Postupak ispitivanja emc i zahtjevi za sukladnost s emc

Kao što je spomenuto u prošlom članku u kojem smo raspravljali o elektromagnetskim smetnjama (EMI), gotovo svi elektronički proizvodi dizajnirani za komercijalnu upotrebu i legalnu prodaju moraju posjedovati jednu ili više potvrda kao dokaz da je proizvod u skladu s određenim propisima / smjernicama i da je usvojio povezani testovi. Propisa ima na tone i oni se razlikuju od mjesta do mjesta, ponekad s manjim razlikama, ali za svako mjesto na kojem će se prodavati elektronički uređaj mora udovoljavati standardima koje je na tom mjestu odredilo upravno tijelo.

U današnjem ćemo članku pogledati jedan od najpopularnijih certifikacijskih testova koji moraju proći elektronički uređaji; EMC (Elektromagnetska sukladnost) Potvrda. Članak će obuhvatiti nekoliko stvari o EMC-u, uključujući; Što je EMC, zašto je EMC potreban, vrsta proizvoda koji ga trebaju i različiti zakoni o EMC-u od zemlje do zemlje.

Što je EMC?

EMC označava elektromagnetsku sukladnost i to je postupak koji postoji kako bi se osiguralo sredstvo pomoću kojeg se može provjeriti sposobnost uređaja za rad u elektromagnetskom okruženju.

Svi električni i elektronički sustavi ili uređaji emitiraju određenu razinu elektromagnetskih valova koji bi mogli ometati rad drugih uređaja kada su povezani ili smješteni u neposrednoj blizini. Ova smetnja može uzrokovati kvar uređaja na takav način da može štetiti korisnicima ili proizvod učiniti neupotrebljivim. Sprječavanje i smanjenje mogućnosti da se to dogodi, bilo je ono što je dovelo do razvoja zahtjeva za EMC-om, kako bi se stvorila zajednička osnova na kojoj se električni / elektronički proizvodi / sustavi ocjenjuju zbog kvalitete i funkcionalne sigurnosti.

EMC se često koristi naizmjenično s EMI-om, ali iako postoji mnogo sličnosti među njima, važno je napomenuti da se EMC prilično razlikuje od EMI-a. EMI (elektromagnetske smetnje) mjera je zračenja koje zrači iz uređaja zajedno s njegovom mogućom posljedicom, dok je EMC, s druge strane, svojstvo sustava ili uređaja koji osigurava da se ponaša onako kako je dizajniran u okruženju s EMI Smetnje.

Važnost EMC-a

Iako se točne specifikacije razlikuju od zemlje do regije, EMC certifikati ostaju jedan od pravnih zahtjeva za odobrenje prodaje elektroničkih uređaja u većini zemalja. Na europskim tržištima, na primjer, CE oznaka mora se primijeniti na sve elektroničke proizvode prije nego što se mogu prodati, a primjenjuje se samo kada je proizvođač ispunio sve smjernice primjenjive na proizvod, uključujući EMC certifikat. Dokaz tome je Izjava o sukladnosti (DOC) koja se obično isporučuje s korisničkim priručnikom / priručnikom za proizvod. Za nove proizvode, dobavljači / distributeri velikih razmjera obično provjeravaju DOC testovima jer riskiraju isporukom neprovjerenih uređaja, što je čin koji se tretira kao prijevara i može dovesti do značajnih novčanih kazni, povlačenja proizvoda i zatvorskih kazni.

Osim zakonskih zahtjeva, neizvođenje EMC testova na uređajima može imati prilično ozbiljne posljedice nakon prodaje. EMC certifikacija pomaže u povećanju pouzdanosti proizvoda jer bi testovi mogli istaknuti sve potencijalne probleme s proizvodom prije proizvodnje, pružajući proizvođaču priliku da riješi problem bez stvaranja troškova i neugodnosti povezanih s povlačenjem proizvoda s tržišta ili servisiranjem jamstava.

Dugoročno gledano, postupak EMC certificiranja ne samo da osigurava mogućnost prodaje proizvoda na tržištima koja to zahtijevaju, već vam pomaže u izgradnji pouzdanog proizvoda koji donosi povjerenje kupaca i definitivno povećanu prodaju.

EMC zakoni i zahtjevi za certificiranje

Kao što je ranije spomenuto, zahtjevi za certificiranjem razlikuju se među zemljama i regijama. Na primjer, u SAD- u FCC utvrđuje pravila o ispitivanju EMC-a pravilima poput pravila FCC-a, dio 15, koja definira maksimalnu količinu nelicenciranih radio frekvencijskih smetnji koje mogu proizvesti različiti uređaji. Na certifikaciji u SAD-u uređaji dobivaju FCC oznaku.

