Proceso de prueba de emc y requisitos para el cumplimiento de emc

Como se mencionó en el último artículo donde discutimos Interferencia electromagnética (EMI), casi todos los productos electrónicos diseñados para uso comercial y ventas legales, deben poseer una o más certificaciones como prueba de que el producto cumple con ciertas regulaciones / pautas y ha pasado pruebas relacionadas. Hay toneladas de regulaciones y difieren de un lugar a otro, a veces con diferencias menores, pero para cada ubicación donde se venderá un dispositivo electrónico, debe cumplir con los estándares especificados por el organismo rector en esa ubicación.

En el artículo de hoy, veremos una de las pruebas de certificación más populares que se requieren para pasar los dispositivos electrónicos; la certificación EMC (cumplimiento electromagnético). El artículo cubrirá varios aspectos sobre EMC, incluidos; Qué es EMC, por qué se necesita EMC, el tipo de productos que lo necesitan y las diferentes leyes sobre EMC de un país a otro.

¿Qué es EMC?

EMC significa conformidad electromagnética y es un proceso que existe para proporcionar un medio a través del cual se puede verificar la capacidad de un dispositivo para operar en un entorno electromagnético.

Todos los sistemas o dispositivos eléctricos y electrónicos emiten algún nivel de ondas electromagnéticas que podrían interferir con el funcionamiento de otros dispositivos cuando están conectados o se colocan muy cerca unos de otros. Esta interferencia podría hacer que los dispositivos funcionen mal de tal manera que podría ser perjudicial para los usuarios o simplemente inutilizar el producto. Prevenir y reducir las posibilidades de que esto suceda, fue lo que llevó al desarrollo de los requisitos de EMC, a fin de proporcionar una base común sobre la cual se evalúan los productos / sistemas eléctricos / electrónicos para la calidad y seguridad funcional.

EMC se usa a menudo indistintamente con EMI, pero aunque existen muchas similitudes entre ellos, es importante tener en cuenta que EMC es bastante diferente de EMI. EMI (Interferencia electromagnética) es una medida de la radiación que emana de un dispositivo junto con sus posibles consecuencias, mientras que EMC, por otro lado, es propiedad de un sistema o dispositivo que asegura que se comporte de la manera en que fue diseñado cuando se encuentra en un entorno con EMI. Interferencia.

Importancia de EMC

Si bien las especificaciones exactas varían entre países y regiones, las certificaciones EMC siguen siendo uno de los requisitos legales para la aprobación de la venta de dispositivos electrónicos en la mayoría de los países. En los mercados europeos, por ejemplo, es necesario aplicar una marca CE en todos los productos electrónicos antes de que puedan venderse y solo se aplica cuando el fabricante ha cumplido con todas las directivas aplicables al producto, incluida la certificación EMC. Una prueba de esto es la Declaración de conformidad (DOC) que generalmente se envía con la guía / manual del usuario del producto. Para productos nuevos, los proveedores / distribuidores a gran escala generalmente verifican el DOC con pruebas, ya que corren el riesgo de suministrar dispositivos no verificados, lo cual es un acto tratado como fraude y podría dar lugar a multas sustanciales, retiradas de productos y penas de cárcel.

Aparte de los requisitos legales, la falta de realización de pruebas de EMC en los dispositivos puede tener implicaciones posventa bastante graves. La certificación EMC ayuda a aumentar la confiabilidad del producto, ya que las pruebas ayudarían a resaltar cualquier problema potencial con el producto antes de la producción, brindando al fabricante la oportunidad de solucionar el problema sin incurrir en los costos y la vergüenza asociados con la retirada de un producto del mercado o las garantías de servicio.

A largo plazo, pasar por el proceso de certificación de EMC no solo garantiza que pueda vender sus productos en los mercados que lo requieran, sino que también lo ayuda a crear un producto confiable que genera la confianza del cliente y definitivamente aumenta las ventas.

Leyes de EMC y requisitos de certificación

Como se mencionó anteriormente, los requisitos de certificación difieren entre países y regiones. Por ejemplo, en los EE. UU., La FCC especifica las reglas sobre las pruebas de EMC con reglas como las reglas de la parte 15 de la FCC, que define la cantidad máxima de interferencia de radiofrecuencia sin licencia que pueden producir diferentes dispositivos. En la certificación en los EE. UU., Los dispositivos reciben la marca FCC.

