Što je EMI? Istraživanje primjene detekcije elektromagnetskih smetnji

Sažetak

Što je EMI? EMI je kratica za elektromagnetsku interferenciju. Odnosi se na elektromagnetsku buku koju emitira elektronička oprema tijekom rada, a koja ometa drugu opremu putem dva puta: žičanog provođenja i prostornog zračenja. Manje interferencije mogu uzrokovati šum na zaslonu i izobličenje signala, dok će ozbiljne interferencije dovesti do isključenja opreme, kvara strujnog kruga, pa čak i sigurnosnih opasnosti. EMI je glavni kontrolni pokazatelj za EMC (elektromagnetske kompatibilnosti) certifikaciju elektroničkih proizvoda. Obvezni certifikati, uključujući domaći CCC, EU CE i američki FCC, zahtijevaju potpuna ispitivanja EMI provedenih i zračenih emisija. LISUN EMI-9KB Sustav za ispitivanje provedenih i zračenih smetnji je standardizirani automatski instrument za ispitivanje EMI-ja. Može točno uhvatiti prekomjernu elektromagnetsku buku koju generiraju sklopni izvori napajanja, motori, LED upravljački programi i druge komponente, te se široko primjenjuje za predispitivanje istraživanja i razvoja, uzorkovanje na proizvodnoj liniji i ispitivanje sukladnosti informacijske tehnološke opreme, kućanskih aparata, rasvjetnih tijela i industrijskih upravljačkih uređaja od strane trećih strana. Ovaj rad prvo pojašnjava što je EMI i mehanizam nastanka provedenih i zračenih smetnji, a zatim razrađuje sastav hardvera, tehničke pokazatelje i primjenjive standarde. EMI-9KB sustav, uspoređuje razlike parametara među svim LISUN EMI prijemnika, analizira praktičnu vrijednost ove opreme u lociranju EMI kvarova u više industrija i stjecanju EMC certifikata te pruža cjelovito rješenje za detekciju elektromagnetskih smetnji za proizvođače elektronike i ispitne laboratorije. 

Uvod

S razvojem elektroničkih uređaja visoke frekvencije i integriranim sustavom, komponente poput prekidačkih napajanja, motora s promjenjivom frekvencijom, LED upravljačkih programa i brzih čipova kontinuirano generiraju visokofrekventni elektromagnetski šum, naime EMI. Razjašnjenje što je EMI i savladavanje točnih metoda detekcije EMI-ja ključni su za dizajn elektroničkih proizvoda i kontrolu kvalitete. Prema putu širenja, EMI se dijeli na provedene smetnje i zračene smetnje: provedene smetnje zagađuju električnu mrežu putem dalekovoda i signalnih kabela, dok se zračene smetnje šire na okolnu opremu putem elektromagnetskih valova u prostoru, a oboje će uništiti stabilnost elektromagnetskog okruženja.

Velik broj tržišnih povratnih informacija pokazuje da je oko 35% kvarova elektroničkih proizvoda nakon lansiranja uzrokovano prekomjernim EMI-jem. Proizvodi koji ne prođu EMI testove ne mogu dobiti certifikate za pristup tržištu u zemlji i inozemstvu, a izvozna poduzeća suočit će se s rizicima poput carinskih zadržavanja i visokih troškova ispravljanja. Tradicionalni jednostavni analizatori spektra imaju lošu zaštitu i nepotpunu kompatibilnost sa standardima, što ne može istovremeno dovršiti integrirana ispitivanja provedenih i zračenih smetnji i dovodi do niske učinkovitosti lociranja smetnji. LISUN pokrenula je EMI-9KB Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji s potpuno zatvorenim kućištem visokog oklopa, usklađenom LISN umjetnom glavnom mrežom i CDNE mrežom za razdvajanje. U potpunosti pokriva glavne standarde ispitivanja EMI-ja, uključujući CISPR15, GB17743, EN55022 i FCC, mogu brzo locirati točke frekvencije šuma i razlikovati provođene smetnje zajedničkog/diferencijalnog načina rada te dovršavaju predispitivanje i testiranje na razini certifikacije u jednom koraku. Usredotočujući se na što je EMI, ovaj rad objašnjava osnovna teorijska znanja i sustavno raspravlja o konfiguraciji hardvera, parametrima i industrijskim primjenama EMI-9KB sustav.

