Vad är EMI? Forskning om tillämpningar för detektering av elektromagnetisk störning

Abstrakt

Vad är EMI? EMI står för elektromagnetisk störning. Det hänvisar till elektromagnetiskt brus som avges av elektronisk utrustning under drift, vilket stör annan utrustning via två vägar: trådledning och rymdstrålning. Mindre störningar kan orsaka skärmbrus och signalförvrängning, medan allvarliga störningar leder till avstängning av utrustningen, kretsfel och till och med säkerhetsrisker. EMI är den viktigaste kontrollindikatorn för EMC-certifiering (elektromagnetisk kompatibilitet) av elektroniska produkter. Obligatoriska certifieringar, inklusive inhemsk CCC, EU CE och US FCC, kräver alla fullständiga EMI-utförda och utstrålade emissionstester. LISUN EMI-9KB Systemet för test av ledningsbunden och utstrålad störning är ett standardiserat automatiskt EMI-testinstrument. Det kan exakt fånga upp överdrivet elektromagnetiskt brus som genereras av switchade nätaggregat, motorer, LED-drivare och andra komponenter, och används i stor utsträckning för FoU-förtestning, provtagning i produktionslinjer och tredjepartsöverensstämmelsetestning av IT-utrustning, hushållsapparater, belysningsarmaturer och industriella styrenheter. Denna artikel klargör först vad EMI är och mekanismen för bildandet av ledningsbunden störning och utstrålad störning, och utvecklar sedan hårdvarusammansättningen, tekniska indikatorer och tillämpliga standarder för... EMI-9KB system, jämför parameterskillnader mellan alla LISUN EMI-mottagare, analyserar det praktiska värdet av denna utrustning vid EMI-fellokalisering och EMC-certifiering inom flera branscher, och tillhandahåller en komplett lösning för detektering av elektromagnetisk störning för elektroniktillverkare och testlaboratorier. 

Beskrivning

Med den högfrekventa och integrerade utvecklingen av elektroniska apparater genererar komponenter som switchande nätaggregat, motorer med variabel frekvens, LED-drivare och höghastighetschip kontinuerligt högfrekvent elektromagnetiskt brus, nämligen EMI. Att klargöra vad EMI är och bemästra noggranna EMI-detekteringsmetoder är viktigt arbete inom design och kvalitetsinspektion av elektroniska produkter. Enligt utbredningsvägen delas EMI in i ledningsbunden störning och strålad störning: ledningsbunden störning förorenar elnätet genom kraftledningar och signalkablar, medan strålad störning sprider sig till omgivande utrustning via elektromagnetiska vågor i rymden, vilka båda förstör stabiliteten i den elektromagnetiska miljön.

Ett stort antal marknadsfeedback visar att cirka 35 % av alla fel på elektroniska produkter efter lansering orsakas av överdriven EMI. Produkter som inte klarar EMI-tester kan inte få marknadstillträdescertifieringar både hemma och utomlands, och exportföretag kommer att möta risker som tullkvarhållande och höga korrigeringskostnader. Traditionella enkla spektrumanalysatorer har dålig skärmning och ofullständig standardkompatibilitet, vilket gör att de inte kan genomföra integrerade ledningsbundna och bestrålade tester samtidigt, vilket leder till låg effektivitet vid störningslokalisering. LISUN har lanserat EMI-9KB System för test av ledningsbunden och utstrålad störning med helt slutet hölje med hög avskärmning, matchande LISN-nätverk för artificiellt elnät och CDNE-kopplingsavkopplingsnätverk. Det täcker helt vanliga EMI-teststandarder inklusive CISPR15, GB17743, EN55022 och FCC, kan snabbt lokalisera brusfrekvenspunkter och urskilja ledningsbundna störningar i common-mode/differential-mode, och slutför förtestning och certifieringsnivåtestning i ett enda steg. Med fokus på vad EMI är, förklarar denna artikel grundläggande teoretisk kunskap och diskuterar systematiskt hårdvarukonfiguration, parametrar och industriella tillämpningar av EMI-9KB systemet.

