Che cos'è il test di compatibilità elettromagnetica (EMC)?

Il concetto di compatibilità elettromagnetica
IEC 60050 (161) è equivalente a GB/T4365-1995 "Terminologia di compatibilità elettromagnetica", che definisce EMC come "l'apparecchiatura o il sistema può funzionare normalmente nel suo ambiente elettromagnetico e non costituisce una capacità elettromagnetica inaccettabile di molestare". La compatibilità elettromagnetica è la ricerca che in condizioni di spazio limitato, tempo limitato e risorse di spettro limitate. Una scienza in cui varie apparecchiature elettriche (sottosistemi, sistemi; in senso lato, organismi) possono coesistere senza causare degrado. La compatibilità elettromagnetica è costituita dalle due parti seguenti.

1. Interferenza elettromagnetica
I prodotti elettronici interferiscono con le caratteristiche di altri prodotti nell'ambiente elettromagnetico.

(1) Emissione condotta
Si riferisce al processo di propagazione dell'energia del rumore elettromagnetico attraverso uno o più conduttori (come linee elettriche, linee di segnale, linee di controllo o altri oggetti metallici). In senso lato, le emissioni condotte includono anche l'accoppiamento di impedenza comune tra diversi dispositivi e circuiti che utilizzano una terra comune o una linea elettrica comune.

(2) Emissione irradiata
Si riferisce al processo di propagazione dell'energia del rumore elettromagnetico attraverso lo spazio sotto forma di onde elettromagnetiche. Le emissioni irradiate a volte includono anche fenomeni induttivi. Nello specifico, include l'accoppiamento elettrostatico, l'accoppiamento del campo magnetico e l'accoppiamento elettromagnetico.

2. Suscettibilità elettromagnetica
Le caratteristiche dei prodotti elettronici sono soggette a interferenze da altri prodotti nell'ambiente elettromagnetico.
(1) Suscettibilità condotta
Una misura del livello di interferenza condotta richiesta per causare apparecchiature, sottosistemi, degrado delle prestazioni del sistema o risposte indesiderate.

(2) Suscettibilità irradiata
Una misura del livello di interferenza irradiata richiesta per causare apparecchiature, sottosistemi, degrado delle prestazioni del sistema o risposte indesiderate.

3. Tre elementi di compatibilità elettromagnetica
Sorgente di disturbo elettromagnetico
L'energia elettromagnetica emessa da qualsiasi forma di dispositivo naturale o elettrico può causare danni a persone o altre creature che condividono lo stesso ambiente, o causare rischi elettromagnetici ad altre apparecchiature, sottosistemi o sistemi, con conseguente degrado o guasto delle prestazioni, che è chiamato fonte di molestie elettromagnetiche.

Caratteristiche delle sorgenti di disturbo elettromagnetico
1) Il livello di emissione nella condizione della larghezza di banda specificata
2) Larghezza spettrale
In base alle caratteristiche di distribuzione della frequenza dell'energia di disturbo elettromagnetico, è possibile determinare la sua larghezza spettrale. Nel disturbo dell'onda continua, l'ampiezza dello spettro di frequenza del disturbo del ronzio è la più stretta e nel disturbo dell'impulso, l'ampiezza dello spettro di frequenza della funzione dell'impulso unitario è la più ampia.

3) Waveform
I disturbi elettromagnetici hanno varie forme d'onda. La forma d'onda è un fattore importante nel determinare l'ampiezza di frequenza del disturbo elettromagnetico.

4) Tasso di occorrenza
La distribuzione dell'intensità o della potenza del campo di disturbo elettromagnetico nel tempo è correlata al tasso di insorgenza del disturbo elettromagnetico. In base al tasso di occorrenza del disturbo elettromagnetico, può essere suddiviso in tre tipi: disturbo periodico, disturbo non periodico e disturbo casuale.

5) Caratteristiche di polarizzazione del disturbo irradiato
Le caratteristiche di polarizzazione si riferiscono alle caratteristiche variabili nel tempo della direzione del vettore dell'intensità del campo di disturbo in un dato punto nello spazio, che dipende dalle caratteristiche di polarizzazione dell'antenna. Quando le caratteristiche di polarizzazione dell'antenna della sorgente di disturbo e dell'antenna dell'apparecchiatura sensibile sono le stesse, la tensione indotta generata dal disturbo irradiato all'estremità di ingresso dell'apparecchiatura sensibile è la più forte.