Što je EMI: Osnovna teorija i analiza opasnosti elektromagnetskih smetnji

Osnovna definicija EMI-ja
Što je EMI? EMI znači elektromagnetska interferencija. Odnosi se na beskorisnu elektromagnetsku energiju koja se stvara tijekom rada električnih i elektroničkih proizvoda, a koja se veže na drugu opremu putem provođenja ili zračenja te uzrokuje smanjenje performansi i funkcionalne abnormalnosti ciljane opreme. To je kontrolna stavka „vanjskih smetnji opreme“ u EMC sustavu, što odgovara EMS-u (elektromagnetski osjetljivost) koji predstavlja sposobnost opreme da se zaštiti od vanjskih signala. EMI se fokusira samo na razinu buke koju oprema emitira prema van, a svi elektronički proizvodi u prodaji moraju kontrolirati EMI buku unutar graničnih vrijednosti određenih nacionalnim i međunarodnim standardima.

Dvije glavne klasifikacije EMI-ja: provođene smetnje i zračene smetnje
1. Provedeni EMI
Smetnje se šire kroz vodiče poput dalekovoda, podatkovnih kabela i uzemljenja, s frekvencijskim rasponom od 9 kHz do 30 MHz. Brzo prebacivanje sklopnih uređaja stvara naponske i strujne skokove, koji se dijele na smetnje uobičajenog načina rada i smetnje diferencijalnog načina rada. Tipični izvori uključuju napajanja LED pogona, adaptere i frekvencijske pretvarače, što može uzrokovati crni ekran, kvar daljinskog upravljača i prekid komunikacije električnih uređaja na istom krugu.

2. Zračeno elektromagnetsko zračenje
Smetnje se šire prema van u obliku elektromagnetskih valova unutar ispitnog frekvencijskog pojasa od 30 MHz do 300 MHz (gornja granica koju pokriva EMI-9KB). Praznine na kućištima opreme, dugi kabeli i efekti PCB antene emitiraju šum prema van. To se obično vidi kod motora velike snage, kompletnih rasvjetnih tijela i bežičnih modula, koji imaju tendenciju ometanja emitiranja, medicinskih instrumenata i elektronike vozila.

Industrijski rizici uzrokovani prekomjernim elektromagnetskim zračenjem
Proizvodi s prekomjernim EMI-jem ne mogu proći obvezne certifikate kao što su CCC, CE i FCC te se ne mogu stavljati u promet na tržište. Masovne pošiljke lako će izazvati pritužbe kupaca i povlačenje proizvoda. Ako EMI poremeti preciznu medicinsku, zrakoplovnu i opremu vozila, mogu se dogoditi sigurnosni incidenti. Primjena sustava za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji za prethodno filtriranje buke može dovršiti ispravljanje u fazi istraživanja i razvoja te uvelike smanjiti troškove usklađenosti i postprodajne troškove.

Usporedba parametara punog LISUN Serija EMI prijemnika (Tablica 1)

LISUN Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji uključuje tri modela prijemnika: EMI-9KA, EMI-9KB i EMI-9KC, primjenjivo na različite frekvencijske pojaseve ispitivanja. Osnovni parametri prikazani su u Tablici 1. Kao univerzalni model srednje do visoke klase, EMI-9KB Pokriva cijeli frekvencijski pojas od 9 kHz do 300 MHz, podržava i provedena ispitivanja i ispitivanja zračenjem od 30~300 MHz te je glavni izbor za laboratorije koji se bave rasvjetom, kućanskim aparatima i IT opremom.

Iz tablice se može vidjeti da EMI-9KB proširuje izračeni ispitni frekvencijski pojas od 30~300MHz u usporedbi s EMI-9KAi opremljen je novim standardom CDNE-M316 mreža za razdvajanje spojnica, koja u potpunosti zadovoljava zahtjeve ispitivanja zračenog EMI-ja za rasvjetne proizvode navedene u CISPR15:2018Nije potreban dodatni instrument za visokofrekventno ispitivanje, što uravnotežuje troškove i sveobuhvatnost ispitivanja, što ga čini isplativim izborom za mala i srednja poduzeća i neovisne institucije za ispitivanje.

Sastav hardvera i osnovne prednosti LISUN EMI-9KB Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji

Potpuna konfiguracija sustava
Standardni skup EMI-9KB Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji uključuje jezgru EMI-9KB prijemnik elektromagnetskih smetnji, LISN umjetna električna mreža, CDNE-M316 mreža za spajanje/razdvajanje, izolacijski transformator, atenuator i usklađeni koaksijalni kabeli. Opcionalni pribor, uključujući antenu s tri petlje, apsorpcijsku stezaljku, RF strujnu sondu, zaštitnu prostoriju i programabilni izvor čistog sinusnog vala, može se dodati za proširenje kapaciteta ispitivanja, pokrivajući sve EMI ispitne stavke kao što su provođena emisija, zračena emisija i strujni poremećaj.

