- EMC là gì?
- Tầm quan trọng của EMC
- Luật EMC và Yêu cầu về Chứng nhận
- Quy trình kiểm tra EMC
- Chuẩn bị sẵn sàng cho Kiểm tra tuân thủ EMC của bạn
- Phần kết luận
Như đã đề cập trong bài viết trước khi chúng ta thảo luận về Nhiễu điện từ (EMI), hầu hết tất cả các sản phẩm điện tử được thiết kế để sử dụng thương mại và bán hàng hợp pháp, bắt buộc phải có một hoặc nhiều chứng nhận để làm bằng chứng rằng sản phẩm tuân thủ các quy định / hướng dẫn nhất định và đã được thông qua các thử nghiệm liên quan. Có rất nhiều quy định và chúng khác nhau ở mỗi nơi, đôi khi có những khác biệt nhỏ, nhưng đối với mọi địa điểm bán thiết bị điện tử, nó phải đáp ứng các tiêu chuẩn do cơ quan quản lý tại địa điểm đó quy định.
Đối với bài viết hôm nay, chúng ta sẽ xem xét một trong những bài kiểm tra chứng nhận phổ biến nhất mà các thiết bị điện tử bắt buộc phải vượt qua; các EMC (Tuân điện từ) chứng nhận. Bài báo sẽ trình bày một số điều về EMC bao gồm; EMC là gì, tại sao cần EMC, loại sản phẩm cần EMC và các luật khác nhau về EMC giữa các quốc gia.
EMC là gì?
EMC là viết tắt của Tuân thủ điện từ và nó là một quá trình tồn tại để cung cấp một phương tiện mà qua đó có thể xác minh khả năng của một thiết bị hoạt động trong môi trường điện từ.
Tất cả các hệ thống hoặc thiết bị điện và điện tử đều phát ra một số mức Sóng điện từ có thể gây nhiễu hoạt động của các thiết bị khác khi chúng được kết nối hoặc đặt gần nhau. Sự can thiệp này có thể khiến các thiết bị hoạt động sai theo cách có thể gây hại cho người dùng hoặc khiến sản phẩm không thể sử dụng được. Việc ngăn ngừa và giảm thiểu khả năng xảy ra điều này là nguyên nhân dẫn đến sự phát triển của các yêu cầu EMC, để cung cấp cơ sở chung cho các sản phẩm / hệ thống điện / điện tử được đánh giá về chất lượng và an toàn chức năng.
EMC thường được sử dụng thay thế cho EMI nhưng giữa chúng có rất nhiều điểm tương đồng, điều quan trọng cần lưu ý là EMC khá khác với EMI. EMI (Nhiễu điện từ) là thước đo bức xạ phát ra từ một thiết bị cùng với hậu quả có thể xảy ra của nó trong khi EMC, mặt khác, là thuộc tính của một hệ thống hoặc thiết bị đảm bảo nó hoạt động theo cách được thiết kế khi ở trong môi trường có EMI. Sự giao thoa.
Tầm quan trọng của EMC
Mặc dù các thông số kỹ thuật chính xác khác nhau giữa các quốc gia và khu vực, nhưng Chứng chỉ EMC vẫn là một trong những yêu cầu pháp lý để phê duyệt việc bán thiết bị điện tử ở hầu hết các quốc gia. Ví dụ: tại các thị trường Châu Âu, dấu CE cần phải được áp dụng trên tất cả các sản phẩm điện tử trước khi chúng có thể được bán và nó chỉ được áp dụng khi nhà sản xuất đã tuân thủ tất cả các chỉ thị áp dụng cho sản phẩm, bao gồm cả chứng nhận EMC. Bằng chứng cho điều này là Tuyên bố Phù hợp (DOC) thường được gửi kèm theo hướng dẫn sử dụng / hướng dẫn sử dụng của sản phẩm. Đối với các sản phẩm mới, các nhà cung cấp / Nhà phân phối quy mô lớn thường xác minh DOC bằng các bài kiểm tra vì họ có nguy cơ cung cấp các thiết bị chưa được xác minh, hành vi bị coi là gian lận và có thể dẫn đến tiền phạt đáng kể, thu hồi sản phẩm và các điều khoản tù.