Vad är EMI: Grundläggande teori och riskanalys för elektromagnetisk störning

Kärndefinition av EMI
Vad är EMI? EMI står för elektromagnetisk störning. Det hänvisar till värdelös elektromagnetisk energi som genereras under drift av elektriska och elektroniska produkter, som kopplas till annan utrustning genom ledning eller strålning och orsakar prestandaförsämring och funktionella avvikelser hos målutrustningen. Det är kontrollpunkten för "extern störning av utrustning" i EMC-systemet, motsvarande EMS (elektromagnetisk känslighet) som representerar utrustningens anti-störningsförmåga mot externa signaler. EMI fokuserar endast på den brusnivå som avges utåt från utrustningen, och alla elektroniska produkter som säljs måste kontrollera EMI-brus inom de gränsvärden som anges i nationella och internationella standarder.

Två huvudklassificeringar av EMI: Ledad störning och strålad störning
1. Ledningsbunden EMI
Störningar fortplantar sig genom ledare som kraftledningar, datakablar och jordledningar, med ett frekvensområde på 9 kHz~30 MHz. Snabb omkoppling av kopplingsenheter producerar spännings- och strömtoppar, vilka delas in i common-mode-störningar och differential-mode-störningar. Typiska källor inkluderar LED-drivenheters strömförsörjning, adaptrar och frekvensomvandlare, vilket kan orsaka svart skärm, fjärrkontrollfel och kommunikationsavbrott hos elektriska apparater på samma krets.

2. Utstrålad EMI
Störningar strålar utåt i form av elektromagnetiska vågor inom testfrekvensbandet 30 MHz ~ 300 MHz (den övre gränsen som täcks av EMI-9KBGlapp i utrustningens skal, långa kablar och kretskortsantenneffekter kommer att avge brus utåt. Det är vanligt förekommande i högeffektsmotorer, kompletta belysningsarmaturer och trådlösa moduler, vilka tenderar att störa sändningar, medicinska instrument och fordonselektronik.

Industriella risker orsakade av överdriven EMI
Produkter med för hög EMI kan inte klara obligatoriska certifieringar som CCC, CE och FCC och kan inte cirkuleras på marknaden. Massleveranser kan lätt utlösa kundklagomål och produktåterkallelser. Om precisionsutrustning inom medicin, flyg och fordon störs av EMI kan säkerhetsolyckor inträffa. Att använda ett system för test av ledningsbundna och strålande störningar för att i förväg granska brus kan slutföra åtgärden i FoU-fasen och avsevärt minska efterlevnads- och eftermarknadskostnaderna.

Parameterjämförelse av full LISUN EMI-mottagarserie (tabell 1)

LISUN Systemet för test av ledningsbunden och utstrålad störning inkluderar tre mottagarmodeller: EMI-9KA, EMI-9KB och EMI-9KC, tillämplig på olika testfrekvensband. Kärnparametrar visas i tabell 1. Som en universell modell för mellan- till högfrekvens, EMI-9KB Täcker hela frekvensbandet från 9 kHz till 300 MHz, stöder både utförda tester och utstrålade tester på 30~300 MHz, och är det vanligaste valet för laboratorier som arbetar med belysning, hushållsapparater och IT-utrustning.

Det framgår av tabellen att EMI-9KB utökar det utstrålade testfrekvensbandet 30~300 MHz jämfört med EMI-9KAoch är utrustad med den nya standarden CDNE-M316 kopplingsavkopplingsnätverk, som helt uppfyller de utstrålade EMI-testkraven för belysningsprodukter som anges i CISPR15:2018Inget extra högfrekvent testinstrument krävs, vilket balanserar kostnad och testomfattning, vilket gör det till ett kostnadseffektivt val för små och medelstora företag och tredjeparts testinstitut.

Hårdvarusammansättning och kärnfördelar med LISUN EMI-9KB System för test av ledningsbunden och utstrålad interferens

Slutför systemkonfigurationen
En standarduppsättning av EMI-9KB Systemet för test av ledningsbunden och utstrålad interferens inkluderar kärnan EMI-9KB mottagare för elektromagnetisk störning, LISN artificiellt elnät, CDNE-M316 Kopplings-/avkopplingsnätverk, isolationstransformator, dämpare och matchade koaxialkablar. Tillbehör som tillval inklusive treslingantenn, absorberande klämma, RF-strömprob, skärmningsrum och programmerbar ren sinusvågskälla kan läggas till för att utöka testkapaciteten och täcka alla EMI-testpunkter såsom ledningsbunden emission, utstrålad emission och strömstörningar.

