- Hva er EMC?
- Viktigheten av EMC
- EMC-lover og sertifiseringskrav
- EMC-testprosess
- Gjør deg klar for EMC-samsvarstesting
- Konklusjon
Som nevnt i den siste artikkelen hvor vi diskuterte elektromagnetisk interferens (EMI), er nesten alle elektroniske produkter designet for kommersiell bruk og lovlig salg pålagt å ha en eller flere sertifiseringer som bevis på at produktet overholder visse forskrifter / retningslinjer og har bestått relaterte tester. Det er tonn med forskrifter, og de varierer fra sted til sted, noen ganger med mindre forskjeller, men for hvert sted der en elektronisk enhet skal selges, må den oppfylle standardene som er spesifisert av styrende organ på det stedet.
For dagens artikkel skal vi se på en av de mest populære sertifiseringstestene elektroniske enheter må passere gjennom; den EMC (Elektromagnetisk kompatibilitet) Sertifisering. Artikkelen vil dekke flere ting om EMC, inkludert; Hva er EMC, hvorfor EMC er nødvendig, hva slags produkter som trenger det og de forskjellige lovene om EMC fra land til land.
Hva er EMC?
EMC står for elektromagnetisk samsvar, og det er en prosess som eksisterer for å gi et middel som gjør det mulig å verifisere en enhets evne til å operere i et elektromagnetisk miljø.
Alle elektriske og elektroniske systemer eller enheter avgir et eller annet nivå av elektromagnetiske bølger som kan forstyrre driften av andre enheter når de er tilkoblet eller plassert i nærheten av hverandre. Denne interferensen kan føre til at enhetene ikke fungerer som det skal, som kan være skadelig for brukerne eller bare gjøre produktet ubrukelig. Å forhindre og redusere mulighetene for at dette skulle skje, var det som førte til utviklingen av EMC-krav for å gi en felles base som elektriske / elektroniske produkter / systemer evalueres for kvalitet og funksjonell sikkerhet.
EMC brukes ofte om hverandre med EMI, men mens det er mange likheter mellom dem, er det viktig å merke seg at EMC er ganske forskjellig fra EMI. EMI (elektromagnetisk interferens) er et mål på stråling som kommer fra en enhet sammen med dens mulige konsekvens, mens EMC derimot er egenskapen til et system eller en enhet som sørger for at den oppfører seg slik den ble designet i et miljø med EMI Innblanding.
Viktigheten av EMC
Mens de nøyaktige spesifikasjonene varierer mellom land og regioner, forblir EMC-sertifiseringer et av de juridiske kravene for godkjenning av salg av elektroniske enheter i de fleste land. I europeiske markeder, for eksempel, må det påføres et CE-merke på alle elektronikkprodukter før de kan selges, og det brukes bare når produsenten har oppfylt alle direktivene som gjelder for produktet, inkludert EMC-sertifisering. Et bevis på dette er samsvarserklæringen (DOC) som vanligvis sendes med produktets brukerhåndbok / manual. For nye produkter kontrollerer leverandører / distributører i stor skala vanligvis DOC med tester, da de risikerer å levere ubekreftede enheter som er en handling behandlet som svindel og kan føre til betydelige bøter, produktuttak og fengselsstraff.
Bortsett fra lovkrav, kan unnlatelse av å utføre EMC-tester på enheter få ganske alvorlige konsekvenser etter et salg. EMC-sertifisering bidrar til å øke påliteligheten av produktene, ettersom testene vil bidra til å synliggjøre eventuelle problemer med produktet før produksjonen, noe som gir produsenten muligheten til å løse problemet uten å pådra seg kostnader og forlegenhet knyttet til tilbakekalling av et produkt fra markedet eller servicegarantier.
I det lange løp, gjennomgår du EMC-sertifiseringsprosessen ikke bare at du er i stand til å selge produktene dine i markeder som krever det, men hjelper deg også med å bygge et pålitelig produkt som gir kundetillit og definitivt økt salg.
