電磁兼容性(EMC)測試是產(chǎn)品設(shè)計(jì)之旅的關(guān)鍵部分,在您的產(chǎn)品投放市場之前,EMC認(rèn)證是必要的障礙,因此您必須正確設(shè)計(jì)這一元素。
然而,盡管其重要性,排放測試通常會留到產(chǎn)品設(shè)計(jì)生命周期的后期。這樣做,在您計(jì)劃的發(fā)布之前不久,項(xiàng)目延遲和成本超支的風(fēng)險就會增加 - 正是在您不需要這種類型的頭痛時。這就是為什么好在產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)劃的各個階段進(jìn)行EMC排放測試,以確保您終不會陷入困境。
什么是電磁兼容性(EMC)測試?
EMC測試有助于大限度地降低設(shè)備產(chǎn)生的輻射或傳導(dǎo)輻射干擾其附近其他電子產(chǎn)品的可能性。還進(jìn)行了EMC測試,以確保您自己的電子設(shè)備能夠在其他電磁輻射源周圍繼續(xù)按預(yù)期運(yùn)行。
了解傳導(dǎo)和輻射的排放
電磁輻射是產(chǎn)品發(fā)射的射頻(RF)能量。主要有兩類:傳導(dǎo)和輻射。
在高達(dá)30 MHz的頻率下,許多電子設(shè)備中的電纜和導(dǎo)體不能很好地用作天線。因此,在這些頻率下,輻射發(fā)射幾乎不受關(guān)注。然而,這些電纜和導(dǎo)體可以通過共享電源或負(fù)載傳導(dǎo)RF能量,其中這些傳導(dǎo)發(fā)射可能開始干擾其他電子設(shè)備。
在30 MHz以上,傳導(dǎo)發(fā)射通常不再是一個問題,但導(dǎo)體和電纜成為可能輻射射頻能量的天線,從而可能對其他設(shè)備造成干擾。測量傳導(dǎo)和輻射發(fā)射時,測試程序和設(shè)備略有不同。雖然用于減輕其影響的濾波器組件類似,但它們通常具有不同的電氣值。
電磁輻射標(biāo)準(zhǔn):
雖然美國(FCC第15部分)和歐洲(CISPR 22 / EN 55022)有單獨(dú)的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn),但這兩種方法大致“協(xié)調(diào)一致”。這意味著如果您的設(shè)備滿足一個設(shè)備的要求,它通常也會滿足其他標(biāo)準(zhǔn)的需求。
此外,還有針對傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的單獨(dú)規(guī)范。美國和歐洲標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了兩種類型的排放限制,并將其應(yīng)用于終系統(tǒng),包括其電源。
使用電源進(jìn)行EMC測試:
許多用于內(nèi)部安裝的電源經(jīng)過測試,符合EMC法規(guī)作為獨(dú)立產(chǎn)品。雖然在您的設(shè)計(jì)中使用兼容的電源可以在測試整個系統(tǒng)時將EMC問題的可能性降至低,但您無法保證無故障駕駛。遵循電源供應(yīng)商推薦的電路設(shè)計(jì)可以幫助解決這個問題。
壁式插座和臺式機(jī)外部電源的設(shè)計(jì)和測試也符合獨(dú)立產(chǎn)品的法規(guī)要求。但是,如果您的設(shè)計(jì)將供電單元與負(fù)載相結(jié)合,則需要測試整個系統(tǒng)以確保其符合EMC規(guī)定。由于這種電源的電路封裝在一個盒子中,因此使用外部元件解決EMC難題比使用電路板安裝或機(jī)箱安裝電源更困難。
另外要記住的是大多數(shù)電源都使用開關(guān)拓?fù)?。這些供應(yīng)拓?fù)涔逃械禺a(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)發(fā)射,這些發(fā)射已經(jīng)被電源開發(fā)團(tuán)隊(duì)所緩解。此外,當(dāng)您向電源添加負(fù)載時,系統(tǒng)可能會產(chǎn)生進(jìn)一步的排放。為了彌補(bǔ)組合電源和負(fù)載發(fā)出的不確定性,佳做法是在電源測試結(jié)果中留出余量,以說明應(yīng)用負(fù)載時會發(fā)生的變化。
為什么要盡早測試EMC
EMC測試直到項(xiàng)目后期才有很多原因。一個是進(jìn)行此類測試的難度 - 但是有專業(yè)實(shí)驗(yàn)室可以提供所有必需的設(shè)備和工作人員。
另一個常見的誤解是電源是EMC問題的主要原因,因此如果電源已經(jīng)通過其獨(dú)立測試,它插入的系統(tǒng)也將通過。實(shí)際上,它不起作用,因?yàn)殡娫赐ǔJ荅MC問題的“信使”,而不是原因。
此外,還有成本要素。在您接近生產(chǎn)時對您的設(shè)計(jì)進(jìn)行更改比在此過程中更早地進(jìn)行更改并且早期篩選測試的成本顯著低于全面認(rèn)證測試的成本。你越早發(fā)現(xiàn)問題,他們就越便宜。
測試EMC的不同方法
雖然您的終測試需要在經(jīng)過認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室中使用校準(zhǔn)測試套件完成,但完全可以在內(nèi)部進(jìn)行早期測試,其中不一定需要大量設(shè)備。
對于傳導(dǎo)發(fā)射測試,您需要一個合適的頻譜分析儀和線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN),對于輻射發(fā)射測試,合適的頻譜分析儀和天線就足夠了 - 盡管注意,好在電氣安靜的空間內(nèi)進(jìn)行此測試,在這個空間中,您可以在EMC天線和您正在測試的設(shè)備之間有三米或更長的距離。
下圖顯示了典型的傳導(dǎo)發(fā)射測試設(shè)置
進(jìn)行排放測試設(shè)置
下圖顯示了典型的輻射發(fā)射測試設(shè)置
輻射發(fā)射測試設(shè)置
如果您愿意,也可以在專門的人員測試實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行早期測試,使用這些專用設(shè)施進(jìn)行早期測試的成本通常非常低,特別是當(dāng)您將其與后期重新設(shè)計(jì)工作的成本進(jìn)行比較時。此外,在高峰時段之外預(yù)訂您需要進(jìn)行初步測試的短時間段相對容易。
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