EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus Ympäristön häiriöt Laite toimii suunnitellusti Syntyvät häiriöt Sisäiset häiriöt
EMC Directive Article 4 1. Equipment must be constructed to ensure that any electromagnetic disturbance it generates allows radio and telecommunications equipment and other apparatus to function as intended 2. Equipment must be constructed with an inherent level of immunity to externally generated electromagnetic disturbances
Miten tuote liittyy ympäristöönsä?
EMI: Electromagnetic Interference Sähkömagneettinen häiriö
Digitaalinen rannekello
Verkkokäyttöinen radiovastaanotin
Sähkömagneettisen kentän välityksellä kytkeytyvät häiriöt Syntyvät sähkömagneettiset häiriökentät Johtumalla kytkeytyvät häiriöt Sähköstaattinen purkaus Johtumalla lähtevät häiriöt
Peruskohina Avaruus ja luonnonilmiö kohina Laitelähtöinen kohina N F N S N I Kokonaiskohina N T
Eri lähteiden kohinan teho db yli ktb (T = 290 K) 0 0 db 60 40 20 0-20 Ilmakehän kohina Laitelähtöinen kohina kaupunkiympäristössä Avaruuskohina Vastaanottimen kohina 10 100 1000 10 000 MHz
EMC-suunnittelun peruslähtökohta: Silmukoiden pinta-alojen minimointi
Safety ground The electronics coupled to the safety ground Betoniraudoitus Laitteen elektroniikka kytkeytyy hajakapasitanssin kautta betoniraudoitukseen Suojamaan kytkennän kautta syntyy silmukka
B A ~ Vn db Vn = dt s 2 B 40 nt 1200 nt 0.1m 1m 10m s 2 2 2 0.01m 1 m 100m A 130nV 13 µ V 1,3mV 14 µ V 1,4mV 140mV Vn
Silmukan tehollisen pinta-alan pienentäminen Lohkojen välinen galvaaninen yhteys muodostaa suuren silmukan
Silmukan tehollisen pinta-alan pienentäminen Isolointi Ei-galvaaninen yhteys
R S Häiriöille altis silmukka R L R S R L R S R L Hajakapasitanssi
Sähkömagneettisten häiriöiden kytkeytymistavat
Häiriön kytkeytyminen Häiriölähde Kytkeytyminen Kohde
Kytkeytymistavat Johtumalla Kapasitiivinen Induktiivinen Säteilemällä
Johtumalla kytkeytyminen U + r 1 R L Vo r 2 r 2 on virtapiirien yhteisen johtimen resistanssi Un + Rn
Sähkökenttä - kapasitiivinen kytkeytyminen E +Q Q C =ε o ε r A/d ε o ε r tyhjön permittiivisyys väliaineen suhteellinen permittiivisyys d Area = A
Magneettikenttä induktiivinen kytkeytyminen H Silmukka I Johdin
Sähkömagneettinen säteily Säteilemällä kytkeytyminen A B D C
Esimerkki antennirakenteesta silmukka-antenni
Esimerkki antennirakenteesta rakoantenni Johde ½ λ Maataso Dielektrinen materiaali
Säteilemällä kytkeytyminen EMC-standardit lähtevälle säteilylle kriittisten silmukoiden halkaisijat < λ/20 Nyrkkisääntö - Signaali sisältää merkittäviä taajuuksia aina 0,4/t r asti (t r on signaalin nousuaika)
Materiaalin vaikutus aallonpituuteen λ = λ ε r o µ r λ o λ Aallonpituus ilmassa Aallonpituus materiaalissa
Häiriön kytkeyminen ongelmia!
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 1 Tehonsyöttö Anturi Esivahvistin Ohjaus- ja Hälytinpiirit 100uA 10mA 100mA Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 1 Tehonsyöttö Anturi Esivahvistin Ohjaus- ja hälytinpiirit 100uA 10mA 100mA 0V 3.2mOhm 3.2mOhm 3.2mOhm 352uV 704uV 1,02mV Häiriö kytkeytyy johtumalla
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 1 Tehonsyöttö Anturi Esivahvistin Ohjaus- ja hälytinpiirit 100uA 10mA 100mA 0V 352uV 704uV 1,02mV Miten ratkaisisit ongelman?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 1 Anturi Esivahvistin Ohjaus- ja hälytinpiirit Tehonsyöttö Tehonsyötön sijoitus
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 2 230 V AC Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 2 230 V AC Ih Kapasitiivinen kytkeytyminen
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 2 230 V AC Ih Miten ratkaisisit ongelman
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 2 Differentiaalivahvistin Suodatus Kompensoidaan häiriöjännite invertoivalla vahvistimella
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 3 230 V AC Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 3 230 V AC B A Induktiivinen kytkeytyminen
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 4 Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 4 Häiriö kytkeytyy säteilemällä
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 4 Mahdolliset kytkeytymisreitit? Miten pienentää säteilyn aiheuttamaa häiriötä?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 4 Kaapelit Ferriitit Kotelo Johtava kotelo Sähköiset aukot pienennä tai suojaa Sähköisiltä mitoiltaan pieni aukko Kotelo Suoja Ilma
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 5 Iv Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 5 Ih Ih Iv Iv -Ih Häiriö kytkeytyy johtumalla
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 6 Liike Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 6 Kapasitanssit: 100pF/m Elektrodien impedanssit: kω Suoja Liike Elektrodien resistanssit Suoja Signaalijohtimet Järjestelmän sisäinen rakenne aiheuttaa kapasitiivisen kytkennän
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 7 Vaiheet Nolla Sydäntahdistin Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 7 Nolla Vaiheet Nollajohtimessa suuri virta Induktiivinen kytkeytyminen
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 8 Sähköstaattinen purkaus Kytkeytymistapa?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 8 Sähköstaattinen purkaus Kytkeytyminen johtumalla Induktiivinen kytkeytyminen
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 8 Sähköstaattinen purkaus Miten ratkaiset suojauksen?
Häiriön kytkeytyminen: Ongelma 8 Maadoitettu metallilevy Eristeainetta
Test GALVANIC CAPACITIVE INDUCTIVE RADIATION
Kytkeytymistavat Kytkeytymistapa Johtumalla Taajuusalue Kommentti DC - 10 MHz virtapiiri Induktiivinen > khz Silmukka Kapasitiivinen > khz Etäisyys pienentää kytkeytymistä Säteilemällä > 15 MHz Antennin dimensiot > λ/20