Anti-interferensdesign av hårdvarustruktur
Hela EMI-9KB Mottagaren använder ett helt slutet högkonduktivt skärmande hölje, vilket eliminerar själv-EMI-läckage från utrustningen från hårdvarunivå och löser problemet med förvrängda data orsakade av självinterferens hos vanliga spektrumanalysatorer. En högprecisionsdämpningsenhet är inbyggd inuti med brett dynamiskt mätområde, som kan fånga svaga brussignaler och starka interferenssignaler samtidigt och exakt identifiera punkter med överdrivna frekvenser.

Kompatibilitet med flera internationella och inhemska standarder
Detta testsystem för ledningsbundna och utstrålade störningar stöder alla vanliga EMI-föreskrifter: GB17743/CISPR15 standard för belysningsutrustning, GB6113.101/CISPR16 specifikation för mätutrustning, EN55015, EN55022 standard för informationsteknologisk utrustning, FCC Part 15 specifikation för radiofrekvensutrustning. De genererade testrapporterna använder ett internationellt generellt format och kan skickas in direkt för inhemska CCC-, EU CE- och nordamerikanska FCC-certifieringsansökningar.

Intelligent programvara och bekväm användning
Matchande tvåspråkig testprogramvara på kinesiska och engelska är kompatibel med alla Windows-versioner från Win7 till Win11. Den slutför automatiskt frekvensbandsskanning, gränsvärdesjämförelse, brusmarkering och rapportexport. Tiotusentals testkurvor kan lagras automatiskt. Ingenjörer kan spåra punkter med överdrivna frekvenser för att snabbt lokalisera EMI-störkällor som kopplingsrör, transformatorer och kablar, vilket avsevärt förkortar produktlikriktningscyklerna.

 Anpassning till strålningstest enligt nya standarder
I enlighet med de senaste kraven från CISPR15:2018 standard, systemet är utrustat med standard CDNE-M316 Kopplingsfrikopplingsnätverk för att ersätta gamla CDN-enheter, som noggrant kan utföra utstrålade EMI-tester av belysningsutrustning inom 30 MHz ~ 300 MHz och uppfylla de obligatoriska exporttestkraven för LED-gatulampor, panelbelysning och strömförsörjning för drivenheter.

Multibranschapplikationsscenarier av EMI-9KB System för test av ledningsbunden och utstrålad interferens

LED-belysningsindustrin
LED-armaturer, nätaggregat och COB-ljuskällor är produkter med hög EMI-risk. Högfrekvent omkoppling av switchande nätaggregat genererar lätt ledningsbundet brus, och långa kablar från hela armaturer leder till överdriven strålning. EMI-9KB Systemet för test av ledningsbundna och utstrålade störningar kan synkront utföra ledningsbundna och utstrålade tester som uppfyller CISPR15-standarden, noggrant lokalisera filterfel i strömförsörjning och skärmhål på skal, hjälpa produkter att klara EMC-certifiering för belysningsprodukter och är också ett vanligt instrument för att stödja elektromagnetiska miljötester i IES. LM-80 laboratorier för lumenunderhåll och åldrande.

Hushållsapparater
Frekvensomvandlingsmotorer i kylskåp, luftkonditioneringsapparater och tvättmaskiner samt adaptrar i små hushållsapparater medför EMI-risker, och ledningsbundet buller från utrustningen kommer att förorena hushållens elnät. EMI-9KB kan snabbt skanna det ledningsbundna frekvensbandet 9kHz~30MHz, skilja mellan common-mode- och differential-mode-störningar, vägleda ingenjörer för att optimera EMI-filterkretsar och uppfylla nationella standardkrav för EMI-gränsvärden för hushållsapparater.

