En el artículo anterior, aprendimos sobre las pruebas de cumplimiento previo de EMI/EMC. Se requieren pruebas de inmunidad previas al cumplimiento de EMS/EMC antes de realizar las pruebas de cumplimiento.
Las pruebas de inmunidad previas al cumplimiento de EMS/EMC le darán la confianza para pasar las pruebas de cumplimiento. Las pruebas de inmunidad previas al cumplimiento simulan todas las pruebas realizadas en el laboratorio de pruebas de cumplimiento, pero no es necesario aplicar todas las pruebas al equipo bajo prueba (EUT). Las pruebas dependen de la aplicación y de los estándares regulatorios de EMC del país. Dado que las pruebas de cumplimiento son costosas, toda la solución de problemas debe resolverse mediante pruebas previas al cumplimiento.
Fig.1 Diagrama de bloques de la prueba previa a la conformidad
Este artículo trata sobre diferentes pruebas de inmunidad previas al cumplimiento de EMS/EMC y cómo se pueden realizar estas pruebas en laboratorios pequeños. Muchos laboratorios ofrecen pruebas de inmunidad, pero este artículo intenta realizar una configuración sencilla y directa para diferentes tipos de pruebas.
Ingrese a las pruebas de inmunidad previas al cumplimiento
Como se analizó en un artículo anterior, las pruebas de inmunidad EMS/EMC se realizan para garantizar que el dispositivo pueda sobrevivir a las diferentes interferencias generadas por otros dispositivos. Las pruebas de inmunidad EMS/EMC más comunes se detallan a continuación en el diagrama de bloques.
Fig. 2 Diagrama de bloques de la prueba de inmunidad
Prueba de inmunidad continua
Prueba de inmunidad irradiada previa al cumplimiento
Las emisiones radiadas son señales electromagnéticas de RF producidas por dispositivos en el medio ambiente. Los dispositivos móviles, televisores y otros aparatos generan interferencias electromagnéticas a través del aire, lo que puede suponer un problema grave para otros dispositivos. Las pruebas de inmunidad radiada previas al cumplimiento simulan esta condición para probar el dispositivo en un entorno simulado antes de pasar a las pruebas de cumplimiento.
Para realizar esta prueba, necesita un generador de señal de RF que genere una señal de RF y un amplificador para amplificar la señal. La salida del amplificador se conecta a la antena para transmitir las señales a través del EUT.
generador de señal de radiofrecuencia
Para realizar esta prueba de inmunidad, necesitamos generar una señal de RF transmitida en el EUT (equipo bajo prueba). Pero si el rango de frecuencia no cumple con los requisitos del dispositivo, el generador de señales de RF, grande y costoso, funcionará muy bien para alcanzar el rango del dispositivo.
Fig.3 Generador de señales RF
Amplificador de señal RF
El amplificador de RF se utiliza para obtener más ganancia en la señal. El amplificador depende de los requisitos y necesidades del dispositivo de salida. El amplificador que se muestra en la imagen tiene una ganancia de +20db.
Fig.4 amplificador de señal de RF
Sondas CEM
Las sondas EMC se utilizan para detectar interferencias electromagnéticas en circuitos, pero pueden usarse como antena para transferir señales de RF al dispositivo. Conecte el generador de señal de RF a estas sondas a través de un amplificador de RF y pruebe la inmunidad y variación de la señal pasando la sonda por el circuito. Este proceso es muy asequible y fácil de configurar.
Fig.5 Prueba de inmunidad EMC mediante sonda EMC
celda TEM
La celda TEM significa "célula electromagnética transversal" y es el segundo equipo más asequible para pruebas de inmunidad radiada, pero un poco más cara que las sondas EMC. El rango de frecuencia depende de la geometría de la celda: la celda más grande tiene un rango de frecuencia más bajo, pero la celda más pequeña tiene un rango de frecuencia más alto. El siguiente diagrama muestra el generador de señal conectado a un amplificador que se conectará a una celda TEM que tiene una resistencia de 50 ohmios en el otro extremo.