Izvan SAD-a, razni ISO, IEC i CISPR standardi koriste se u regulaciji EMC-a. U EU je za prodaju proizvoda potrebna CE oznaka koja se dodjeljuje tek nakon što je proizvod certificiran. U Africi, zemlje poput Južne Afrike zahtijevaju "Potvrdu o sukladnosti" koju izdaje Južnoafrički ured za standarde (SABS), a zemlje poput Nigerije koriste se na IEC / CISPR standardima.

Ozbiljnost kazne za nepoštivanje propisa razlikuje se od zemlje do zemlje, jer je poštivanje u nekim zemljama u razvoju još uvijek dobrovoljno, ali kako zemlje rastu i učinci EMI-a postaju sve vidljiviji, nema sumnje da će se pooštravati zakoni nastati oko njega.

Postupak ispitivanja EMC

Postoje 3 glavne kategorije problema u elektroničkim uređajima koje EMC nadgleda. Kategorije uključuju;

Emisija
Osjetljivost
Imunitet

1. Ispitivanje emisije:

Emisija se odnosi na namjernu ili slučajnu proizvodnju elektromagnetske energije bilo kojim izvorom. Za elektroničke uređaje EMC testovi osmišljeni su za provjeru neželjenih emisija iz uređaja i protumjera koje se mogu poduzeti kako bi se smanjili i spriječili negativni utjecaji na druge uređaje oko njih.

Ispitivanje emisije uključuje mjerenje provedene i zračene jačine polja emisije u uređaju, pri čemu su provedene emisije rađene zajedno s kabelima i ožičenjem, dok se zračena (induktivna i kapacitivna) mjere u svim smjerovima oko uređaja.

Nadzor zračenja vrlo je važan za uređaje koji će se koristiti u neposrednoj blizini drugih elektroničkih uređaja. Izvodi se pomoću antena kao pretvarača, dok se alati poput RF strujnih stezaljki ili mrežnih mrežnih stabilizatora (LISN) koriste kao pretvarači za provedene emisije. Pretvarači su povezani sa specijaliziranim EMI testnim prijamnikom ili analizatorom koji uključuje širinu pojasa i detektore na temelju zahtjeva različitih međunarodnih EMC standarda.

2. Ispitivanje osjetljivosti:

Podložnost se odnosi na sklonost jedne električne opreme (obično se naziva žrtva) da se pokvari ili ne radi u blizini emisija iz drugog uređaja (EMI).

Kao i ispitivanje emisija, ispitivanje osjetljivosti također se radi i za zračene i za provedene smetnje. Za zračenu osjetljivost, ispitivanje obično uključuje upotrebu snažnog izvora elektromagnetskog zračenja i zračeće antene za usmjeravanje energije na DUT (uređaj koji se ispituje). S druge strane, za provodljivu osjetljivost ispitivanje se obično vrši pomoću jakih generatora signala zajedno sa strujnom stezaljkom ili nekom drugom vrstom transformatora radi ubrizgavanja smetnji u kabel.

Kao i sva ispitivanja sukladnosti, za oba ispitivanja, standardni dokumenti određuju kakvo treba biti testno okruženje, neka oprema koja će se koristiti i njihova kalibracija. U većini standarda preporučena su mjesta za ispitivanje otvorenih područja (OATS), no u novije vrijeme ispitivanja se provode u zatvorenom prostoru koristeći specijalizirane EMC ispitne komore poput anehogene i odjeka za odjek. Neke varijacije u gore navedenim opisima mogu se primijetiti zbog razlike u uređajima.

3. Ispitivanje imuniteta:

Imunost elektroničkog uređaja odnosi se na sposobnost elektroničke opreme da ispravno funkcionira u prisutnosti elektromagnetskih smetnji.

Iako se za imunitet po definiciji može reći da je obrnuta osjetljivost, oni se često koriste naizmjenično. Određivanjem njihove razine može se provjeriti sposobnost elektroničkog uređaja da ispravno radi u slučaju EM smetnji.