6) Caratteristiche direzionali del disturbo da radiazione
La sorgente di disturbo irradia disturbi elettromagnetici in tutte le direzioni dello spazio, oppure la capacità delle apparecchiature sensibili di ricevere disturbi elettromagnetici da tutte le direzioni è diversa. I parametri che descrivono questa capacità di radiazione o capacità di ricezione sono chiamati caratteristiche direzionali.

7) Area effettiva dell'antenna
Questo è un parametro che caratterizza la capacità delle apparecchiature sensibili di ricevere l'intensità del campo di disturbo. Ovviamente, maggiore è l'area effettiva dell'antenna, maggiore è la capacità delle apparecchiature sensibili di ricevere disturbi elettromagnetici.

Classificazione delle sorgenti di disturbo elettromagnetico
1) Secondo la classificazione delle sorgenti di disturbo elettromagnetico: può essere suddivisa in tre categorie: sorgenti di disturbo naturali, sorgenti di disturbo antropiche e sorgenti di disturbo transitorie.
un. Le sorgenti naturali di disturbo sono caratterizzate dalla loro incontrollabilità. Secondo le loro diverse cause e proprietà fisiche, le sorgenti di disturbo naturali possono essere suddivise in quattro categorie: rumore elettronico, rumore elettrico-cielo, rumore extraterrestre ed elettricità statica sedimentaria.
B. Le sorgenti di disturbo provocate dall'uomo sono caratterizzate dall'essere note e controllabili. I disturbi provocati dall'uomo possono essere suddivisi in due categorie: disturbi radio e disturbi non radio.
C. Le apparecchiature industriali, scientifiche e mediche (ISM), i veicoli, le barche a motore e i motori ad accensione comandata, gli elettrodomestici, gli utensili elettrici portatili e simili, le lampade fluorescenti e gli apparecchi di illuminazione e le apparecchiature informatiche sono le principali fonti di disturbi transitori.

2) Secondo la natura della sorgente di disturbo elettromagnetico: divisa in due tipi: sorgente di disturbo a impulsi e sorgente di disturbo regolare.

3) Secondo il tempo di azione della sorgente di disturbo elettromagnetico, può essere suddiviso in sorgente di disturbo continua, sorgente di disturbo intermittente e sorgente di disturbo transitoria.
un. La fonte di disturbo continuo è una fonte di disturbo elettromagnetico a lungo termine;
B. La sorgente di disturbo intermittente è una sorgente di disturbo elettromagnetico a breve termine;
C. La sorgente di disturbo transitorio è la sorgente di disturbo elettromagnetico con tempo di azione breve e disturbo non periodico.

4) Secondo la funzione e la non funzionalità della sorgente di disturbo elettromagnetico: si divide in sorgente di disturbo funzionale e sorgente di disturbo non funzionale.
un. La fonte di molestie funzionali si riferisce alle molestie di altri sistemi, come le molestie causate da stazioni radio, industria, scienza, apparecchiature mediche, ecc., mentre un sistema funziona normalmente.
B. Le fonti di molestie non funzionali si riferiscono ai "sottoprodotti" di un sistema durante il normale funzionamento, come le molestie causate da interruttori e relè ad alta potenza.

5) Secondo la modalità di propagazione della sorgente di disturbo elettromagnetico: suddivisa in sorgente di disturbo di radiazione e sorgente di disturbo di conduzione, o una combinazione di entrambe.

Percorso di accoppiamento
Il percorso di trasmissione o il mezzo di disturbo elettromagnetico.
(1) Accoppiamento conduttivo
Il filo attraversa l'ambiente con interferenza, ovvero raccoglie il segnale di interferenza e lo conduce al circuito attraverso il filo, causando un'interferenza al circuito, che è chiamata accoppiamento di conduzione o accoppiamento diretto.

