سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)

سؤال مهمی که اغلب ممکن است پیش بیاید در مورد تفات میان تست های سازگاری و پیش تطابقی الکترومغناطیسی است. انجام تست های پیش تطابق از چه جهت اهمیت دارد؟ انجام تست پیش تطابق روشی کم ریسک و مقرون به صرفه برای اطمینان از قبولی دستگاه مورد تست در تست نهایی سازگاری الکترومغناطیسی است. صبر کردن برای تکمیل چرخه توسعه یک محصول و نهایتا انجام تست سازگاری الکترومغناطیسی به دلیل هزینه های بالا کاری پر ریسک بوده که این هزینه ها شامل رزرو تایم در آزمایشگاه برای انجام تست و طراحی مجدد دستگاه در صورت رد شدن است.

تست سازگاری الکترومغناطیسی چیست؟

تست سازگاری الکترومغناطیسی در واقع سنجش تعامل تجهیزات الکتریکی با محیط الکترومغناطیسی اطراف و سایر دستگاه ها و وسایل است. تمامی دستگاه های الکتریکی قابلیت ایجاد میدان ها و تابش های الکترومغناطیسی را دارند و تست سازگاری الکترومغناطیسی آخرین مرحله ایست که عملکرد ایمن دستگاه های الکتریکی را تضمین می کند.

مثالی برای سازگاری ضعیف زمانیست که کیفیت تصویر تلویزیون در صورت روشن کردن وسیله ای برقی در آشپزخانه با خطوط موج مانندی دچار اختلال می گردد. در حالت معمول این اتفاق نباید رخ دهد و شما باید قادر باشید که همزمان که در آشپزخانه وسیله ای الکتریکی را روشن می کنید تصویری بدون ایراد در تلویزیون داشته باشید. وسایل الکتریکی مانند وسایل موجود در آشپزخانه امواج الکترومغناطیسی تولید می کنند که با سیگنال های تلویزیون تداخل پیدا می کنند..

تجهیزات الکتریکی نیازمند محافظ سازی مناسب برای جلوگیری از تداخل با سایر دستگاه ها هستند.

مثالی که در مورد تلویزیون و وسایل الکتریکی ذکر شد مثالی بی خطر است اما اگر یک تداخل الکترومغناطیسی ناخواسته در ابعاد بزرگتر را در نظر بگیرید این موضوع می تواند یک ایراد ایمنی به شمار آید، مثلا می تواند موجب از ببن رفتن اطلاعات شود.

Image

شکل 1: اتاق تست مورد نیاز برای تست سازگاری الکترومغناطیسی

اندازه گیری های رایج برای سازگاری

توسعه ی آزمایشگاه تست EMC به شما در سنجش سازگاری طراحی ها هنگامی که در مرحله ی توسعه و بازبینی قرار دارند، کمک می کند. در واقع این مورد آزمون قرار دادن طراحی ها توسط خود شما تست پیش تطابق نامیده می شود.تست های پیش تطابقی تست های سازگاری الکترو مغناطیسی را بسیار نزدیک به روش و شرایط اجرای آنان شبیه سازی می کنند که این امکان قرار دادن طراحی ها در شرایط واقعی تست را فراهم می کند. هنگامی که پس از انجام تست پیش تطابق از طراحی خود مطمئن شدید می توانید برای انجام تست نهایی سازگاری الکترومغناطیسی آن را به یک آزمایشگاه ببرید. که انجام این مراحل با این ترتیب به افزایش بازدهی و کاهش هزینه ها کمک چشمگیری می کند.