Ngoài các yêu cầu pháp lý, việc không tiến hành các thử nghiệm EMC trên các thiết bị có thể gây ra hậu quả khá nghiêm trọng. Chứng nhận EMC giúp tăng độ tin cậy của sản phẩm vì các bài kiểm tra sẽ giúp làm nổi bật mọi vấn đề tiềm ẩn với sản phẩm trước khi sản xuất, tạo cơ hội cho nhà sản xuất khắc phục sự cố mà không phải chịu chi phí và sự bối rối liên quan đến việc thu hồi sản phẩm khỏi thị trường hoặc bảo hành.
Về lâu dài, việc thực hiện quy trình Chứng nhận EMC không chỉ đảm bảo bạn có thể bán sản phẩm của mình ở các thị trường yêu cầu mà còn giúp bạn xây dựng một sản phẩm đáng tin cậy, mang lại niềm tin cho khách hàng và chắc chắn tăng doanh số bán hàng.
Luật EMC và Yêu cầu về Chứng nhận
Như đã đề cập trước đó, các yêu cầu chứng nhận khác nhau giữa các quốc gia và khu vực. Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, FCC chỉ định các quy tắc về kiểm tra EMC với các quy tắc như quy tắc FCC phần 15, xác định lượng nhiễu tần số vô tuyến không được cấp phép tối đa mà các thiết bị khác nhau có thể tạo ra. Theo chứng nhận ở Mỹ, các thiết bị được trao nhãn hiệu FCC.
Bên ngoài Hoa Kỳ, các tiêu chuẩn ISO, IEC và CISPR khác nhau được sử dụng trong quy định EMC. Ở EU, nhãn hiệu CE chỉ được trao sau khi sản phẩm đã được chứng nhận là bắt buộc để bán sản phẩm. Ở Châu Phi, các quốc gia như Nam Phi yêu cầu “Chứng chỉ Tuân thủ” do Cục Tiêu chuẩn Nam Phi (SABS) cấp và các quốc gia như Nigeria tận dụng các tiêu chuẩn IEC / CISPR.
Mức độ nghiêm trọng của hình phạt đối với hành vi không tuân thủ khác nhau giữa các quốc gia, vì việc tuân thủ vẫn là tự nguyện ở một số quốc gia đang phát triển, nhưng khi các quốc gia phát triển và tác động của EMI trở nên nổi bật hơn, chắc chắn rằng luật pháp chặt chẽ hơn sẽ bắt đầu phát sinh xung quanh nó.
Quy trình kiểm tra EMC
Có 3 loại vấn đề chính trong các thiết bị điện tử được giám sát bởi EMC. Các danh mục bao gồm;
- Khí thải
- Tính nhạy cảm
- Khả năng miễn dịch
1. Kiểm tra khí thải:
Sự phát thải đề cập đến việc sản xuất năng lượng điện từ có chủ ý hoặc ngẫu nhiên bởi bất kỳ nguồn nào. Đối với các thiết bị điện tử, các bài kiểm tra EMC được thiết kế để kiểm tra phát thải không mong muốn từ thiết bị và các biện pháp đối phó có thể được thực hiện để giảm và ngăn chúng tác động tiêu cực đến các thiết bị khác xung quanh chúng.
Thử nghiệm phát xạ bao gồm việc đo cường độ trường dẫn và bức xạ của phát xạ trong thiết bị, với phát xạ dẫn được thực hiện cùng với cáp và hệ thống dây điện, trong khi bức xạ (cảm ứng và điện dung) được đo theo mọi hướng xung quanh thiết bị.
Giám sát phát xạ bức xạ rất quan trọng đối với các thiết bị sẽ được sử dụng gần với các thiết bị điện tử khác. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng ăng-ten làm đầu dò, trong khi các công cụ như Kẹp dòng RF hoặc Mạng ổn định trở kháng đường truyền (LISN) được sử dụng làm đầu dò cho phát xạ dẫn. Các đầu dò được kết nối với một máy thu hoặc máy phân tích kiểm tra EMI chuyên dụng kết hợp băng thông và bộ dò dựa trên các yêu cầu trong các Tiêu chuẩn EMC Quốc tế khác nhau.
2. Kiểm tra tính nhạy cảm:
Tính nhạy cảm đề cập đến xu hướng của một thiết bị điện (Thường được gọi là nạn nhân) bị hỏng hoặc trục trặc khi ở gần nơi có khí thải từ thiết bị khác (EMI).
