Какво е EMI? Изследване на приложението за откриване на електромагнитни смущения

Резюме

Какво е EMI? EMI е съкращение от EMI (електромагнитна интерференция). Това е електромагнитен шум, излъчван от електронно оборудване по време на работа, който смущава друго оборудване по два пътя: проводяща проводимост и пространствено излъчване. Незначителните смущения могат да причинят шум на екрана и изкривяване на сигнала, докато силните смущения ще доведат до изключване на оборудването, повреда във веригата и дори до опасности за безопасността. EMI е основният контролен индикатор за сертифициране по EMC (електромагнитна съвместимост) на електронни продукти. Задължителните сертификати, включително местните CCC, EU CE и US FCC, изискват пълни тестове за EMI за провеждани и излъчвани емисии. LISUN EMI-9KB Системата за тестване на проведени и излъчени смущения е стандартизиран автоматичен инструмент за тестване на електромагнитни смущения (EMI). Тя може точно да улавя прекомерен електромагнитен шум, генериран от импулсни захранвания, двигатели, LED драйвери и други компоненти, и се прилага широко за предварителни тестове на научноизследователска и развойна дейност, вземане на проби от производствени линии и тестове за съответствие от трети страни на информационно-технологично оборудване, домакински уреди, осветителни тела и промишлени контролни устройства. В тази статия първо се изяснява какво е EMI ​​и механизмът на образуване на проведени и излъчени смущения, след което се разглеждат съставът на хардуера, техническите показатели и приложимите стандарти. EMI-9KB система, сравнява разликите в параметрите между всички LISUN EMI приемници, анализира практическата стойност на това оборудване при локализиране на EMI повреди в множество индустрии и придобиване на EMC сертификат, и предоставя цялостно решение за откриване на електромагнитни смущения за производители на електроника и тестови лаборатории. 

Въведение

С развитието на електронните устройства с висока честота и интеграция, компоненти като импулсни захранвания, двигатели с променлива честота, LED драйвери и високоскоростни чипове непрекъснато генерират високочестотен електромагнитен шум, а именно EMI. Изясняването на това какво е EMI ​​и овладяването на точните методи за откриване на EMI са от съществено значение в проектирането на електронни продукти и контрола на качеството. Според пътя на разпространение, EMI се разделя на кондуктивни смущения и излъчени смущения: кондуктивните смущения замърсяват електрическата мрежа през електропроводи и сигнални кабели, докато излъчените смущения се разпространяват към околното оборудване чрез електромагнитни вълни в пространството, като и двете ще разрушат стабилността на електромагнитната среда.

Голям брой пазарни отзиви показват, че около 35% от повредите на електронните продукти след пускането им на пазара са причинени от прекомерни електромагнитни смущения (EMI). Продуктите, които не преминат тестовете за EMI, не могат да получат сертификати за достъп до пазара в страната и чужбина, а експортните предприятия ще се сблъскат с рискове като митническо задържане и високи разходи за отстраняване на проблеми. Традиционните прости спектрални анализатори се характеризират с лошо екраниране и непълна стандартна съвместимост, което не позволява едновременното извършване на интегрирани тестове за проводимост и излъчване и води до ниска ефективност на локализирането на смущенията. LISUN стартира EMI-9KB Система за изпитване на кондуктивни и излъчени смущения с напълно затворен корпус с висока степен на екраниране, съгласувана изкуствена мрежова мрежа LISN и мрежа за развързване на свързване CDNE. Тя напълно покрива основните стандарти за изпитване на EMI, включително CISPR15, GB17743, EN55022 и FCC, може бързо да локализира точките на шумова честота и да разграничи проводимите смущения от синфазен/диференциален режим, както и да извърши предварителни тестове и тестове на ниво сертифициране наведнъж. Фокусирайки се върху темата „Какво е EMI“, тази статия обяснява основни теоретични знания и систематично обсъжда хардуерната конфигурация, параметрите и индустриалните приложения на... EMI-9KB система.

