正如我们在讨论电磁干扰(EMI)的上一篇文章中提到的那样,几乎所有设计用于商业用途和合法销售的电子产品都必须拥有一个或多个认证,以证明该产品符合某些法规/准则并已通过相关测试。法规繁多,各地法规不同,有时差异很小,但是对于要出售电子设备的每个地点,必须符合该地点管理机构指定的标准。
对于今天的文章,我们将研究要求电子设备通过的最受欢迎的认证测试之一。获得EMC(电磁兼容)认证。本文将介绍有关EMC的几件事情,其中包括:什么是EMC,为什么需要EMC,需要哪种产品以及各国有关EMC的不同法律。
什么是EMC?
EMC代表电磁兼容,它是一种存在的过程,旨在提供一种手段来验证设备在电磁环境中的运行能力。
所有电气和电子系统或设备都发出一定程度的电磁波,这些电磁波在彼此连接或彼此紧邻时会干扰其他设备的运行。这种干扰可能会导致设备故障,从而对用户造成伤害或使产品无法使用。预防和减少这种情况的发生是导致EMC要求发展的原因,从而为评估电气/电子产品/系统的质量和功能安全性提供了一个通用基础。
EMC通常可以与EMI互换使用,但是尽管它们之间存在许多相似之处,但必须注意,EMC与EMI完全不同。EMI(电磁干扰)是衡量设备发出的辐射及其可能后果的方法,而EMC是系统或设备的属性,可确保在EMI环境中表现出与设计时相同的性能。干扰。
EMC的重要性
尽管确切的规格在国家和地区之间有所不同,但是EMC认证仍然是大多数国家/地区批准销售电子设备的法律要求之一。例如,在欧洲市场,必须在所有电子产品上都贴有CE标志,然后才能将其出售,并且只有在制造商完成了适用于该产品的所有指令(包括EMC认证)后,才可以使用CE标志。符合性声明(DOC)通常就是该产品的用户指南/手册附带的一个证明。对于新产品,大型供应商/分销商通常会通过测试对DOC进行验证,因为他们冒着提供未经验证的设备的风险,这被视为欺诈,并可能导致巨额罚款,产品撤回和入狱。
除了法律要求之外,如果无法在设备上进行EMC测试,可能会导致严重的售后问题。EMC认证有助于提高产品的可靠性,因为测试有助于突出生产前产品的任何潜在问题,从而使制造商有机会解决问题,而不会招致与从市场召回产品或维修保修有关的成本和尴尬。
从长远来看,通过EMC认证流程不仅可以确保您能够在需要的市场上销售产品,而且还可以帮助您构建可靠的产品,从而赢得客户的信任并确实增加销售量。
EMC法律和认证要求
如前所述,认证要求在国家和地区之间有所不同。例如,在美国,FCC用FCC第15部分规则之类的规则指定了EMC测试规则,该规则定义了不同设备可能产生的未许可射频干扰的最大数量。在美国获得认证后,设备将获得FCC标记。
在美国以外,EMC法规中使用了各种ISO,IEC和CISPR标准。在欧盟,产品销售需要仅在产品通过认证后才能获得的CE标志。在非洲,南非等国家/地区要求由南非标准局(SABS)颁发的“符合性证书”,而尼日利亚等国家/地区则使用IEC / CISPR标准。
违规处罚的严厉程度因国家而异,因为在某些发展中国家仍是自愿遵守,但随着国家的发展,EMI的影响越来越明显,毫无疑问,更严格的立法将开始在它周围出现。
EMC测试流程
由EMC监视的电子设备主要有3类问题。类别包括;
- 排放
- 易感性
- 免疫
1.排放测试:
发射是指任何来源有意或无意产生的电磁能。对于电子设备,EMC测试旨在检查设备的有害辐射以及为减少和防止它们对周围其他设备造成负面影响而采取的对策。
发射测试涉及对设备中发射的传导和辐射场强的 测量,其中传导发射与电缆和电线一起进行,而辐射(电感和电容)的辐射则在设备周围的所有方向上进行测量。
对于将要紧密靠近其他电子设备使用的设备,辐射发射监视非常重要。它通过使用天线作为换能器来执行,而诸如RF电流钳或线路阻抗稳定网络(LISN)之类的工具则用作传导发射的换能器。换能器连接到专门的EMI测试接收器或分析仪,该分析仪根据不同的国际EMC标准的要求合并了带宽和检测器。