Dizajn hardverske strukture protiv interferencije
Cijela EMI-9KB Prijemnik ima potpuno zatvoreno kućište visoke vodljivosti, što eliminira vlastito EMI curenje opreme s hardverske razine i rješava problem iskrivljenih podataka uzrokovanih vlastitim smetnjama običnih analizatora spektra. Unutra je ugrađena visokoprecizna jedinica za atenuaciju sa širokim dinamičkim rasponom mjerenja, koja može istovremeno uhvatiti slabe signale šuma i jakih smetnji te točno identificirati točke prekomjerne frekvencije.

Kompatibilnost s više međunarodnih i domaćih standarda
Ovaj sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji podržava sve glavne EMI propise: GB17743/CISPR15 standard za rasvjetnu opremu, GB6113.101/CISPR16 specifikacija mjerne opreme, EN55015, EN55022 Standard za opremu informacijske tehnologije, FCC Part15 specifikacija radiofrekvencijske opreme. Generirana izvješća o ispitivanju usvajaju međunarodni opći format i mogu se izravno podnijeti za domaće CCC, EU CE i sjevernoameričke FCC zahtjeve za certifikaciju.

Inteligentni softver i praktično rukovanje
Usklađeni dvojezični softver za testiranje na kineskom i engleskom jeziku kompatibilan je sa svim verzijama sustava Windows, od Win7 do Win11. Automatski dovršava skeniranje frekvencijskog pojasa, usporedbu ograničenja, označavanje šuma i izvoz izvješća. Deseci tisuća krivulja ispitivanja mogu se automatski pohraniti. Inženjeri mogu pratiti točke prekomjerne frekvencije kako bi brzo locirali izvore EMI smetnji poput preklopnih cijevi, transformatora i kabela, što znatno skraćuje cikluse ispravljanja proizvoda.

 Prilagodba zračenim ispitivanjima prema novim standardima
U skladu s najnovijim zahtjevima CISPR15:2018 standardno, sustav je opremljen standardnim CDNE-M316 mreža za razdvajanje i spajanje koja zamjenjuje stare CDN uređaje, koja može točno dovršiti EMI testove zračenja rasvjetne opreme unutar 30MHz~300MHz i zadovoljiti obvezne zahtjeve za izvozno testiranje LED uličnih svjetiljki, panelnih svjetiljki i pogonskih napajanja.

Scenariji primjene u više industrija EMI-9KB Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji

Industrija LED rasvjete
LED rasvjetna tijela, pogonski napajači i COB izvori svjetlosti su proizvodi s visokom učestalošću EMI-ja. Visokofrekventno prebacivanje sklopnih napajača lako generira provedeni šum, a dugi kabeli cijelih rasvjetnih tijela dovest će do prekomjernog zračenja. EMI-9KB Sustav za ispitivanje provedenih i zračenih smetnji može sinkronizirano dovršiti provedena i zračena ispitivanja u skladu sa standardom CISPR15, točno locirati nedostatke filtera napajanja i zaštitnih rupa na kućištima, pomoći proizvodima da prođu EMC certifikat za rasvjetne proizvode, a također je uobičajeni instrument za podršku ispitivanjima elektromagnetskog okruženja u IES-u. LM-80 laboratoriji za starenje i održavanje lumena.

Industrija kućanskih aparata
Motori za pretvorbu frekvencije hladnjaka, klima uređaja i perilica rublja, kao i adapteri malih kućanskih aparata, nose rizik od elektromagnetskih smetnji, a provedena buka opreme onečišćuje kućne električne mreže. EMI-9KB Može brzo skenirati frekvencijski pojas od 9 kHz do 30 MHz, razlikovati smetnje uobičajenog i diferencijalnog načina rada, voditi inženjere u optimizaciji EMI filterskih krugova i zadovoljavati nacionalne standardne zahtjeve za EMI ograničenja za kućanske aparate.

Oprema za informacijsku tehnologiju (IT)
Proizvodi poput računala, monitora, pisača i usmjerivača moraju biti u skladu s EN55022 standard. EMI koji generiraju čipovi matične ploče i sklopni izvori napajanja ometat će signale miša, tipkovnice i mreže. Ovaj sustav za ispitivanje provedenih i zračenih smetnji može provesti predtestiranje u fazi istraživanja i razvoja kako bi se izbjeglo masovno ispravljanje tijekom masovne proizvodnje.