Какво е EMI: Основна теория и анализ на опасността от електромагнитни смущения

Основна дефиниция на електромагнитни смущения (ЕМС)
Какво е EMI? EMI означава електромагнитни смущения. Това е безполезна електромагнитна енергия, генерирана по време на работа на електрически и електронни продукти, която се свързва с друго оборудване чрез проводимост или излъчване и причинява влошаване на производителността и функционални аномалии на целевото оборудване. Това е контролният елемент на „външни смущения на оборудването“ в системата за електромагнитна съвместимост (EMS), съответстващ на EMS (електромагнитна чувствителност), която представлява способността на оборудването да се бори с смущения срещу външни сигнали. EMI се фокусира само върху нивото на шум, излъчван навън от оборудването, и всички електронни продукти, които се продават, трябва да контролират EMI шума в рамките на граничните стойности, определени от националните и международните стандарти.

Две основни класификации на електромагнитните смущения: проведени смущения и излъчени смущения
1. Проведено електромагнитно смущение
Смущенията се разпространяват през проводници като електропроводи, кабели за данни и заземителни проводници, с честотен диапазон от 9kHz~30MHz. Бързото превключване на комутационните устройства води до пикове на напрежението и тока, които се разделят на смущения в синфазен режим и смущения в диференциален режим. Типични източници включват захранвания за LED устройства, адаптери и честотни преобразуватели, които могат да причинят черен екран, повреда на дистанционното управление и прекъсване на комуникацията на електрически уреди в същата верига.

2. Излъчени електромагнитни смущения
Смущенията се разпространяват навън под формата на електромагнитни вълни в рамките на тестовата честотна лента от 30MHz~300MHz (горната граница, покрита от EMI-9KB). Пролуките по корпусите на оборудването, дългите кабели и ефектите на антените на печатни платки ще излъчват шум навън. Това често се наблюдава при мощни двигатели, цялостни осветителни тела и безжични модули, които са склонни да смущават радиоразпръскването, медицинските инструменти и автомобилната електроника.

Индустриални рискове, причинени от прекомерни електромагнитни смущения
Продуктите с прекомерни електромагнитни смущения не могат да преминат задължителни сертификати като CCC, CE и FCC и не могат да бъдат пуснати на пазара. Масовите доставки лесно ще доведат до оплаквания от клиенти и изтегляне на продукти. Ако прецизното медицинско, авиационно и автомобилно оборудване е смутено от електромагнитни смущения, могат да възникнат инциденти, свързани с безопасността. Въвеждането на система за тестване на проведени и излъчени смущения за предварително скрининг на шума може да завърши отстраняването на проблема на етапа на научноизследователска и развойна дейност и значително да намали разходите за съответствие и следпродажбено обслужване.

Сравнение на параметрите на Full LISUN Серия EMI приемници (Таблица 1)

LISUN Системата за тестване на проведени и излъчени смущения включва три модела приемници: EMI-9KA, EMI-9KB намлява EMI-9KC, приложими за различни тестови честотни ленти. Основните параметри са показани в Таблица 1. Като универсален модел от среден до висок клас, EMI-9KB Покрива пълната честотна лента от 9kHz до 300MHz, поддържа както проведени тестове, така и излъчени тестове 30~300MHz и е основният избор за лаборатории, занимаващи се с осветление, домакински уреди и ИТ оборудване.

От таблицата може да се види, че EMI-9KB разширява излъчената тестова честотна лента от 30~300MHz в сравнение с EMI-9KAи е оборудван с новия стандарт CDNE-M316 мрежа за разделяне на връзките, която напълно отговаря на изискванията за изпитване на излъчвани електромагнитни смущения на осветителните продукти, посочени в CISPR15:2018Не е необходим допълнителен инструмент за високочестотно тестване, което балансира цената и обхвата на тестването, което го прави рентабилен избор за малки и средни предприятия и външни тестови институции.

Състав на хардуера и основни предимства LISUN EMI-9KB Система за изпитване на проведени и излъчени смущения

Пълна системна конфигурация
Стандартен набор от EMI-9KB Система за изпитване на кондуктивни и излъчени смущения, включваща ядро EMI-9KB приемник на електромагнитни смущения, изкуствена електрическа мрежа LISN, CDNE-M316 мрежа за свързване/развързване, изолационен трансформатор, атенюатор и съгласувани коаксиални кабели. Могат да се добавят допълнителни аксесоари, включително триконтурна антена, абсорбиращи клещи, радиочестотна токова сонда, екранираща камера и програмируем източник на чиста синусоида, за да се разшири капацитетът за тестване, обхващайки всички EMI тестови елементи, като например кондуктивно излъчване, излъчвано излъчване и токови смущения.

