成的 π 型濾波電路，可有效抑制共模干擾和差模干擾；在溫度傳感器信號輸入端口，增加一個(gè)由電容和電阻組成的低通濾波電路，濾除高頻干擾信號，確保溫度信號的穩定傳輸，避免因干擾導致溫度顯示錯誤，影響冰箱的制冷效果。

4.2 軟件與控制策略?xún)?yōu)化

4.2.1 軟件抗干擾設計

在冰箱的控制軟件中，增加數據校驗和糾錯機制，如采用 CRC 校驗算法，確保數據在傳輸和處理過(guò)程中的準確性。優(yōu)化軟件的中斷處理機制，提高系統對突發(fā)電磁干擾的響應能力，避免程序跑飛或死機。例如，在溫度數據處理程序中，每隔一定時(shí)間對溫度數據進(jìn)行 CRC 校驗，若發(fā)現數據錯誤，及時(shí)進(jìn)行糾正；在控制軟件的中斷服務(wù)程序中，增加對干擾信號的檢測和處理功能，當檢測到電磁干擾導致的異常中斷時(shí)，迅速采取相應措施，如重新初始化相關(guān)寄存器、恢復控制程序的正常運行，確保制冷系統的穩定性和溫度控制的準確性。

4.2.2 調整控制策略

采用自適應控制策略，根據冰箱工作過(guò)程中的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調整壓縮機轉速、風(fēng)扇轉速等參數。例如，當檢測到電磁干擾導致溫度控制出現偏差時(shí)，自動(dòng)調整壓縮機的運行頻率，增強制冷效果，確保冰箱內溫度穩定；在冰箱啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中，采用軟啟動(dòng)、軟停止方式，減少電流沖擊，降低電磁干擾的產(chǎn)生。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監測冰箱內部的溫度、濕度等參數，控制軟件根據這些反饋信息，動(dòng)態(tài)調整控制策略，使冰箱在不同的工作條件下都能保持穩定運行，減少電磁干擾的影響。

4.3 生產(chǎn)工藝與質(zhì)量管理

4.3.1 嚴格元器件選型

選用低電磁輻射、高抗干擾能力的元器件，如低 EMI 的電容、電感、芯片等。在元器件采購環(huán)節，要求供應商提供元器件的 EMC 性能參數和測試報告，從源頭保障產(chǎn)品的電磁兼容性能。例如，選擇具有良好屏蔽性能的電感，可有效減少其自身產(chǎn)生的電磁輻射；選用抗干擾能力強的微控制器芯片，提高控制電路在電磁干擾環(huán)境下的穩定性。對采購的元器件進(jìn)行抽檢，確保其實(shí)際性能符合要求，避免因元器件質(zhì)量問(wèn)題導致冰箱整體 EMC 性能下降。

4.3.2 加強生產(chǎn)過(guò)程控制

在冰箱的生產(chǎn)過(guò)程中，嚴格執行焊接工藝標準，確保焊點(diǎn)牢固、可靠，減少因焊接不良導致的電磁干擾問(wèn)題。對組裝好的設備進(jìn)行嚴格的 EMC 自檢，增加生產(chǎn)線(xiàn)上的 EMC 測試工位，對每一臺冰箱進(jìn)行電磁發(fā)射和抗擾度的初步測試，不合格產(chǎn)品不予出廠(chǎng)。在設備安裝調試階段，對冰箱的接地進(jìn)行嚴格檢查，確保接地電阻符合要求，減少接地不良引發(fā)的電磁干擾。例如，在焊接電路板時(shí)，采用高精度的焊接設備和工藝，保證焊點(diǎn)的質(zhì)量；在生產(chǎn)線(xiàn)上設置專(zhuān)門(mén)的 EMC 測試工位，使用專(zhuān)業(yè)的測試設備對冰箱進(jìn)行電磁發(fā)射和抗擾度測試，及時(shí)發(fā)現并解決 EMC 問(wèn)題，確保出廠(chǎng)的冰箱均符合 EMC 標準要求。