In audio frequenza e bassa frequenza, poiché lo strato schermante della linea di alimentazione, del conduttore di messa a terra e del cavo presenta una bassa impedenza, è facile diffondersi quando la corrente viene iniettata in questi conduttori. Quando il rumore viene trasmesso ad altri circuiti sensibili, può causare interferenze. Ad alta frequenza, l'induttanza e la capacità del conduttore non verranno ignorate, la reattanza induttiva aumenta con l'aumento della frequenza e la reattanza capacitiva diminuisce con l'aumento della frequenza.

(2) Accoppiamento di impedenza comune
Quando le correnti di due circuiti passano attraverso un'impedenza comune, la tensione formata dalle correnti di un circuito attraverso l'impedenza comune influenzerà l'altro circuito.

(3) Accoppiamento induttivo
a. Accoppiamento induttivo
La tensione della porta del circuito di interferenza porterà alla distribuzione delle cariche nel circuito di interferenza. Il campo elettrico generato da queste cariche può essere parzialmente captato dal circuito sensibile. Quando il campo elettrico cambia nel tempo, la carica indotta variabile nel tempo nel circuito sensibile formerà una corrente indotta nel circuito. , questo è chiamato accoppiamento capacitivo induttivo. La soluzione è ridurre il valore di resistenza del circuito sensibile e modificare la schermatura direzionale o la separazione del filo stesso.

b. Accoppiamento ad induzione magnetica
Una parte della densità del flusso magnetico generata dalla corrente nel circuito di interferenza verrà captata da altri circuiti. Quando la densità del flusso magnetico cambia nel tempo, nel circuito sensibile apparirà una tensione indotta. L'accoppiamento tra le spire è chiamato accoppiamento a induzione magnetica. Le forme principali sono l'accoppiamento della bobina e del trasformatore, l'accoppiamento tra linee doppie parallele, ecc. Le perdite nel nucleo spesso fanno sì che il trasformatore agisca come un filtro passa basso che sopprime le interferenze ad alta frequenza. L'accoppiamento tra linee parallele è la forma principale di accoppiamento a induzione magnetica. Per ridurre le interferenze, l'induttanza reciproca tra i due fili deve essere ridotta al minimo.

C. Accoppiamento di radiazioni
La sorgente di radiazione propaga le onde elettromagnetiche nello spazio libero e i due fili del circuito di induzione sono come antenne, accettano onde elettromagnetiche e formano un accoppiamento di interferenza. Quando la sorgente di interferenza è relativamente vicina al circuito sensibile, se la sorgente di radiazione ha una bassa tensione e una grande corrente, il campo magnetico gioca un ruolo importante; se la fonte di disturbo ha un'alta tensione e una piccola corrente, il campo elettrico gioca un ruolo importante. Per le interferenze causate dalle radiazioni, la tecnologia di schermatura viene utilizzata principalmente per sopprimere l'interferenza.

Attrezzatura sensibile
Si riferisce a persone o altri esseri viventi che saranno danneggiati dall'energia elettromagnetica emessa da sorgenti di disturbo elettromagnetico, nonché dispositivi, apparecchiature, sottosistemi o sistemi che causeranno rischi elettromagnetici e causeranno degrado o guasto delle prestazioni. Molti dispositivi, apparecchiature, sottosistemi o sistemi possono essere sia fonti di disturbo elettromagnetico che apparecchiature sensibili.

Per realizzare la compatibilità elettromagnetica, dobbiamo partire dai tre elementi di base di cui sopra e utilizzare misure tecniche e organizzative. Le cosiddette misure tecniche devono partire dall'analisi delle sorgenti di disturbo elettromagnetiche, dei percorsi di accoppiamento e delle apparecchiature sensibili, e adottare mezzi tecnici efficaci per sopprimere le sorgenti di disturbo, eliminare o indebolire l'accoppiamento dei disturbi, ridurre la risposta delle apparecchiature sensibili ai disturbi o aumentare il livello di sensibilità elettromagnetica. Le cosiddette misure organizzative consistono nel formulare e seguire una serie completa di standard e specifiche, effettuare un'allocazione ragionevole dello spettro, controllare e gestire l'uso dello spettro, specificare il metodo di lavoro in base alla frequenza, all'orario di lavoro, alla direzionalità dell'antenna , ecc., per analizzare l'ambiente elettromagnetico e selezionare l'area di layout per la gestione della compatibilità elettromagnetica, ecc.

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