- Kaj je EMC?
- Pomen EMC
- EMC zakoni in zahteve za certificiranje
- Postopek preskušanja EMC
- Priprava na preizkušanje skladnosti z EMC
- Zaključek
Kot smo že omenili v zadnjem članku, v katerem smo razpravljali o elektromagnetnih motnjah (EMI), morajo skoraj vsi elektronski izdelki, namenjeni komercialni uporabi in zakoniti prodaji, imeti enega ali več certifikatov, ki dokazujejo, da je izdelek skladen z določenimi predpisi / smernicami in je že sprejel povezani testi. Predpisov je na tone in se razlikujejo od kraja do kraja, včasih z manjšimi razlikami, vendar mora za vsako lokacijo, kjer se prodaja elektronska naprava, ustrezati standardom, ki jih določi upravni organ na tej lokaciji.
V današnjem članku si bomo ogledali enega izmed najbolj priljubljenih certifikacijskih testov, ki jih morajo opraviti elektronske naprave; EMC (elektromagnetna ustreznosti) certificiranje. Članek bo zajel več stvari o EMC, med drugim; Kaj je EMC, zakaj je EMC potreben, vrste izdelkov, ki jih potrebujejo, in različni zakoni o EMC od države do države.
Kaj je EMC?
EMC pomeni elektromagnetno skladnost in je postopek, ki obstaja, da se zagotovi način, s katerim se lahko preveri sposobnost naprave za delovanje v elektromagnetnem okolju.
Vsi električni in elektronski sistemi ali naprave oddajajo določeno raven elektromagnetnih valov, ki bi lahko vplivali na delovanje drugih naprav, ko so povezane ali postavljene v neposredni bližini. Te motnje lahko povzročijo okvare naprav na način, ki bi lahko škodoval uporabnikom ali pa izdelek naredil neuporaben. Preprečevanje in zmanjšanje možnosti tega dogodka je pripeljalo do razvoja zahtev EMC, da bi zagotovili skupno podlago, na kateri se ocenjujejo kakovost in funkcionalnost varnosti električnih / elektronskih izdelkov / sistemov.
EMC se pogosto uporablja medsebojno zamenljivo z EMI, vendar je med njimi veliko podobnosti, vendar je pomembno omeniti, da se EMC precej razlikuje od EMI. EMI (elektromagnetne motnje) je mera sevanja, ki ga oddaja naprava, skupaj z možnimi posledicami, medtem ko je EMC lastnost sistema ali naprave, ki zagotavlja, da se obnaša tako, kot je bila zasnovana v okolju z EMI Motnje.
Pomen EMC
Natančne specifikacije se med državami in regijami razlikujejo, vendar certifikati EMC ostajajo ena od pravnih zahtev za odobritev prodaje elektronskih naprav v večini držav. Na evropskih trgih je treba na primer na vseh elektronskih izdelkih uporabiti znak CE, preden jih je mogoče prodati, uporablja pa se le, če je proizvajalec izpolnil vse direktive, ki veljajo za izdelek, vključno s certifikatom EMC. Dokaz za to je izjava o skladnosti (DOC), ki je običajno priložena uporabniškemu priročniku / priročniku izdelka. Za nove izdelke večji dobavitelji / distributerji običajno preverijo DOC s preskusi, saj tvegajo dobavo nepreverjenih naprav, kar je dejanje, ki se obravnava kot goljufija in lahko povzroči velike denarne kazni, umik izdelkov in zaporne kazni.
Poleg zakonskih zahtev ima lahko neizvajanje preizkusov EMC na napravah precej hude posledice po prodaji. EMC certifikacija pomaga povečati zanesljivost izdelka, saj bi testi pomagali izpostaviti morebitne težave z izdelkom pred proizvodnjo, kar proizvajalcu daje priložnost, da težavo odpravi, ne da bi pri tem nastali stroški in zadrega, povezana z umikom izdelka s trga ali servisiranjem garancij.
Dolgoročno s postopkom certificiranja EMC ne samo zagotovite, da lahko svoje izdelke prodajate na trgih, ki to zahtevajo, temveč vam pomagajo zgraditi zanesljiv izdelek, ki prinese zaupanje kupcev in zagotovo poveča prodajo.
EMC zakoni in zahteve za certificiranje
Kot smo že omenili, se zahteve glede certificiranja med državami in regijami razlikujejo. Na primer, v ZDA FCC določa pravila za testiranje EMC s pravili, kot so pravila FCC, del 15, ki določajo največjo količino nelicenciranih radijskih frekvenc, ki jih lahko povzročijo različne naprave. Po certificiranju v ZDA naprave prejmejo oznako FCC.