Дизайн на хардуерната структура против смущения
Цялото EMI-9KB Приемникът е с напълно затворен корпус с висока проводимост, който елиминира самоелектрически смущения на оборудването от хардуерно ниво и решава проблема с изкривяваните данни, причинени от самосмущения на обикновените спектрални анализатори. Вграден е високопрецизен атенюационен модул с широк динамичен диапазон на измерване, който може едновременно да улавя слаби шумови и силни смущения и точно да идентифицира точки с прекомерна честота.

Съвместимост с множество международни и вътрешни стандарти
Тази система за тестване на проведени и излъчени смущения поддържа всички основни разпоредби за електромагнитни смущения: GB17743/CISPR15 стандарт за осветително оборудване, GB6113.101/CISPR16 спецификация за измервателно оборудване, EN55015, EN55022 стандарт за информационно-технологично оборудване, спецификация на FCC Part15 за радиочестотно оборудване. Генерираните тестови протоколи приемат международен общ формат и могат да бъдат директно подадени за национални заявления за сертифициране по CCC, CE на ЕС и FCC в Северна Америка.

Интелигентен софтуер и удобна работа
Съвместим двуезичен софтуер за тестване на китайски и английски език е съвместим с всички версии на Windows от Win7 до Win11. Той автоматично извършва сканиране на честотните ленти, сравнение на граници, маркиране на шум и експортиране на отчети. Десетки хиляди тестови криви могат да се съхраняват автоматично. Инженерите могат да проследят точките с прекомерна честота, за да локализират бързо източници на електромагнитни смущения, като например превключващи лампи, трансформатори и кабели, което значително съкращава циклите на коригиране на продукта.

 Адаптиране към радиационни тестове съгласно нови стандарти
В съответствие с най-новите изисквания на CISPR15:2018 стандартно, системата е оборудвана със стандартно CDNE-M316 мрежа за разделяне на връзките, която да замени стари CDN устройства, която може точно да извършва тестове за излъчвани EMI смущения на осветително оборудване в диапазона 30MHz~300MHz и да отговаря на задължителните изисквания за експортно тестване на LED улични лампи, панелни осветителни тела и захранващи устройства.

Многоиндустриални сценарии за приложение на EMI-9KB Система за изпитване на проведени и излъчени смущения

LED осветителна индустрия
LED осветителните тела, захранващите устройства и COB източниците на светлина са продукти с висока честота на електромагнитни смущения. Високочестотното превключване на импулсни захранвания лесно генерира проведен шум, а дългите кабели на осветителните тела ще доведат до прекомерно излъчване. EMI-9KB Системата за тестване на проведени и излъчени смущения може синхронно да извършва проведени и излъчени тестове, отговарящи на стандарта CISPR15, точно да локализира дефекти на филтрите на захранващите устройства и екраниращи вратички на корпусите, да помага на продуктите да преминат EMC сертификация за осветителни продукти и е също така често срещан инструмент за подпомагане на тестовете за електромагнитна среда в IES. LM-80 лаборатории за стареене и поддръжка на лумена.

Индустрия за домакински уреди
Честотните преобразуватели на хладилници, климатици и перални машини, както и адаптерите на малки домакински уреди, носят рискове от електромагнитни смущения, а провежданият шум от оборудването ще замърси домакинските електрически мрежи. EMI-9KB може бързо да сканира проводимия честотен диапазон от 9kHz~30MHz, да разграничава смущения от синфазен и диференциален режим, да насочва инженерите към оптимизиране на схемите за филтриране на EMI и да отговаря на националните стандартни изисквания за ограничаване на EMI за домакински уреди.

Оборудване за информационни технологии (ИТ)
Продукти като компютри, монитори, принтери и рутери трябва да отговарят на EN55022 стандарт. Електромагнитните смущения, генерирани от чипове на дънната платка и импулсни захранвания, ще смущават сигналите на мишката, клавиатурата и мрежата. Тази система за тестване на проводими и излъчени смущения може да извършва предварителни тестове на етапа на научноизследователска и развойна дейност, за да се избегне масово коригиране по време на масово производство.