Fuera de EE. UU., Se utilizan varios estándares ISO, IEC y CISPR en la regulación EMC. En la UE, la marca CE, que solo se otorga después de que un producto ha sido certificado, se requiere para la venta de productos. En África, países como Sudáfrica requieren un "Certificado de Cumplimiento" emitido por la Oficina de Estándares de Sudáfrica (SABS), y países como Nigeria aprovechan las normas IEC / CISPR.

La severidad del castigo por incumplimiento varía de un país a otro, ya que el cumplimiento sigue siendo voluntario en ciertos países en desarrollo, pero a medida que los países crecen y los efectos de EMI se vuelven más prominentes, no hay duda de que se comenzará a legislar más estrictamente surgir a su alrededor.

Proceso de prueba de EMC

Hay 3 categorías principales de problemas en los dispositivos electrónicos que son monitoreados por EMC. Las categorías incluyen;

1. Emisión
2. Susceptibilidad
3. Inmunidad

1. Prueba de emisiones:

La emisión se refiere a la producción deliberada o accidental de energía electromagnética por cualquier fuente. Para los dispositivos electrónicos, las pruebas de EMC están diseñadas para verificar las emisiones no deseadas del dispositivo y las contramedidas que se pueden tomar para reducirlas y evitar que afecten negativamente a otros dispositivos a su alrededor.

Las pruebas de emisiones implican la medición de la intensidad de campo conducida y radiada de las emisiones en el dispositivo, con las emisiones conducidas realizadas junto con los cables y el cableado, mientras que la radiación radiada (inductiva y capacitiva) se mide en todas las direcciones alrededor del dispositivo.

El monitoreo de emisiones radiadas es muy importante para los dispositivos que se utilizarán muy cerca de otros dispositivos electrónicos. Se lleva a cabo utilizando antenas como transductores, mientras que herramientas como las pinzas de corriente de RF o las redes de estabilización de impedancia de línea (LISN) se utilizan como transductores para las emisiones conducidas. Los transductores están conectados a un analizador o receptor de prueba EMI especializado que incorpora anchos de banda y detectores basados ​​en los requisitos de diferentes Normas Internacionales de EMC.

2. Pruebas de susceptibilidad:

La susceptibilidad se refiere a la tendencia de un equipo eléctrico (generalmente denominado víctima) a averiarse o funcionar mal cuando se encuentra cerca de las emisiones de otro dispositivo (EMI).

Al igual que las pruebas de emisiones, las pruebas de susceptibilidad también se realizan para interferencias tanto radiadas como conducidas. Para la susceptibilidad radiada, las pruebas generalmente implican el uso de una fuente de radiación electromagnética de alta potencia y una antena radiante para dirigir la energía al dispositivo bajo prueba (DUT). Para la susceptibilidad conducida, por otro lado, las pruebas generalmente se realizan utilizando generadores de señales de alta potencia junto con una pinza amperimétrica o algún otro tipo de transformador para inyectar la interferencia en el cable.

Como todas las pruebas de cumplimiento, para ambas pruebas, los documentos estándar especifican cuál debe ser el entorno de prueba, algunos equipos a utilizar y su calibración. En la mayoría de los estándares, los sitios de prueba de área abierta (OATS) son los sitios de prueba recomendados, pero en los últimos tiempos, las pruebas se llevan a cabo en interiores utilizando cámaras de prueba de EMC especializadas como la cámara anecoica y de reverberación. Se pueden observar algunas variaciones en las descripciones dadas anteriormente debido a la diferencia en los dispositivos.

3. Prueba de inmunidad:

La inmunidad de un dispositivo electrónico se refiere a la capacidad de los equipos electrónicos para funcionar correctamente en presencia de interferencias electromagnéticas.

Si bien se puede decir que la inmunidad, por definición, es lo contrario de la susceptibilidad, a menudo se usan indistintamente. Y al determinar sus niveles, se puede verificar la capacidad del dispositivo electrónico para funcionar correctamente frente a la interferencia EM.

Preparándose para sus pruebas de cumplimiento de EMC

Si bien las pruebas de EMC parecen simples, aprobarlas requiere mucho trabajo, dinero y tiempo. Esto no es ajeno a la naturaleza intangible de EMC, lo que hace que sea imposible para los fabricantes determinar si los productos cumplen con los estándares a menos que se realice una prueba, y el alto costo del equipo requerido para la prueba, lo que hace que poseerlos sea una mala idea. y subcontratarlo a laboratorios de cumplimiento acreditados (también costosos, varios miles de USD / día de prueba) suele ser una mejor opción.