Fig. 6 Célula TEM para pruebas de inmunidad
Prueba de inmunidad previa al cumplimiento realizada
Se realiza una prueba de inmunidad enchufado en los cables de alimentación de CA o CC. En esta prueba, se inyecta una señal de RF en los cables para probar la inmunidad del dispositivo. De manera similar a la prueba de inmunidad radiada, se utiliza un generador de señales de RF para generar señales. La señal generada es amplificada por un amplificador de potencia de RF. La señal amplificada será inyectada en los cables del EUT por el transductor (CDN, sonda BCI o pinza EM).
Fig. 7 Prueba de inmunidad previa al cumplimiento realizada
Prueba de inmunidad de precumplimiento magnético
En las pruebas de inmunidad de cumplimiento previo magnético, se coloca equipo entre campos magnéticos para verificar la inmunidad. La configuración de prueba consta de un variador, un transformador de corriente y una antena de cuadro. La configuración es la misma para las pruebas de inmunidad transitorias y continuas.
Fig. 8 Prueba de inmunidad magnética previa al cumplimiento
Prueba de inmunidad transitoria
Pruebas de inmunidad previas al cumplimiento de ESD
ESD significa descarga electrostática: un flujo repentino de electricidad entre dos objetos cargados eléctricamente, comúnmente descargado a través del cuerpo humano. Esta prueba se puede realizar mediante un dispositivo simulador de ESD.
Debe haber un plano de referencia a tierra en el suelo del laboratorio en la instalación de prueba. El sistema de puesta a tierra debe estar conectado a la carcasa del Equipo bajo prueba. Se utilizan dos planos de acoplamiento como se muestra en la imagen. Uno es horizontal y el otro es vertical. Se coloca una lámina de aislamiento entre los planos horizontales.
Fig. 9 Configuración de simulación de ESD
Para simular ESD, podemos utilizar un encendedor de camping de bajo costo para realizar la prueba de inmunidad ESD. Un encendedor de camping puede producir cientos o miles de voltios, lo que es suficiente para generar chispas entre superficies conductoras.
Fig. 10 Dispositivo de simulación de ESD
Prueba de inmunidad previa al cumplimiento de EFT
EFT significa transitorio eléctrico rápido, causado por la conmutación de cargas inductivas como motores, interruptores y relés. Se utiliza un generador de ráfagas para simular la conmutación de carga inductiva. Un generador de ráfagas de EFT genera ráfagas de tiempo, frecuencia y amplitud específicas para realizar esta prueba. Esta ráfaga de impulsos generada se inyecta en el dispositivo a través de una pinza capacitiva. Puedes comprar o fabricar la pinza capacitiva.
Figura 11 Prueba EFT
Pruebas de inmunidad ante brotes previas al cumplimiento
Se utiliza una prueba de sobretensión para simular el efecto de un rayo en la fuente de alimentación de CA y se realiza en cables más largos. Esta prueba incluye un voltaje de alrededor de kV y una corriente de alrededor de cientos de amperios. Para las pruebas de inmunidad contra sobretensiones previas al cumplimiento, necesita un generador de sobretensiones. Hay algunos equipos disponibles en el mercado que pueden generar EFT, sobretensiones y ondas electromagnéticas. La sobretensión generada se inyecta a través del acoplamiento del dispositivo de red de desacoplamiento.
Fig. 12 Configuración de la prueba de cumplimiento previo a sobretensiones
El espectro de frecuencia de las pruebas de sobretensión es inferior al de las pruebas EFT y ESD, por lo que la configuración de la prueba no necesita un plano de referencia. Pero requiere un terrestre.
Prueba de inmunidad previa al cumplimiento de caídas de voltaje
En las pruebas de pre-cumplimiento de caída de voltaje, simulamos caídas de voltaje (caída de voltaje instantánea) durante un tiempo específico. La caída de voltaje instantánea para un porcentaje específico se puede imitar mediante variac controlado automáticamente y el tiempo de las caídas se controla mediante el generador de prueba de inmunidad UCS500N5.
Fig. 13 Prueba de pre-cumplimiento de caída de voltaje