Институции за тестване от трети страни
Лаборатории на трети страни трябва да издават достоверни протоколи от тестове за електромагнитни смущения. Грешката на тестовите данни от EMI-9KB контролира се в рамките на ±2dB, а хардуерът и софтуерът му напълно отговарят на спецификациите за измервателно оборудване CISPR16 за изпитване на сертификационно ниво. Един комплект оборудване може да вземе проби от осветление, домакински уреди и IT продукти, за да подобри степента на използване на оборудването в лабораториите.

Предприятия за научноизследователска и развойна дейност в областта на електронните компоненти
Производителите на силови модули, трансформатори, конектори и печатни платки могат да използват тази система за екраниране на входящи и полуготови електромагнитни смущения, за да потиснат електромагнитните смущения при източника на компонента и да намалят трудността при отстраняване на електромагнитните смущения в цялата машина.

Практическа стойност на EMI-9KB Местоположение на повредата в системата при електромагнитни смущения

След изясняване на какво е EMI, основното изискване е бързо да се открие източникът на прекомерен шум. EMI-9KB Системата за тестване на проведени и излъчени смущения има три основни предимства при определяне на местоположението:

Първо, той маркира прекомерни честоти чрез сегментирано сканиране и директно показва разликата между амплитудата на шума и стандартните гранични стойности, което позволява на инженерите бързо да заключат съответните компоненти на веригата;

Второ, той разделя смущенията на захранващите портове и сигналните портове с LISN и CDNE, за да разграничи два вида EMI (проводими и излъчени) и да прецени посоките на коригиране (добавяне на филтри / оптимизиране на екранирането);

Трето, тестовите криви могат да бъдат запазени за сравнение, а данните преди и след коригиране могат да бъдат визуално сравнени, за да се провери ефективността на схемите за потискане на електромагнитните смущения (EMI) и да се съкратят циклите на научноизследователска и развойна дейност на продукта. Традиционните специализирани EMI приемници изискват многократно итеративно тестване, докато... EMI-9KB може да намали времето за отстраняване на грешки в електромагнитните смущения с повече от 60%.

Заключение

Изясняване Какво е ЕМИ е основата на проектирането и тестването на електромагнитна съвместимост за електронни продукти. Прекомерните електромагнитни смущения (ЕМС) ще възпрепятстват директно достъпа на продукта до пазара и ще предизвикат опасности за безопасността на оборудването, а стандартизираната система за тестване на кондуктивни и излъчени смущения е основният инструмент за решаване на такива проблеми. Поддържа се от пълна тестова честотна лента от 9kHz~300MHz, напълно екраниран корпус против смущения, пълен набор от стандартни съответстващи компоненти и възможност за съвместимост с множество регулации. LISUN EMI-9KB Системата за изпитване на проведени и излъчени смущения обхваща научноизследователска и развойна дейност, контрол на качеството и сценарии за сертифициране от трети страни в основните индустрии, включително LED осветление, домакински уреди и информационно-технологично оборудване.

В сравнение със същата серия EMI-9KA и висок клас EMI-9KC, EMI-9KB балансира тестовата честотна лента, цената на оборудването и точността на откриване. Той може не само да извърши предварително тестване на етапа на научноизследователска и развойна дейност, за да локализира бързо източници на електромагнитни смущения, като например импулсни захранвания и двигатели, но и да издаде съвместими протоколи от тестове на сертифицирано ниво, реализирайки цялостно тестване на проведени електромагнитни смущения и излъчени електромагнитни смущения от 30~300MHz. На фона на все по-строгия глобален електромагнитен контрол на електронните продукти, EMI-9KB Система за изпитване на кондуктивни и излъчени смущения, оборудвана с CDNE-M316 Мрежата за свързване може да помогне на производителите да контролират рисковете от електромагнитни смущения предварително, да намалят разходите за сертифициране, следпродажбено обслужване и изтегляне на продукти, както и да осигурят надеждна поддръжка на тестването за стабилно и съвместимо пускане на пазара на всички видове електрически и електронни продукти.