Emc-testproces og krav til EMC-overholdelse

Som nævnt i den sidste artikel, hvor vi diskuterede elektromagnetisk interferens (EMI), er næsten alle elektroniske produkter designet til kommerciel brug og lovligt salg forpligtet til at have en eller flere certificeringer som bevis for, at produktet overholder visse regler / retningslinjer og er bestået relaterede tests. Der er tonsvis af regler, og de adskiller sig fra sted til sted, undertiden med mindre forskelle, men for hvert sted, hvor en elektronisk enhed skal sælges, skal den opfylde de standarder, der er specificeret af det styrende organ på dette sted.

Til dagens artikel vil vi se på en af de mest populære certificeringstest, som elektroniske enheder skal gennemføres; Den EMC (elektromagnetisk Compliance) Certificering. Artiklen vil dække flere ting om EMC, herunder; Hvad er EMC, hvorfor EMC er nødvendigt, hvilken slags produkter der har brug for det og de forskellige love om EMC fra land til land.

Hvad er EMC?

EMC står for elektromagnetisk overensstemmelse, og det er en proces, der eksisterer for at tilvejebringe et middel, hvorigennem en enheds evne til at fungere i et elektromagnetisk miljø kan verificeres.

Alle elektriske og elektroniske systemer eller enheder udsender et vist niveau af elektromagnetiske bølger, der kan forstyrre andre enheds funktioner, når de er tilsluttet eller placeres tæt på hinanden. Denne interferens kan medføre, at enhederne ikke fungerer korrekt på en sådan måde, at det kan være skadeligt for brugerne eller bare gøre produktet ubrugeligt. Forebyggelse og reduktion af mulighederne for dette sker var det, der førte til udviklingen af EMC-krav for at give en fælles base, hvorpå elektriske / elektroniske produkter / systemer evalueres for kvalitet og funktionel sikkerhed.

EMC bruges ofte ombytteligt med EMI, men mens der er mange ligheder mellem dem, er det vigtigt at bemærke, at EMC er ret forskellig fra EMI. EMI (elektromagnetisk interferens) er et mål for stråling, der stammer fra en enhed sammen med dens mulige konsekvens, mens EMC på den anden side er egenskaben ved et system eller en enhed, der sikrer, at den opfører sig som den blev designet i et miljø med EMI Interferens.

Betydningen af EMC

Mens de nøjagtige specifikationer varierer mellem lande og regioner, er EMC-certificeringer fortsat et af de lovmæssige krav til godkendelse af salg af elektroniske enheder i de fleste lande. På europæiske markeder skal der f.eks. Anvendes et CE-mærke på alle elektronikprodukter, inden de kan sælges, og det anvendes kun, når producenten har opfyldt alle de gældende direktiver for produktet, inklusive EMC-certificering. Et bevis på dette er overensstemmelseserklæringen (DOC), som normalt leveres med produktets brugervejledning / manual. For nye produkter kontrollerer leverandører / distributører i stor skala normalt DOC'en med tests, da de risikerer at levere ubekræftede enheder, hvilket er en handling, der behandles som bedrageri og kan føre til betydelige bøder, tilbagetrækning af produkter og fængselsstraffe.

Bortset fra lovkrav kan manglende udførelse af EMC-test på enheder have ret alvorlige konsekvenser efter salget. EMC-certificering hjælper med at øge produktets pålidelighed, da testene hjælper med at fremhæve eventuelle problemer med produktet inden produktion, hvilket giver producenten mulighed for at løse problemet uden at pådrage sig omkostningerne og forlegenheden i forbindelse med tilbagekaldelse af et produkt fra markedet eller servicegarantier.

På lang sigt sikrer gennemgåelse af EMC-certificeringsprocessen ikke kun, at du er i stand til at sælge dine produkter på markeder, der kræver det, men hjælper dig også med at opbygge et pålideligt produkt, der skaber kundetillid og bestemt øget salg.

