Test EMC

 

EMC, Test di Compatibilità Elettromagnetica è un acronimo. Tutti gli apparecchi elettronici hanno il potenziale di generare campi elettromagnetici e di essere sensibili a essi. Con l'aumento costante degli apparecchi elettronici nella vita quotidiana, la capacità di interferire tra loro è molto grande. Fintanto che non vengono considerati i problemi di EMC, non si può considerare completato il progetto di un prodotto elettrico o di un'installazione. Questo non è solo importante per i prodotti comunemente usati come televisori, computer, ecc.; è particolarmente rilevante per i prodotti commerciali molto più grandi come veicoli, aerei, navi e impianti industriali. Senza un test EMC standardizzato, le conseguenze dei guasti dell'apparecchiatura dovuti a interferenze EMC potrebbero causare risultati negativi in situazioni come nel settore aerospaziale o automobilistico, ed è particolarmente importante in contesti in cui sono coinvolti la vita privata e la sicurezza.

Gli standard di test EMC sono stati sviluppati per fornire processi di test definiti per la verifica degli apparecchi elettronici. Questi standard, provenienti da enti governativi, produttori e gruppi industriali, sono importanti per garantire che i test EMC vengano eseguiti in modo coerente in laboratorio, riducendo o eliminando le variabili.

Esistono standard di test EMC per diverse categorie di prodotti o applicazioni. Ad esempio, i produttori di veicoli, l'industria aerospaziale, i requisiti governativi, il settore medico, commerciale, le grandi aziende, ecc. seguono standard EMC diversi a seconda della categoria del loro prodotto. Il test EMC garantisce che un prodotto soddisfi le misure richieste per essere idoneo alla vendita sul mercato. Il primo passo nel determinare lo standard di test EMC applicato a un prodotto è determinare la categoria in cui rientra. Il secondo passo, poiché i requisiti di test possono variare in base ai diversi paesi, è importante considerare il paese in cui verrà venduto il prodotto.

Il test EMC si suddivide in due ampie categorie: test di immunità e test di emissione. Il test di immunità verifica la capacità di un prodotto di continuare a funzionare normalmente quando è esposto a segnali esterni. Questo test verifica che il prodotto funzioni correttamente anche se sono presenti altri segnali nelle vicinanze. Il test di emissione misura l'intensità dei segnali prodotti e emessi involontariamente dal prodotto; questi segnali indesiderati emessi dal prodotto possono interferire con altri apparecchi elettronici nelle vicinanze.

Il test EMC è una fase fondamentale nel processo di sviluppo del prodotto in quanto fornisce la prova che il prodotto è conforme alle normative EMC applicabili. Dopo un programma di test di successo, puoi essere sicuro che la affidabilità del tuo prodotto aumenterà, riducendo i problemi di garanzia, abbassando i costi di assistenza e rafforzando la fiducia nel marchio. Il test evidenzia anche i problemi potenziali che possono essere corretti prima della produzione. Avere l'equipaggiamento e il design giusti per il test EMC, forniti da un partner affidabile, gioca un ruolo cruciale nel successo a lungo termine del prodotto e aumenta la fiducia del cliente.

Il test EMC, conosciuto anche come test di compatibilità elettromagnetica, è diventato un elemento molto importante per gli ingegneri di progettazione in tutto il mondo.

 

Quale tipo di test EMC viene eseguito?

Quali sono i tipi di test EMC?

1. Le emissioni trasmesse sono energia elettromagnetica che ritorna al cavo di alimentazione e che può influenzare gli apparecchi elettronici nelle vicinanze.
2. Le emissioni irradiate sono un campo elettromagnetico vuoto che si diffonde lontano dai dispositivi testati nell'aria. Questo include la misurazione del campo elettromagnetico, sia intenzionale che non intenzionale, emesso dai dispositivi testati. Le emissioni vengono prodotte dalla variazione della corrente da qualsiasi sorgente digitale.
3. La scarica elettrostatica (ESD) include l'applicazione di una scarica controllata in un'area del prodotto accessibile tramite il tocco umano. Per applicare l'ESD a una superficie conduttiva viene utilizzato un puntale di scarica di contatto. Per applicare l'ESD a una superficie non conduttiva, viene utilizzato un puntale di scarica aerea.
4. Immunità alla radiazione è un segnale RF misurato inviato nell'aria per simulare diverse interferenze da disturbi elettrici che un prodotto può incontrare durante il suo utilizzo.
5. Le sovratensioni sono l'energia causata dal commutamento di alta tensione o dalle scariche indirette di fulmini nelle vicinanze. Un prodotto normale può subire diverse sovratensioni in un anno.
6. L'immunità irradiata è un test per determinare l'immunità generale alle aree irradiate. Queste aree sono direttamente collegate al materiale sotto il cavo di alimentazione tramite una rete di separazione o connesso alle linee tramite una pinza EM o una sonda di iniezione di corrente collettiva.
7. I cali di tensione e le interruzioni sono un test EMC che aiuta a garantire che il dispositivo funzioni correttamente quando il cavo di alimentazione è sottoposto a fluttuazioni di tensione. Il tempo e la profondità di immersione sono determinati dallo standard a cui il prodotto è sottoposto. Le interruzioni sono causate da guasti nella rete o grandi cambiamenti improvvisi di carico.