Zunaj ZDA se v regulaciji EMC uporabljajo različni standardi ISO, IEC in CISPR. V EU je za prodajo izdelkov potrebna oznaka CE, ki se podeli šele po certificiranju izdelka. V Afriki države, kot je Južna Afrika, zahtevajo "potrdilo o skladnosti", ki ga izda Južnoafriški urad za standarde (SABS), države, kot je Nigerija, pa vplivajo na standarde IEC / CISPR.
Strogost kazni za neizpolnjevanje je od države do države različna, saj je v nekaterih državah v razvoju še vedno prostovoljno, vendar ko države rastejo in učinki EMI postajajo vse bolj vidni, nedvomno bo začela veljati strožja zakonodaja. se pojavijo okoli njega.
Postopek preskušanja EMC
Obstajajo tri glavne kategorije težav v elektronskih napravah, ki jih spremlja EMC. Kategorije vključujejo;
- Emisija
- Dovzetnost
- Imuniteta
1. Preskušanje emisij:
Emisija se nanaša na namerno ali nenamerno proizvodnjo elektromagnetne energije s katerim koli virom. Za elektronske naprave so preskusi EMC namenjeni preverjanju neželenih emisij iz naprave in protiukrepov, ki jih je mogoče sprejeti, da bi zmanjšali in preprečili njihov negativni vpliv na druge naprave okoli njih.
Preskušanje emisij vključuje merjenje prevedene in sevane poljske jakosti emisij v napravi, pri čemer se izvedene emisije izvajajo skupaj s kabli in ožičenjem, medtem ko sevajoče (induktivno in kapacitivno) merimo v vseh smereh okoli naprave.
Sevano spremljanje emisij je zelo pomembno za naprave, ki se bodo uporabljale v neposredni bližini drugih elektronskih naprav. Izvaja se z uporabo anten kot pretvornikov, medtem ko se orodja, kot so RF tokovne objemke ali omrežja za stabilizacijo linijske impedance (LISN), uporabljajo kot pretvorniki za prevedene emisije. Pretvorniki so povezani s specializiranim EMI testnim sprejemnikom ali analizatorjem, ki vključuje pasovne širine in detektorje na podlagi zahtev v različnih mednarodnih standardih EMC.
2. Preskus občutljivosti:
Občutljivost se nanaša na težnjo ene električne opreme (običajno jo imenujemo žrtev), da se pokvari ali ne deluje pravilno, kadar je v bližini emisij druge naprave (EMI).
Tako kot preskušanje emisij se tudi testiranje občutljivosti izvaja tako za sevane kot za izvedene motnje. Za sevano občutljivost testiranje običajno vključuje uporabo močnega vira elektromagnetnega sevanja in sevalne antene za usmerjanje energije na DUT (preskušana naprava). Po drugi strani se za prevodno občutljivost testiranje običajno izvaja z uporabo močnih generatorjev signala skupaj s tokovno objemko ali kakšno drugo vrsto transformatorja, da se vbrizgajo motnje v kabel.
Tako kot vsa preizkušanja skladnosti tudi pri obeh preskusih tudi v standardnih dokumentih določa, kakšno preskusno okolje naj bo, kakšno opremo, ki jo je treba uporabiti, in njihovo kalibracijo. V večini standardov so priporočena preskusna mesta OATS (Open-Area Test Sites - OATS), v zadnjem času pa se preskusi izvajajo v zaprtih prostorih s pomočjo specializiranih EMC preizkusnih komor, kot so anehogena in odmevna komora. Zaradi razlike v napravah je mogoče opaziti nekatere razlike v zgornjih opisih.
3. Testiranje imunosti:
Odpornost elektronske naprave se nanaša na sposobnost elektronske opreme, da deluje pravilno ob prisotnosti elektromagnetnih motenj.
Čeprav lahko rečemo, da je imuniteta po definiciji obratna dovzetnosti, se pogosto uporabljajo med seboj. Z določitvijo njihove ravni je mogoče preveriti zmožnost elektronske naprave, da pravilno deluje pred EM motnjami.
Priprava na preizkušanje skladnosti z EMC
Preizkusi EMC se sicer zdijo enostavni, vendar pa njihovo opravljanje zahteva veliko dela, denarja in časa. To ni nepovezano z nematerialno naravo EMC, zaradi česar proizvajalci ne morejo ugotoviti, ali izdelki ustrezajo standardom, razen če je opravljen test, in visoki stroški opreme, ki je potrebna za preskus, zaradi česar je lastništvo zanje slaba ideja in je običajno boljša možnost oddajanje zunanjih izvajalcev pooblaščenim laboratorijem za skladnost (tudi drago, nekaj tisoč USD / testni dan).