EMC-love og certificeringskrav

Som nævnt tidligere varierer certificeringskravene mellem lande og regioner. For eksempel I USA, FCC specificerer reglerne for EMC test med regler ligesom FCC del 15 regler, som definerer max beløb af ulicenseret radiofrekvensinterferens der kan fremstilles ved forskellige enheder. Ved certificering i USA tildeles enheder FCC-mærket.

Uden for USA anvendes forskellige ISO-, IEC- og CISPR-standarder i EMC-regulering. I EU kræves CE-mærket, som kun tildeles, efter at et produkt er certificeret, for produktsalg. I Afrika kræver lande som Sydafrika et "Certificate of Compliance", der udstedes af det sydafrikanske Bureau of Standards (SABS), og lande som Nigeria udnytter IEC / CISPR-standarderne.

Straffen for straffen for manglende overholdelse varierer fra land til land, da overholdelse stadig er frivillig i visse udviklingslande, men efterhånden som landene vokser, og virkningerne af EMI bliver mere fremtrædende, er det ingen tvivl om, at strammere lovgivning vil begynde at opstå omkring det.

EMC-testproces

Der er 3 hovedkategorier af problemer i elektroniske enheder, der overvåges af EMC. Kategorierne inkluderer;

Udledning
Modtagelighed
Immunitet

1. Emissionstest:

Emission henviser til bevidst eller utilsigtet produktion af elektromagnetisk energi fra enhver kilde. For elektroniske enheder er EMC-test designet til at kontrollere for uønskede emissioner fra enheden og modforanstaltninger, der kan træffes for at reducere og forhindre dem i at påvirke andre enheder omkring dem negativt.

Emissionstest involverer måling af den udførte og udstrålede feltstyrke af emissioner i enheden, med udførte emissioner er gjort sammen med kabler og ledninger, mens udstrålet (induktiv og kapacitiv) måles i alle retninger omkring enheden.

Overvågning af strålingsemission er meget vigtig for enheder, der vil blive brugt i nærheden af andre elektroniske enheder. Det udføres ved hjælp af antenner som transducere, mens værktøjer som RF nuværende klemmer eller Line Impedance Stabilization Networks (LISN) bruges som transducere til udført emission. Transducerne er forbundet til en specialiseret EMI-testmodtager eller -analysator, der inkorporerer båndbredder og detektorer baseret på kravene i forskellige internationale EMC-standarder.

2. Test af følsomhed:

Følsomhed henviser til tendensen hos et elektrisk udstyr (normalt benævnt offeret) til at gå i stykker eller fungere, når det er i nærheden af emissioner fra en anden enhed (EMI).

Ligesom emissionstesten udføres følsomhedstest også for både udstrålet og udført interferens. For strålingsmodtagelighed involverer test normalt brugen af en kraftig kilde til elektromagnetisk stråling og en strålende antenne til at lede energien til DUT (enhed under test). For ledet følsomhed testes derimod normalt ved hjælp af kraftige signalgeneratorer sammen med en strømtang eller en anden type transformer for at injicere interferensen på kablet.

Som for alle overensstemmelsestest specificerer standarddokumenterne for begge tests, hvad testmiljøet skal være, noget udstyr der skal bruges og deres kalibrering. I de fleste standarder er Open-Area Test Sites (OATS) de anbefalede teststeder, men i nyere tid udføres test indendørs ved hjælp af specialiserede EMC-testkamre som det anekoiske og efterklangskammer. Nogle variationer i beskrivelserne ovenfor kan observeres på grund af forskellen i enhederne.

3. Immunitetstest:

Immuniteten ved en elektronisk enhed henviser til det elektroniske udstyrs evne til at fungere korrekt i nærvær af elektromagnetisk interferens.

Mens immunitet pr. Definition kan siges at være det modsatte af følsomhed, bruges de ofte om hinanden. Og ved at bestemme deres niveauer kan den elektroniske enheds evne til at fungere korrekt over for EM-interferens verificeres.