Nezavisne institucije za testiranje
Laboratoriji trećih strana moraju izdati vjerodostojna izvješća o EMI ispitivanju. Pogreška podataka ispitivanja EMI-9KB kontrolira se unutar ±2 dB, a njegov hardver i softver u potpunosti su u skladu sa specifikacijama mjerne opreme CISPR16 za ispitivanje na razini certifikacije. Jedan set opreme može uzeti uzorke rasvjete, kućanskih aparata i IT proizvoda kako bi se poboljšala stopa iskorištenosti opreme u laboratorijima.

Poduzeća za istraživanje i razvoj elektroničkih komponenti
Proizvođači energetskih modula, transformatora, konektora i tiskanih pločica mogu koristiti ovaj sustav za EMI zaslonjivanje dolaznih i poluproizvodnih komponenti kako bi suzbili elektromagnetske smetnje na izvoru komponente i smanjili poteškoće ispravljanja EMI-ja cijelog stroja.

Praktična vrijednost EMI-9KB Lokacija EMI kvara u sustavu

Nakon pojašnjenja što je EMI, glavni zahtjev je brzo pronaći izvor prekomjerne buke. EMI-9KB Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji ima tri glavne prednosti lokacije:

Prvo, označava prekomjerne frekvencije segmentiranim skeniranjem i izravno prikazuje razliku između amplitude šuma i standardnih graničnih vrijednosti, omogućujući inženjerima brzo zaključavanje odgovarajućih komponenti sklopa;

Drugo, odvaja interferenciju energetskih i signalnih portova s ​​LISN-om i CDNE-om kako bi se razlikovale dvije vrste EMI-ja (provodni i zračeni) i procijenili smjerovi ispravljanja (dodavanje filtera / optimizacija zaštite);

Treće, krivulje ispitivanja mogu se spremiti za usporedbu, a podaci prije i poslije ispravljanja mogu se vizualno usporediti kako bi se provjerila učinkovitost shema suzbijanja EMI-ja i skratili ciklusi istraživanja i razvoja proizvoda. Tradicionalni namjenski EMI prijemnici zahtijevaju ponovljena iterativna ispitivanja, dok EMI-9KB može smanjiti vrijeme otklanjanja EMI problema za više od 60%.

Zaključak

Pojašnjenje Što je EMI je temelj dizajna i ispitivanja elektromagnetske kompatibilnosti elektroničkih proizvoda. Prekomjerni EMI izravno će ometati pristup tržištu proizvoda i izazvati sigurnosne opasnosti za opremu, a standardizirani sustav za ispitivanje vodljivih i zračenih smetnji ključni je instrument za rješavanje takvih problema. Podržan je kompletnim ispitnim frekvencijskim pojasom od 9 kHz do 300 MHz, potpuno zaštićenim kućištem protiv smetnji, punim setom standardnih odgovarajućih komponenti i mogućnošću kompatibilnosti s više regulacija. LISUN EMI-9KB Sustav za ispitivanje provedenih i zračenih smetnji obuhvaća istraživanje i razvoj, inspekciju kvalitete i scenarije certificiranja od strane trećih strana u glavnim industrijama, uključujući LED rasvjetu, kućanske aparate i opremu informacijske tehnologije.

U usporedbi s istom serijom EMI-9KA i high-end EMI-9KC, EMI-9KB uravnotežuje frekvencijski pojas ispitivanja, cijenu opreme i točnost detekcije. Ne samo da može dovršiti predtestiranje u fazi istraživanja i razvoja kako bi se brzo locirali izvori EMI smetnji poput sklopnih napajanja i motora, već i izdati sukladna izvješća o ispitivanju na razini certifikata, ostvarujući jedinstveno testiranje provedenih EMI-ja i zračenih EMI-ja od 30~300MHz. U kontekstu sve strože globalne elektromagnetske kontrole elektroničkih proizvoda, EMI-9KB Sustav za ispitivanje provođenih i zračenih smetnji opremljen CDNE-M316 Mreža za spajanje može pomoći proizvođačima da unaprijed kontroliraju rizike od elektromagnetskih smetnji, smanje troškove certificiranja, postprodajne usluge i opoziva proizvoda te pruže pouzdanu podršku testiranju za stabilno i sukladno lansiranje svih vrsta električnih i elektroničkih proizvoda.