IT-utrustning
Produkter som datorer, bildskärmar, skrivare och routrar ska uppfylla EN55022 standard. EMI som genereras av moderkortschip och switchade nätaggregat kommer att störa mus-, tangentbords- och nätverkssignaler. Detta testsystem för ledningsbundna och utstrålade störningar kan utföra förtester i FoU-fasen för att undvika masslikriktning under massproduktion.

Tredjeparts testinstitutioner
Tredjepartslaboratorier måste utfärda trovärdiga EMI-testrapporter. Testdatafelet för EMI-9KB kontrolleras inom ±2 dB, och dess hårdvara och mjukvara uppfyller helt CISPR16-specifikationerna för mätutrustning för certifieringsnivåtester. En uppsättning utrustning kan ta prover av belysning, hushållsapparater och IT-produkter för att förbättra laboratoriernas utnyttjandegrad.

FoU-företag inom elektroniska komponenter
Tillverkare av kraftmoduler, transformatorer, kontakter och kretskort kan använda detta system för EMI-screening av inkommande och halvfärdiga produkter för att undertrycka elektromagnetisk störning vid komponentkällan och minska svårigheten med EMI-likriktning i hela maskinen.

Praktiskt värde av EMI-9KB System i EMI-fellokalisering

Efter att ha klargjort vad EMI är, är det centrala kravet att snabbt hitta källan till alltför högt brus. EMI-9KB Systemet för test av ledningsbunden och utstrålad interferens har tre stora fördelar med placering:

Först markerar den överdrivna frekvenser genom segmenterad skanning och visar direkt skillnaden mellan brusamplitud och standardgränsvärden, vilket gör det möjligt för ingenjörer att snabbt låsa motsvarande kretskomponenter;

För det andra separerar den störningar från kraftportar och signalportar med LISN och CDNE för att skilja på två typer av EMI (ledningsbunden och utstrålad) och bedöma likriktningsriktningar (lägga till filter/optimera skärmning);

För det tredje kan testkurvor sparas för jämförelse, och data före och efter likriktning kan visuellt kontrasteras för att verifiera effektiviteten hos EMI-undertryckningsscheman och förkorta produktens FoU-cykler. Traditionella dedikerade EMI-mottagare kräver upprepad iterativ testning, medan EMI-9KB kan minska EMI-felsökningstiden med mer än 60 %.

Slutsats

klargöra Vad är EMI är grunden för design och testning av elektromagnetisk kompatibilitet för elektroniska produkter. Överdriven EMI kommer direkt att hindra produkttillträde till marknaden och utlösa säkerhetsrisker för utrustningen, och standardiserade testsystem för ledningsbundna och utstrålade störningar är kärninstrumentet för att lösa sådana problem. Stöds av ett komplett testfrekvensband på 9 kHz ~ 300 MHz, helt avskärmat störningsskyddshölje, komplett uppsättning standardmatchningskomponenter och kompatibilitetskapacitet för flera regler. LISUN EMI-9KB Systemet för test av utförda och utstrålade störningar omfattar FoU, kvalitetsinspektion och tredjepartscertifiering inom vanliga industrier, inklusive LED-belysning, hushållsapparater och IT-utrustning.

Jämfört med samma serie EMI-9KA och avancerad EMI-9KC, EMI-9KB balanserar testfrekvensband, utrustningskostnad och detekteringsnoggrannhet. Den kan inte bara genomföra förtester i FoU-fasen för att snabbt lokalisera EMI-störkällor som switchade nätaggregat och motorer, utan även utfärda kompatibla testrapporter på certifieringsnivå, vilket möjliggör en enda testning av ledningsbunden EMI och 30~300 MHz utstrålad EMI. Mot bakgrund av allt striktare global elektromagnetisk kontroll av elektroniska produkter, EMI-9KB System för test av ledningsbunden och utstrålad interferens utrustad med CDNE-M316 Kopplingsnätverk kan hjälpa tillverkare att kontrollera EMI-risker i förväg, minska kostnaderna för certifiering, eftermarknadsservice och produktåterkallelser, och ge tillförlitligt teststöd för stabil och kompatibel lansering av alla typer av elektriska och elektroniska produkter.