Gør dig klar til din EMC-overensstemmelsestest

Mens EMC-testene virker enkle, tager det meget arbejde, penge og tid at bestå dem. Dette hænger ikke sammen med den immaterielle karakter af EMC, hvilket gør det umuligt for producenterne at afgøre, om produkterne overholder standarderne, medmindre en test er udført, og de høje omkostninger ved udstyr, der kræves til testen, hvilket gør det at eje dem en dårlig idé, og outsourcing af det til (også dyrt, flere tusinde USD / testdag) akkrediterede compliance-laboratorier er normalt en bedre mulighed.

Mens de fleste virksomheder muligvis er i stand til at overvinde omkostningsbarrieren, er det største problem, når testresultaterne er negative. Dette er normalt et ganske vanskeligt øjeblik for virksomheden og projektledere, da ændringer ikke kan foretages under testen, hvilket betyder, at produktet skal sendes tilbage til designteamet for et redesign, og flere tusinder af dollars skal forkøles til en gentest.

Ineffektiviteten af den ovenfor beskrevne proces er en af de største bidragydere til de høje omkostninger ved forskning og udvikling og forsinkelser i produktudviklingens tidslinje. For at mindske denne risiko og øge chancerne for, at enheder bestå testene ved første forsøg, anvender virksomheder visse tilgange, der generelt kan klassificeres under to underoverskrifter, herunder;

Design
Test af præ-compliance

1. Designtilgange til forbedring af EMC-overholdelse

Det smarteste designspil (for produkter, hvor det er acceptabelt) er at bruge præcertificerede moduler til produktudvikling, da det sikrer en bruttoreduktion i den indsats, der går i certificeringen af dit produkt. At inddrage EMC-overholdelse i designet af et nyt produkt indebærer imidlertid evaluering (baseret på de scenarier, hvor produktet vil blive brugt), det mulige;

EMI-kilder (intern eller ekstern) og signaltype.
Arten af "offeret" og betydningen af mulig funktionsfejl.
Koblingssti til "offeret" - din enhed (i tilfælde af ekstern) eller andre enheder omkring den.

Minimering af interferens under designet indebærer at reducere interne EMI-kilder ved at være opmærksom på "små" ting som den type switch, du bruger, og lidt mere vægtige ting som de forbindelses- / kommunikationsgrænseflader, du bruger, den frekvens, den fungerer på, og mulig interferens fra eksterne kilder. Ved at undersøge miljøet, hvor en enhed skal installeres / bruges, kan ofrene eller potentielle udsendere og betydningen af en mulig funktionsfejl, de kan forårsage, åbnes og overvejes effektivt i designet.

Til kobling vil et system, der let kobler energi til "ud" lige så let koble energi "ind", da så mange aspekter af god EMC-designpraksis gælder for både emitter og ofre, hvilket betyder, at en enkelt designforbedring for at reducere emissioner også ville reducere modtagelighed. Nogle af designteknikkerne til reduktion af emissioner som jordforbindelse, afskærmning er blevet diskuteret under den tidligere EMI-artikel, der er tilgængelig her.

2. Test inden præ-overholdelse

En anden måde at reducere omkostningerne på og muligheden for at mislykkes med testen er at udføre EMC-test gennem hele designprocessen ved hjælp af en EMC Pre-Compliance-testopsætning, der er skræddersyet til de betingelser, der vil blive brugt under compliance-testen. Selvom det måske koster dig lidt mindre end det, du måske betaler for en dag med et akkrediteret laboratorium, vil det øge chancerne for, at enheden består testen ved første forsøg, sænke de samlede testomkostninger og reducere din tid til markedet.

Konklusion

Mens forberedelse til certificeringer som EMC er let for store organisationer, for startups og små virksomheder, er det et andet boldspil på grund af mangel på midler og behovet for at teste flere antagelser i deres tidlige dage. Startups kan dog mindske de involverede risici ved at sikre, at designteamet så tidligt som muligt under designprocessen inddrager EMI / EMC-overvejelser i deres designproces. I hold, hvor viden om certificeringerne er knap, kan de vælge at arbejde med konsulenter med erfaring i denne retning for at yde support til teamet. At gøre dette vil ikke kun hjælpe med at forberede produktet til fremtidig certificering, men også hjælpe dem med at levere et produkt, der er pålideligt for deres kunder.