 

 

Dove può essere eseguito il test EMC?

Il test può essere eseguito nel tuo centro o in un laboratorio di test accreditato. I test effettuati nel tuo centro consentono di configurare e monitorare il tuo equipaggiamento e assicurano che i tuoi ingegneri possano essere facilmente assistiti in caso di problemi durante il test.

 

Qual è la differenza tra EMI e EMC?

La compatibilità elettromagnetica, ovvero EMC, è probabilmente meglio definita dal punto di vista di EMI. EMI o RFI, se limitati da 9 kHz a 275 GHz, sono generalmente considerati rumore in un sistema di comunicazione. Questo significa che EMI è un disturbo che interferisce con la trasmissione e/o la ricezione di informazioni o segnali indesiderati.

In generale, esistono due principali fonti di EMI o rumore. EMI irradiata si genera attraverso l'aria, mentre EMI conduttiva viene trasmessa attraverso un conduttore o altro materiale. EMC, quindi, è la capacità di sistemi elettrici ed elettronici di operare senza interferire l'uno con l'altro in modo significativo.

 

Perché è necessario eseguire il test EMC?

Motivi per cui dovresti dare importanza al test EMC

Fatta eccezione per alcune circostanze, se progetti, produci o importi prodotti elettronici, è quasi certo che devi considerare la EMC.

Protezione dello spettro elettromagnetico

Abbiamo a disposizione una quantità limitata di spettro elettromagnetico da utilizzare per cose come trasmissione radio, comunicazione a microonde, apparecchi a raggi X e molti altri dispositivi.

Purtroppo, anche gli apparecchi elettronici senza trasmettitore emettono radiazioni elettromagnetiche come effetto collaterale dei correnti e tensioni che sono insite nei circuiti elettronici. Senza limitazioni sulla quantità di radiazione elettromagnetica indesiderata, lo spettro elettromagnetico potrebbe essere compromesso e le bande di frequenza assegnate alla trasmissione radio potrebbero essere messe in pericolo.

Con l'aumento del numero di dispositivi elettronici cablati e senza fili, lo spettro elettromagnetico già congestionato diventerà ancora più sovraffollato. Proteggere questa risorsa fondamentale è di importanza cruciale per garantire il funzionamento dei dispositivi elettronici in futuro.

 

Sicurezza

Per molti prodotti e settori, il test EMC può significare la differenza tra vita e morte. Molti prodotti nei settori medico, industriale, aerospaziale e automobilistico sono critici per la sicurezza.

Se questi prodotti falliscono a causa di eventi elettromagnetici come fluttuazioni di potenza, ESD o campi elettrici irradiati, le vite potrebbero essere in pericolo. Ad esempio, immagina che su un aereo ci siano 300 telefoni cellulari che trasmettono 7 watt di potenza a 36.000 piedi di altezza. Il test EMC è essenziale per garantire che i sistemi elettrici possano resistere a tali ambienti elettromagnetici.

 

Performance del prodotto (qualità)

Le prestazioni di un dispositivo elettronico possono essere facilmente influenzate da eventi EMC, sia interni che esterni. Ad esempio, se l'alimentatore interno è molto rumoroso, può influenzare negativamente misurazioni analogiche delicate (ad esempio per prodotti sensoriali) o ridurre l'effetto di un trasmettitore radio (per dispositivi wireless). Entrambi sono esempi di problemi EMC interni.