Čeprav je večini podjetij morda mogoče premagati stroškovno oviro, je največja težava, kadar so rezultati testov negativni. Običajno je to za družbo in vodje projektov precej težaven trenutek, saj med preskusom ni mogoče spreminjati, kar pomeni, da je treba izdelek poslati nazaj oblikovalski ekipi na prenovo, za nov izdelek pa bo treba plačati več tisoč dolarjev. ponovno preizkusite.
Neučinkovitost zgoraj opisanega postopka je eden največjih dejavnikov k visokim stroškom raziskav in razvoja ter zamudam v časovnem okviru razvoja izdelkov. Da bi ublažili to tveganje in povečali možnosti, da naprave že na prvem poskusu opravijo teste, podjetja uporabljajo nekatere pristope, ki bi jih lahko na splošno razvrstili v dva podnaslova, med drugim;
- Oblikovanje
- Testiranje predhodne skladnosti
1. Pristop oblikovanja za izboljšanje skladnosti z EMC
Najpametnejša zasnova (za izdelke, za katere je sprejemljivo) je uporaba predhodno certificiranih modulov pri razvoju izdelkov, saj zagotavlja bruto zmanjšanje napora, ki se vloži v certificiranje vašega izdelka. Vendar upoštevanje skladnosti z EMC pri zasnovi novega izdelka vključuje oceno (na podlagi scenarijev, v katerih bo izdelek uporabljen), mogoče;
- Viri EMI (notranji ali zunanji) in vrsta signala.
- Narava "žrtve" in pomen možnih okvar.
- Pot spenjanja do "žrtve" - vaše naprave (v primeru zunanje) ali drugih naprav okoli nje.
Minimiranje motenj med načrtovanjem vključuje zmanjšanje notranjih EMI virov s pozornostjo na "majhne" stvari, kot je tip stikala, ki ga uporabljate, in nekoliko bolj tehtne stvari, kot so povezavi / komunikacijski vmesniki, ki jih uporabljate, frekvenca, na kateri deluje in morebitne motnje zunanjih virov. S preučitvijo okolja, v katerem naj bi bila naprava nameščena / uporabljena, je mogoče pri načrtovanju dostopati do narave žrtev ali potencialnih sevalcev in pomena možnih okvar, ki jih lahko povzročijo.
Pri spenjanju bo sistem, ki z lahkoto poveže energijo z "izhodom", enako zlahka povezal energijo "navznoter", saj se tako številni vidiki dobre prakse načrtovanja EMC nanašajo tako na oddajnik kot na žrtve, kar pomeni, da bi z enim samim izboljšanjem zasnove za zmanjšanje emisij dovzetnost. Nekatere tehnike oblikovanja za zmanjšanje emisij, kot so ozemljitev, zaščita, so bile obravnavane v prejšnjem članku EMI, ki je na voljo tukaj.
2. Preizkus skladnosti
Drug način za znižanje stroškov in možnost neuspešnega preizkusa je izvajanje preskusa EMC v celotnem postopku načrtovanja z uporabo nastavitve preizkusa skladnosti z EMC, ki je prilagojena pogojem, ki se bodo uporabljali med preskusom skladnosti. Čeprav vas bo morda stalo le malo manj, kot bi lahko plačali na dan v akreditiranem laboratoriju, bo to povečalo možnosti, da naprava opravi preizkus v prvem poskusu, znižalo skupne stroške testa in vam zmanjšalo čas za trženje.
Zaključek
Medtem ko je priprava na certifikate, kot je EMC, enostavna za velike organizacije, zagonska podjetja in majhna podjetja, je drugačna igra z žogo zaradi pomanjkanja sredstev in potrebe po preizkusu več predpostavk v zgodnjih dneh. Vendar lahko zagonska podjetja ublažijo tveganja, tako da projektna skupina čim prej med postopkom načrtovanja upošteva EMI / EMC preudarke v svoj postopek načrtovanja. V ekipah, kjer je znanje o certifikatih redko, se lahko odločijo za sodelovanje s svetovalci z izkušnjami v tej smeri, da bi zagotovili podporo ekipi. S tem ne boste le pripravili izdelka za prihodnje certificiranje, temveč jim bodo pomagali tudi pri dobavi izdelka, ki je zanesljiv za njihove stranke.