عمده عدم قبولی دستگاه ها در تست های سازگاری الکترومغناطیسی در شرایط زیر اتفاق می افتد:

  • تششع تابشی (Radiated Emission)
  • تابش الکترومغناطیسی قوی Radiated Immunity))
  • تششع ساطع شده از کابل های برق (تابش های هدایتی)
  • تخلیه الکتریسیته ساکن (ESD)

در ادامه به بررسی جداگانه هریک از موارد بالا می پردازیم:

تست تششع الکترومغناطیسی تابشی

تست تششعات تابشی میدان های الکترومغناطیسی ساطع شده از دستگاه مورد تست را اندازه گیری کرده و معمولا اکثر خطاها و رد شدن در این تست اتفاق می افتد. تمامی دستگاه ها مقداری تششع خواهند داشت اما تا زمانی که مقدار این تابش در محدوده استانداردها قرار گیرد دستگاه سازگاری الکترومغناطیسی دارد. اندازه گیری میزان تابش از دستگاه مورد تست به وسیله یک سیگنال آنالایزر و آنتن انجام می شود.

تابش الکترومغناطیسی قوی (Radiated Immunity testing)

شرایط دیگری که معمولا دستگاه ها در تست سازگاری الکترومغناطیسی رد می شوند تست ایمنی در برابر تابش است که بیشترین میزان میدان الکتریکی خارجی که دستگاه تا قیل از آن که عملکردش دچار اختلال شود می تواند تحمل کند اندازه گیری می شود. برای انجام این تست به 3 سیگنال ژنراتور برای پوشش کل محدوده فرکانسی، تقویت کننده توان پهن باند و 2 یا 3 آنتن احتیاج است.

Image

شکل 2: تصویری از تفاوت میان تست تابش ساطع شده از دستگاه و سنجش تحمل دستگاه در برابر تابش

تست تابش های هدایتی

تست تابش های هدایتی بر سیگنال های ساطع شده از دستگاه مورد تست که از خطوط برق AC سرچشمه می گیرند تمرکز دارد.
هر دو نوع تست تشعشات تابشی وهدایتی اهیت دارند زیرا اگر دستگاه در هر یک از این تست ها رد شود در نهایت سازگاری الکترومغناطیسی ندارد. در تست تابش هدایتی به یک اسپکتروم آنالایزر با نرم افزار اندازه گیری سازگاری الکترومغناطیسی، شبکه تثبیت امپدانس (LISN) و یک محدودکننده توان (Limiter) احتیاج است.

Image

شکل 2: تصویری از تفاوت میان تست تابش ساطع شده از دستگاه و سنجش تحمل دستگاه در برابر تابش

تست تخلیه الکتریسیته ساکن (الکتروستاتیک)

تست محافظت در برابر تخلیه الکتروستاتیک ایمنی دستگاه مورد تست در برابر این پدیده که عموما توسط اپراتور و با لمس دستگاه یا صفحه نمایش اتفاق می افتد را بررسی می کند. برای انجام این تست به یک صفحه اتصال به زمین که به دستگاه وصل شده و تعدادی صفحه فلزی با ضخامت مختلف برای بررسی چگونگی تعامل دستگاه با صفحات، ضخامت ها و مواد گوناگون احتیاج دارید.

انجام تست های پیش تطابقی مناسب برای پیشگیری از نتایج غیر قابل پیش بینی اهمیت زیادی دارد. با سنجش سازگاری الکترومغناطیسی طراحی های خود در مراحل اولیه کار می توانید از پذیرفته شدن آن در تست سازگاری الکترومغناطیسی در اولین امتحان اطمینان حاصل نمایید. در شرایط ایده آل در صورت رد شدن در تست سازگاری الکترومغناطیسی با تغییر بخش کوچکی در طراحی مشکل برطرف شده و تنها بخشی که به هزینه ها اضافه می شود برای زمان بیشتریست که به منظور تکرار تست از آزمایشگاه استفاده می کنید. اما همان طور که میدانید این شرایط ایده آل به ندرت پیش می آید و در بسیاری از مواقع رد شدن در تست سازگاری الکترومغناطیسی به معنای ایجاد تغییرات اساسی در طراحی و تاخیر در مراحل مختلف انجام و تحویل کار است.