Esternamente, l'EMC applicato può influenzare in modo negativo i dispositivi in una miriade di modi, dalla distorsione dei dati alla precisione della misura, alle prestazioni RF e ai circuiti integrati. Il test EMC aiuta a garantire che il dispositivo continui a funzionare come previsto in un tipico ambiente EMC e riduca il numero di ritorni del prodotto causati da prestazioni EMC insufficienti.

 

Impegno dei laboratori di test e del personale governativo

Considerando la variabilità ben documentata dei risultati dei test da laboratorio a laboratorio, è facile vedere come l'alto costo dei test validi possa diventare un onere per aziende di qualsiasi dimensione, indipendentemente dalla quantità di dispositivi non conformi che entrano nel mercato ogni anno.

È vero che il test EMC può rappresentare un onere considerevole sia per i produttori piccoli che grandi, e le prestazioni talvolta possono essere discusse. Tuttavia, le regole sono emerse come risultato di problemi reali.

Sanzioni pecuniarie

Se un dispositivo non conforme viene catturato durante il test, le multe e le azioni correttive possono variare da insignificanti a gravi. Il test EMC riduce al minimo questi e simili problemi.

Come dimostrato da un campione di 10.000 prodotti con un tasso di non conformità di circa il 60% in alcune regioni della Turchia, l'applicazione di tali test è ancora poco diffusa. Tuttavia, ci sono alcuni rischi associati ai prodotti non conformi, che coinvolgono sia il diritto civile che quello penale.

Sicurezza

Il motivo valido per il test EMC è garantire la sicurezza degli utenti e degli operatori di apparecchi elettronici e sistemi che sono parte integrante dei tuoi prodotti.

Normative e standard

Se i motivi sopra citati non giustificano la necessità di eseguire il test EMC, non si può negare che la maggior parte dei test EMC siano obbligatori e definiti da uno degli standard applicabili. Dal punto di vista normativo, è necessario eseguire solo i test applicabili per evitare sanzioni per non conformità. L'applicabilità può essere determinata in base alla posizione del produttore, alla posizione geografica dell'utente finale o all'industria stessa.

 

Come puoi aiutare con i test EMC durante la progettazione?

Chiaramente, la compatibilità EMC può essere una sfida di sviluppo significativa a seconda del tipo di scheda che stai progettando. Infatti, per le industrie più restrittive (aerospaziale, automobilistica, dispositivi medici), l'incompatibilità è sinonimo di fallimento. Pertanto, comprendiamo cosa sia il test EMC e perché sia necessario. La domanda rimanente è se puoi aiutare durante il processo di progettazione. Possiamo aiutare in questo processo, ma il livello di aiuto dipende dallo strumento di progettazione che stai utilizzando.

I seguenti passaggi possono essere avviati dalla maggior parte dei programmi di progettazione e aiutano a semplificare il processo di test:

 

 

Strumenti di progettazione per il test EMC

1. Usa bene il grounding

Uno dei modi più efficaci per controllare EMI e aiutare EMC è utilizzare un buon sistema di messa a terra, che riduca i cicli di terra e le vibrazioni a terra.

2. Applica il filtraggio

Per i pannelli ad alta potenza e le PCBA con alimentatori a commutazione, una buona filtrazione è essenziale per raggiungere il test EMC e gestire la regolazione della tensione e il rumore.

3. Includi punti di test nel tuo design

Punti di test posizionati strategicamente possono anche essere utili per il test della scheda al banco.

4. Usa schermature quando necessario

Lo schermaggio può essere utile e necessario per i radiatori ad alta potenza.

 

Incorporare quanto sopra nel tuo design aiuterà con il test EMC. Tuttavia, l'aiuto più utile è condurre un analisi EMC durante la progettazione. Questo ti consente di fare le modifiche necessarie prima di costruire le tue schede, risparmiando tempo e costi.

 

Perché è necessario il test di compatibilità elettromagnetica (EMC)?

Anche se non è così comune nei media come la sicurezza alimentare o dei giocattoli, la mancata considerazione della compatibilità elettromagnetica e del test EMC ha avuto come risultato il ritiro di alcuni prodotti ben documentati. Alcuni marchi noti considerano le normative EMC e RF molto serie.

 

Quali sono le normative legali per il test di compatibilità elettromagnetica (EMC)?

Per prevenire i problemi EMC, il governo del Regno Unito ha introdotto leggi rigorose nel 1992 che obbligano tutti i produttori di dispositivi elettronici a garantire che i loro prodotti siano compatibili elettromagneticamente.