EMC-lover og sertifiseringskrav
Som nevnt tidligere, er sertifiseringskravene forskjellige mellom land og regioner. For eksempel, i USA, spesifiserer FCC reglene for EMC-testing med regler som FCC del 15-regler, som definerer den maksimale mengden ulisensiert radiofrekvensinterferens som kan produseres av forskjellige enheter. Ved sertifisering i USA tildeles enheter FCC-merket.
Utenfor USA brukes forskjellige ISO-, IEC- og CISPR-standarder i EMC-regulering. I EU kreves CE-merket som kun tildeles etter at et produkt er sertifisert for produktsalg. I Afrika krever land som Sør-Afrika et "Certificate of Compliance" som er utstedt av South African Bureau of Standards (SABS), og land som Nigeria utnytter IEC / CISPR-standardene.
Straffens alvorlighetsgrad varierer fra land til land, ettersom samsvar fortsatt er frivillig i visse utviklingsland, men etter hvert som landene vokser, og effekten av EMI blir mer fremtredende, er det ingen tvil om at strammere lovgivning vil begynne å oppstår rundt det.
EMC-testprosess
Det er 3 hovedkategorier av problemer i elektroniske enheter som overvåkes av EMC. Kategoriene inkluderer;
- Utslipp
- Mottakelighet
- Immunitet
1. Utslippstesting:
Utslipp refererer til bevisst eller utilsiktet produksjon av elektromagnetisk energi fra hvilken som helst kilde. For elektroniske enheter er EMC-tester designet for å sjekke for uønskede utslipp fra enheten og mottiltak som kan tas for å redusere og forhindre at de påvirker andre enheter rundt dem negativt.
Utslippstesting innebærer måling av den gjennomførte og utstrålte feltstyrken til utslipp i enheten, med utførte utslipp har blitt gjort sammen med kabler og ledninger, mens utstrålt (induktiv og kapasitiv) måles i alle retninger rundt enheten.
Strålingsovervåking er veldig viktig for enheter som skal brukes i nærheten av andre elektroniske enheter. Den utføres ved bruk av antenner som transdusere, mens verktøy som RF Current Clamps eller Line Impedance Stabilization Networks (LISN) brukes som transdusere for gjennomførte utslipp. Transduserne er koblet til en spesialisert EMI-testmottaker eller analysator som inneholder båndbredder og detektorer basert på kravene i forskjellige internasjonale EMC-standarder.
2. Følsomhetstesting:
Følsomhet refererer til tendensen til et elektrisk utstyr (vanligvis referert til som offeret) for å ødelegge eller fungere når det er i nærheten av utslipp fra en annen enhet (EMI).
I likhet med utslippstestingen, blir følsomhetstesting også gjort for både utstrålt og gjennomført forstyrrelse. For utstrålt følsomhet innebærer testing vanligvis bruk av en kraftig kilde til elektromagnetisk stråling og en strålingsantenne for å lede energien til DUT (enheten som testes). For gjennomført følsomhet, derimot, testes det vanligvis ved hjelp av kraftige signalgeneratorer sammen med en strømklemme eller en annen type transformator for å injisere interferensen på kabelen.
I likhet med alle samsvarstester spesifiserer standarddokumentene for begge testene hva testmiljøet skal være, noe utstyr som skal brukes og kalibrering. I de fleste standarder er Open-Area Test Sites (OATS) de anbefalte teststedene, men i nyere tid blir testene utført innendørs ved hjelp av spesialiserte EMC-testkamre som det anekiske og etterklangskammeret. Noen variasjoner i beskrivelsene gitt ovenfor kan observeres på grunn av forskjellen i enhetene.
3. Immunitetstesting:
Immuniteten til en elektronisk enhet refererer til evnen til elektronisk utstyr å fungere riktig i nærvær av elektromagnetisk forstyrrelse.
Mens immunitet per definisjon kan sies å være det motsatte av følsomhet, brukes de ofte om hverandre. Og ved å bestemme nivåene, kan den elektroniske enhetens evne til å fungere riktig i møte med EM-forstyrrelse bekreftes.