Sin embargo, si bien la mayoría de las empresas pueden superar la barrera de los costos, el mayor problema es cuando los resultados de la prueba son negativos. Este suele ser un momento bastante difícil para la empresa y los gerentes de proyecto, ya que no se pueden realizar cambios durante la prueba, lo que significa que el producto debe devolverse al equipo de diseño para un rediseño y será necesario desembolsar más miles de dólares para un volver a probar.

La ineficiencia del proceso descrito anteriormente es uno de los principales contribuyentes al alto costo de Investigación y desarrollo y a las demoras en el cronograma de desarrollo del producto. Para mitigar este riesgo y aumentar las posibilidades de que los dispositivos pasen las pruebas en el primer intento, las empresas emplean ciertos enfoques que podrían clasificarse ampliamente en dos subtítulos, que incluyen;

1. Diseño
2. Pruebas de cumplimiento previo

1. Diseñar enfoques para mejorar el cumplimiento de EMC

El juego de diseño más inteligente (para productos en los que es aceptable) es utilizar módulos precertificados en el desarrollo de productos, ya que garantiza una gran reducción en la cantidad de esfuerzo que se dedica a la certificación de su producto. Sin embargo, tener en cuenta el cumplimiento de EMC en el diseño de un nuevo producto implica evaluar (en función de los escenarios en los que se utilizará el producto), lo posible;

1. Fuentes EMI (internas o externas) y tipo de señal.
2. La naturaleza de la "víctima" y la importancia de un posible mal funcionamiento.
3. Ruta de acoplamiento a la "víctima": su dispositivo (en caso de ser externo) u otros dispositivos a su alrededor.

Minimizar la interferencia durante el diseño implica reducir las fuentes de EMI internas prestando atención a cosas "pequeñas" como el tipo de conmutador que está utilizando y cosas un poco más pesadas como las interfaces de conexión / comunicación que está utilizando, la frecuencia en la que opera y posible interferencia de fuentes externas. Al examinar el entorno en el que se instalará / utilizará un dispositivo, se podrá acceder a la naturaleza de las víctimas o los emisores potenciales y la importancia del posible mal funcionamiento que pueden causar y considerarlas de forma eficaz en el diseño.

Para el acoplamiento, un sistema que acopla fácilmente la energía a la "salida" acoplará igualmente fácilmente la energía "de entrada", ya que muchos aspectos de las buenas prácticas de diseño de EMC se aplican tanto al emisor como a las víctimas, lo que significa que una sola mejora de diseño para reducir las emisiones también reduciría susceptibilidad. Algunas de las técnicas de diseño para reducir las emisiones, como la conexión a tierra y el blindaje, se discutieron durante el artículo anterior sobre EMI disponible aquí.

2. Prueba previa al cumplimiento

Otra forma de reducir el costo y la posibilidad de fallar en la prueba es realizar pruebas de EMC durante todo el proceso de diseño utilizando una configuración de prueba de cumplimiento previo de EMC que se adapte a las condiciones que se utilizarán durante las pruebas de cumplimiento. Si bien puede costarle un poco menos de lo que podría pagar por un día con un laboratorio acreditado, aumentará las posibilidades de que el dispositivo pase la prueba en el primer intento, reducirá el costo general de la prueba y reducirá su tiempo de comercialización..

Conclusión

Si bien prepararse para certificaciones como EMC es fácil para las grandes organizaciones, las nuevas empresas y las pequeñas empresas, es un juego diferente, debido a la escasez de fondos y la necesidad de probar varios supuestos durante sus primeros días. Sin embargo, las empresas emergentes pueden mitigar los riesgos involucrados asegurándose de que el equipo de diseño, lo antes posible durante el proceso de diseño, tenga en cuenta las consideraciones de EMI / EMC en su proceso de diseño. En equipos donde el conocimiento de las certificaciones es escaso, pueden optar por trabajar con consultores con experiencia en esta línea para dar soporte al equipo. Hacer esto no solo ayudará a preparar el producto para una futura certificación, sino que también les ayudará a entregar un producto que sea confiable para sus clientes.