Anche gli utenti commerciali richiedono che i prodotti acquistati siano contrassegnati con il marchio CE. Questo marchio indica che i prodotti soddisfano tutte le normative pertinenti in vigore in Europa, comprese quelle che riguardano il test EMC, come definito dai Statutory Instruments del Regno Unito. La legislazione in vigore guida i produttori verso la dimostrazione della conformità EMC tramite il test di tipo EMC. Per dimostrare la conformità EMC, ci sono due modi principali:

Proclamazione di conformità: il test EMC viene eseguito secondo gli standard armonizzati e viene rilasciato un test che è conosciuto come una Dichiarazione di Conformità dell'Unione Europea per il prodotto.

File tecnico di costruzione: con un organismo autorizzato, eseguire i test su un piano di test alternativo o ridotto, quindi inviare tutta la documentazione all'organismo come un file tecnico di costruzione.

Se un caso arriva in tribunale, il produttore può difendersi mostrando di aver preso tutte le precauzioni ragionevoli e le cure necessarie. Ha testato il prodotto, ha effettuato test di compatibilità elettromagnetica e ha compiuto sforzi adeguati per non violare la legge.

 

 

Come ridurre il rischio con il test di compatibilità elettromagnetica (EMC)?

Poiché il test di compatibilità elettromagnetica (EMC) è un fenomeno astratto, è difficile per i produttori sapere se i loro prodotti sono compatibili elettromagneticamente. Il modo più semplice per scoprirlo è condurre test scientifici di compatibilità elettromagnetica (EMC). Questi devono essere eseguiti su un modello di produzione e potrebbe essere necessario ripetere i test in un secondo momento per garantire che la conformità venga mantenuta dopo le modifiche alla produzione. I componenti e gli accessori OEM devono essere forniti con una Dichiarazione di Conformità e il prodotto finale deve essere verificato per la conformità all'uso previsto.

 

Test civili

• Test di immunità alla scarica elettrostatica

• Test di immunità al campo elettromagnetico irradiato

• Test di immunità ai transitori elettrici rapidi e all'esplosione

• Test di immunità alle situazioni di emergenza

• Test di immunità ai disturbi causati dai campi RF

• Test di immunità ai campi magnetici a frequenza di rete

• Test di immunità ai campi magnetici in forma di scintilla

• Test di immunità ai cali di tensione, alle interruzioni e ai cambiamenti di tensione

• Test di distorsione comune in frequenza da 0 Hz a 150 kHz

• Emissione armonica di corrente

• Test dei limiti di fluttuazioni della tensione e delle interruzioni

• Test di disturbo nelle connessioni di tensione

• Dispositivi elettronici per uso domestico, elettronica per la casa e dispositivi simili

• Dispositivi per ambienti residenziali, commerciali e industriali leggeri

• Dispositivi di media industriale

• Dispositivi medici elettrici

• Dispositivi per misurazioni, controllo e uso in laboratorio

• Fonti di alimentazione a bassa tensione

• Problemi di compatibilità elettromagnetica e radiofrequenze per dispositivi radio e servizi, con test di immunità e di emissione

• Dispositivi di controllo per ascensori, scale mobili

• Dispositivi per saldatura ad arco

• Sistemi di alimentazione continua (UPS)

• Sistemi di trasferimento statico e requisiti di compatibilità elettromagnetica

• Sistemi di segnalazione del traffico stradale

• Sistemi di controllo automatico

• Test di immunità per sistemi di allarme antincendio, antifurto e generali per la compatibilità elettromagnetica

• Dispositivi per rilevamento di gas infiammabili e tossici

• Dispositivi di illuminazione generale

• Impianti elettrici ed elettronici sulle navi

• Applicazioni ferroviarie: compatibilità elettromagnetica, sezione 3-2: treno – attrezzatura

• Norme di compatibilità elettromagnetica per dispositivi di controllo e protezione

• Sistemi di misura dei fluidi dinamici

• Dispositivi elettronici utilizzati nell'automotive

Come possiamo essere sicuri che il nostro equipaggiamento abbia superato il test?