Gjør deg klar for EMC-samsvarstesting
Mens EMC-testene virker enkle, tar det mye arbeid, penger og tid å bestå dem. Dette henger ikke sammen med den immaterielle naturen til EMC, noe som gjør det umulig for produsenter å fastslå om produktene er i samsvar med standardene med mindre en test er utført, og de høye kostnadene for utstyret som kreves for testen, noe som gjør det å eie dem en dårlig idé, og outsourcing av det (også dyrt, flere tusen USD / testdag) akkrediterte compliance-laboratorier er vanligvis et bedre alternativ.
Imidlertid, selv om de fleste bedrifter kanskje er i stand til å overvinne kostnadsbarrieren, er det største problemet når testresultatene er negative. Dette er vanligvis et ganske vanskelig øyeblikk for selskapet og prosjektledere, ettersom endringer ikke kan gjøres under testen, noe som betyr at produktet må sendes tilbake til designteamet for en redesign, og flere tusen dollar må gaffles ut for en teste på nytt.
Ineffektiviteten til prosessen beskrevet ovenfor er en av de viktigste bidragsyterne til de høye kostnadene ved forskning og utvikling og forsinkelser i tidslinjen for produktutvikling. For å redusere denne risikoen og øke sjansene for at enheter bestå testene ved første forsøk, benytter selskaper visse tilnærminger som generelt kan klassifiseres under to underoverskrifter, inkludert;
- Design
- Testing før samsvar
1. Designtilnærminger for å forbedre EMC-samsvar
Det smarteste designspillet (for produkter som det er akseptabelt) er å bruke forhåndssertifiserte moduler i produktutvikling, da det sikrer en brutto reduksjon i mengden innsats som går med til sertifiseringen av produktet ditt. Imidlertid innebærer fakturering av EMC-overholdelse i utformingen av et nytt produkt evaluering (basert på scenariene der produktet skal brukes), det mulige;
- EMI-kilder (intern eller ekstern) og signaltype.
- Naturen til “offeret” og betydningen av mulig funksjonsfeil.
- Koblingssti til “offeret” - enheten (i tilfelle ekstern) eller andre enheter rundt den.
Å minimere forstyrrelser under designet innebærer å redusere interne EMI-kilder ved å ta hensyn til "små" ting som typen bryter du bruker, og litt mer vektige ting som tilkoblings- / kommunikasjonsgrensesnittene du bruker, frekvensen du bruker og mulig interferens fra eksterne kilder. Ved å undersøke miljøet der en enhet skal installeres / brukes, kan arten til ofre eller potensielle sendere, og betydningen av mulig funksjonsfeil de kan forårsake, nås og vurderes effektivt i designet.
For kobling vil et system som enkelt kobler energi til "ut" like enkelt koble energi "inn", ettersom så mange aspekter av god EMC-designpraksis gjelder både emitter og ofre, noe som betyr at en enkelt forbedring av design for å redusere utslipp også vil redusere mottakelighet. Noen av designteknikkene for å redusere utslipp som jording, skjerming har blitt diskutert under forrige EMI-artikkel tilgjengelig her.
2. Testing før samsvar
En annen måte å redusere kostnadene og muligheten for å mislykkes i testen er å utføre EMC-testing gjennom hele designprosessen ved hjelp av et EMC Pre-Compliance-testoppsett som er skreddersydd for forholdene som vil bli brukt under samsvarstestingen. Selv om det kan koste deg litt mindre enn det du kan betale for en dag med et akkreditert laboratorium, vil det øke sjansene for at enheten består testen ved første forsøk, redusere den totale testkostnaden og redusere tiden din til markedet.
Konklusjon
Mens det er enkelt å forberede seg på sertifiseringer som EMC for store organisasjoner, for nyetablerere og små selskaper, er det et annet ballspill på grunn av mangel på midler og behovet for å teste flere antagelser i løpet av de første dagene. Startups kan imidlertid redusere risikoen ved å sikre at designteamet, så tidlig som mulig under designprosessen, tar hensyn til EMI / EMC-hensyn i designprosessen. I team der kunnskapen om sertifiseringer er knapp, kan de velge å jobbe med konsulenter med erfaring i tråd med disse linjene for å gi støtte til teamet. Å gjøre dette vil ikke bare bidra til å forberede produktet for fremtidig sertifisering, men også hjelpe dem med å levere et produkt som er pålitelig for kundene.