2.药敏试验:
易感性是指一个电气设备(通常称为受害者)在另一设备(EMI)发出的辐射附近发生故障或故障的趋势。
像排放测试一样, 也对辐射和传导干扰进行了敏感性测试。对于辐射敏感性,测试通常涉及使用大功率电磁辐射源和辐射天线将能量引导至DUT(被测设备)。另一方面,对于传导敏感性,通常使用大功率信号发生器,电流钳或其他类型的变压器来进行测试,以将干扰注入电缆。
与所有合规性测试一样,对于这两种测试,标准文档均指定了测试环境,所使用的某些设备及其校准。在大多数标准中,推荐使用开放区域测试站点(OATS),但是最近,测试是在室内使用专用的EMC测试腔室(如消声和混响室)进行的。由于设备的不同,可能会看到上面给出的描述中的一些变化。
3.抗扰度测试:
电子设备的抗扰性是指电子设备在存在电磁干扰的情况下正确运行的能力。
虽然从定义上说免疫力可以说是敏感性的倒数,但它们通常可以互换使用。通过确定其级别,可以验证电子设备面对EM干扰时正常工作的能力。
为您的EMC合规性测试做好准备
尽管EMC测试看起来很简单,但通过测试却需要大量的工作,金钱和时间。这与EMC的无形特性无关,这使得制造商无法确定产品是否符合标准,除非进行了测试,并且测试所需的设备成本很高,这使他们成为一个坏主意,然后将其外包给(也很昂贵,每个测试日要花费数千美元)通常是更好的选择。
但是,尽管大多数公司可能能够克服成本障碍,但最大的问题是测试结果是否定的。对于公司和项目经理来说,这通常是非常困难的时刻,因为在测试过程中无法进行更改,这意味着必须将产品送回设计团队进行重新设计,并且需要花费数千美元来进行产品设计。重新测试。
上述过程的效率低下是导致研发成本高昂和产品开发时间延误的主要原因之一。为了减轻这种风险并增加设备初次通过测试的机会,公司采用了某些方法,可以将其大致分为两个子标题,包括:
- 设计
- 合规前测试
1.提高EMC合规性的设计方法
最明智的设计方案(对于可以接受的产品)是在产品开发中使用经过预先认证的模块,因为这可以确保大大减少产品认证所需的工作量。但是,将EMC法规遵从性纳入新产品的设计中涉及评估(基于使用该产品的方案),可能的方法;
- EMI源(内部或外部)和信号类型。
- “受害者”的性质以及可能发生故障的重要性。
- “受害者”的耦合路径-您的设备(如果是外部设备)或周围的其他设备。
在设计过程中最小化干扰包括通过关注“小”事物(例如您使用的开关的类型)以及一些更重要的事物(例如您使用的连接/通信接口,它的工作频率和来自外部来源的可能干扰。通过检查要安装/使用设备的环境,可以在设计中访问并有效地考虑受害者或潜在发射器的性质以及它们可能引起的故障的重要性。
对于耦合,将能量轻松耦合到“输出”的系统将同样容易地将能量“输入”耦合,因为良好的EMC设计规范的许多方面都适用于发射器和受害者,这意味着减少排放的单个设计改进也将减少易感性。在此处的上一篇EMI文章中,已经讨论了一些减少辐射的设计技术,例如接地,屏蔽。
2.预认证测试
降低成本和降低测试失败可能性的另一种方法是,使用针对符合性测试期间所使用条件而量身定制的EMC Pre-Compliance测试设置在整个设计过程中执行EMC测试。虽然它的费用可能比您在认证实验室一天的费用要少一些,但它将增加设备在第一次尝试中通过测试的机会,降低总体测试成本,并缩短产品上市时间。
结论
对于大型组织,初创企业和小型公司而言,为EMC之类的认证做准备很容易,但由于资金短缺并且需要在早期阶段测试多种假设,因此与以往完全不同。但是,初创公司可以通过确保设计团队尽早在设计过程中将EMI / EMC考虑因素纳入其设计过程中,来减轻涉及的风险。在缺乏认证知识的团队中,他们可以选择与具有丰富经验的顾问合作,为团队提供支持。这样做不仅有助于为将来的认证准备产品,还可以帮助他们交付对客户可靠的产品。