Poiché il test EMC e la sicurezza sono priorità molto alte per noi, utilizziamo tecniche di progettazione comprovate come il filtraggio, la progettazione a tenuta e lo schermaggio, che sono state copiate e applicate nella nostra gamma di prodotti. Ciò garantisce un tasso di passaggio molto elevato quando passiamo ai requisiti ufficiali. Combinato con l'esperienza nel test di resistenza elettromagnetica, questo crea un prodotto molto silenzioso e affidabile. Inoltre, vengono spesi tempi significativi nei laboratori di test per filtrare e comprovare nuovi concetti proposti.

 

Il test EMC stabilisce i requisiti per tutti i dispositivi elettronici o elettrici per garantire che non interferiscano con altri dispositivi elettronici e non creino problemi tecnici. I produttori dimostrano la conformità ai requisiti EMC tramite i test sui loro prodotti. Gli standard EMC obbligatori per i dispositivi elettronici sono stati introdotti nel 1996 e sono resi possibili tramite i test e il marchio CE ottenuto.

Dispositivi per cui il test EMC è obbligatorio

Il dispositivo non dovrebbe causare interferenze elettromagnetiche superiori a quelle stabilite dalla legislazione per non bloccare l'uso dei dispositivi completati o causare problemi tecnici. Questi dispositivi includono; attrezzature per la produzione industriale, ricevitori radio e televisivi, apparecchiature radio, telefoni cellulari e dispositivi radio commerciali, elettrodomestici, apparecchiature elettroniche domestiche, radio di bordo per navi e aerei, apparecchiature educative elettroniche, lampade, lampade fluorescenti, reti di telecomunicazioni, trasmettitori. La creazione, trasmissione e ricezione di energia elettromagnetica senza causare interferenze durante questi stadi è definita compatibilità elettromagnetica.

Principi del test EMC in due gruppi

Per garantire che il prodotto possa essere commercializzato sia a livello nazionale che per l'esportazione, la compatibilità elettromagnetica è un criterio ricercato. Pertanto, il test EMC è obbligatorio. Se il prodotto non soddisfa i requisiti del paese in cui viene venduto, non può essere commercializzato in quel paese. Vengono effettuati test sia a livello di dispositivo che a livello di piattaforma e sistema. Durante questi test vengono stabiliti gli standard EMI-EMC. Questi standard determinano la qualità elettromagnetica del prodotto e analizzano gli eventi di emissione e immunità, spesso combinandoli nello stesso standard. I principi fondamentali nella compatibilità elettromagnetica sono l'emissione di disturbi elettromagnetici (Emission) e l'immunità ai disturbi elettromagnetici (Immunity).

Metodi di test dell'emissione

La misurazione della radiazione elettromagnetica, la misurazione della tensione della onda di disturbo e la misurazione della potenza delle onde disturbi fragili e delle onde di disturbo a bassa frequenza della rete. L'immunità include la scarica elettrostatica, i picchi di tensione rapidi sui conduttori, l'effetto delle alte frequenze tramite radiazione e i picchi di sovratensione, le interruzioni di tensione. I test di emissione EMC vengono effettuati con due metodi: uno tramite conducibilità dove vengono misurate le correnti e le tensioni del dispositivo, l'altro tramite irraggiamento dove vengono misurate le correnti di campo elettrico e magnetico.

4 Ambienti di test differenti

Esistono 4 ambienti di test per applicazioni EMC. Questi sono: stanza semi-anecoica, stanza schermata, area di test all'aperto e stanza totalmente anecoica. La stanza schermata crea un'area isolata da ambienti elettromagnetici esterni, come nel caso della gabbia di Faraday. La stanza anecoica è un'area con materiali che assorbono le onde elettromagnetiche sulle pareti. Gli standard utilizzati nei test EMC includono limiti di test, metodi e caratteristiche che possono variare. Tuttavia, generalmente i test vengono analizzati sotto due categorie principali: Immunità ed Emissione. I test di immunità EMC garantiscono che il dispositivo funzioni correttamente senza interferire con altri dispositivi presenti nell'ambiente.

Test di immunità continui e intermittenti

Scarica elettrostatica, radiazione RF, test di campo elettromagnetico. Regimi rapidi di transizione elettrica, picchi improvvisi, distorsioni trasmesse da campi RF, distorsioni magnetiche in frequenza di rete e test di interruzione e abbassamento della tensione fanno parte dei test di immunità. I test di emissione includono radiazione, distorsione di trasmissione, armoniche, fluttuazioni di tensione, interruzioni, disturbi di potenza e rumore.