Priprema za testiranje sukladnosti s EMC-om

Iako se EMC testovi čine jednostavnim, njihovo polaganje zahtijeva mnogo posla, novca i vremena. To nije nepovezano s nematerijalnom prirodom EMC-a što proizvođačima onemogućava da utvrde jesu li proizvodi u skladu sa standardima, osim ako se ne izvrši ispitivanje, i visoku cijenu opreme potrebne za ispitivanje, što njihovo posjedovanje čini lošom idejom, a prenošenje vanjskih suradnika u akreditirane laboratorije za usklađivanje (također skupe, nekoliko tisuća USD / testni dan) obično je bolja opcija.

Međutim, iako je većina tvrtki možda u stanju prevladati troškovnu barijeru, najveći je problem kada su rezultati ispitivanja negativni. Ovo je obično prilično težak trenutak za tvrtku i voditelje projekata jer se promjene ne mogu izvršiti tijekom testa, što znači da se proizvod mora poslati natrag dizajnerskom timu na redizajn i za njega treba izdvojiti više tisuća dolara ponovno testirati.

Učinkovitost gore opisanog postupka jedan je od glavnih doprinosa visokim troškovima istraživanja i razvoja i kašnjenjima u vremenskom slijedu razvoja proizvoda. Kako bi ublažile taj rizik i povećale šanse da uređaji prođu testove u prvom pokušaju, tvrtke koriste određene pristupe koji bi se mogli široko svrstati u dva podnaslova, uključujući;

Oblikovati
Ispitivanje prethodne sukladnosti

1. Dizajn pristupa za poboljšanje EMC usklađenosti

Najpametnija dizajnerska igra (za proizvode za koje je prihvatljivo) je korištenje prethodno certificiranih modula u razvoju proizvoda, jer osigurava bruto smanjenje napora koji ulaže u certificiranje vašeg proizvoda. Međutim, uključivanje EMC usklađenosti u dizajn novog proizvoda uključuje procjenu (na temelju scenarija u kojima će se proizvod koristiti);

EMI izvori (unutarnji ili vanjski) i tip signala.
Priroda "žrtve" i značaj mogućeg kvara.
Put spajanja s "žrtvom" - vašim uređajem (u slučaju vanjskog) ili drugim uređajima oko njega.

Minimiziranje smetnji tijekom dizajna uključuje smanjenje internih EMI izvora obraćajući pažnju na „sitnice“ poput vrste prekidača koji koristite i malo težnjih stvari poput sučelja veze / komunikacije koje koristite, frekvencije na kojoj radi i moguće smetnje iz vanjskih izvora. Ispitivanjem okoline u kojoj će se uređaj instalirati / koristiti, u dizajnu se može pristupiti i učinkovito razmotriti prirodu žrtava ili potencijalnih emitera i značaj mogućih kvarova koje mogu prouzročiti.

Za spajanje, sustav koji lako spaja energiju s „van“ jednako će lako spojiti energiju „unutra“, jer se takvi mnogi aspekti dobre prakse dizajniranja EMC-a primjenjuju i na emiter i na žrtve, što znači da bi jedno poboljšanje dizajna za smanjenje emisija također smanjilo osjetljivost. Neke od tehnika dizajniranja za smanjenje emisija poput uzemljenja i zaštite su razmatrane tijekom prethodnog ovdje dostupnog EMI članka.

2. Ispitivanje prethodne sukladnosti

Drugi način smanjenja troškova i mogućnosti neuspjeha na ispitivanju je provođenje EMC ispitivanja tijekom cijelog postupka dizajniranja pomoću postavke ispitivanja EMC predusklađenosti koja je prilagođena uvjetima koji će se koristiti tijekom ispitivanja sukladnosti. Iako vas može koštati samo malo manje od onoga što biste mogli platiti po danu u akreditiranom laboratoriju, to će povećati šanse da uređaj prođe test u prvom pokušaju, smanjiti ukupni trošak testa i smanjiti vam vrijeme za plasiranje na tržište.

Zaključak

Iako je priprema za certifikate poput EMC-a laka za velike organizacije, startupe i male tvrtke, druga je igra s loptom zbog nedostatka sredstava i potrebe za testiranjem nekoliko pretpostavki tijekom njihovih ranih dana. Međutim, startupi mogu ublažiti rizike osiguravajući da tim za projektiranje, što je prije moguće tijekom procesa dizajniranja, u obzir uzme EMI / EMC razmatranja u svom procesu dizajniranja. U timovima gdje je znanje o certifikatima oskudno, oni mogu odlučiti raditi s konzultantima s iskustvom u tom smislu kako bi pružili podršku timu. To neće samo pomoći da se proizvod pripremi za buduću certifikaciju, već će im pružiti i proizvod koji je pouzdan za njihove kupce.