Giống như thử nghiệm khí thải, thử nghiệm tính nhạy cảm cũng được thực hiện cho cả nhiễu bức xạ và nhiễu dẫn. Đối với tính nhạy cảm với bức xạ, thử nghiệm thường bao gồm việc sử dụng nguồn bức xạ điện từ công suất cao và ăng ten bức xạ để hướng năng lượng đến DUT (thiết bị được thử nghiệm). Mặt khác, đối với tính nhạy cảm với dây dẫn, thử nghiệm thường được thực hiện bằng cách sử dụng bộ tạo tín hiệu công suất cao cùng với kẹp dòng điện hoặc một số loại biến áp khác để chèn nhiễu trên cáp.
Giống như tất cả các thử nghiệm tuân thủ, đối với cả hai thử nghiệm, các tài liệu tiêu chuẩn chỉ rõ môi trường thử nghiệm phải là gì, một số thiết bị được sử dụng và hiệu chuẩn của chúng. Trong hầu hết các tiêu chuẩn, các địa điểm thử nghiệm khu vực mở (OATS) là các địa điểm thử nghiệm được khuyến nghị nhưng trong thời gian gần đây, các thử nghiệm được thực hiện trong nhà bằng các Buồng thử nghiệm EMC chuyên dụng như buồng phản xạ và dội âm. Có thể quan sát thấy một số thay đổi trong các mô tả nêu trên do sự khác biệt trong các thiết bị.
3. Kiểm tra miễn dịch:
Khả năng miễn nhiễm của thiết bị điện tử đề cập đến khả năng hoạt động chính xác của thiết bị điện tử khi có nhiễu điện từ.
Mặc dù theo định nghĩa, miễn dịch có thể được coi là nghịch đảo của tính nhạy cảm, chúng thường được sử dụng thay thế cho nhau. Và bằng cách xác định mức độ của chúng, có thể xác minh khả năng của thiết bị điện tử hoạt động bình thường khi đối mặt với nhiễu EM.
Chuẩn bị sẵn sàng cho Kiểm tra tuân thủ EMC của bạn
Trong khi các bài kiểm tra EMC có vẻ đơn giản, việc vượt qua chúng tốn rất nhiều công sức, tiền bạc và thời gian. Điều này không liên quan đến bản chất vô hình của EMC, khiến các nhà sản xuất không thể xác định được sản phẩm có phù hợp với tiêu chuẩn hay không trừ khi thực hiện thử nghiệm và chi phí cao của thiết bị cần thiết cho thử nghiệm khiến việc sở hữu chúng là một ý tưởng tồi và thuê ngoài (cũng đắt, vài nghìn USD / ngày kiểm tra) các phòng thí nghiệm tuân thủ được công nhận thường là một lựa chọn tốt hơn.
Tuy nhiên, trong khi hầu hết các công ty có thể vượt qua rào cản chi phí, vấn đề lớn nhất là khi kết quả thử nghiệm âm tính. Đây thường là một thời điểm khá khó khăn đối với công ty và các nhà quản lý dự án vì không thể thực hiện các thay đổi trong quá trình thử nghiệm, có nghĩa là sản phẩm phải được gửi lại cho nhóm thiết kế để thiết kế lại và hàng nghìn đô la sẽ cần phải được chi ra cho một kiểm tra lại.
Sự kém hiệu quả của quy trình được mô tả ở trên là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến chi phí Nghiên cứu & phát triển cao và sự chậm trễ trong tiến trình phát triển sản phẩm. Để giảm thiểu rủi ro này và tăng khả năng các thiết bị vượt qua các bài kiểm tra ở lần thử đầu tiên, các công ty sử dụng một số phương pháp tiếp cận nhất định có thể được phân loại rộng rãi thành hai phân nhóm, bao gồm;
- Thiết kế
- Kiểm tra trước tuân thủ
1. Thiết kế các phương pháp tiếp cận để cải thiện việc tuân thủ EMC
Cách chơi thiết kế thông minh nhất (đối với những sản phẩm có thể chấp nhận được) là sử dụng các mô-đun được chứng nhận trước trong quá trình phát triển sản phẩm, vì nó đảm bảo giảm đáng kể công sức dành cho việc chứng nhận sản phẩm của bạn. Tuy nhiên, tính tuân thủ EMC trong việc thiết kế một sản phẩm mới liên quan đến việc đánh giá (dựa trên các tình huống mà sản phẩm sẽ được sử dụng), khả năng có thể;
- Nguồn EMI (bên trong hoặc bên ngoài) và loại tín hiệu.
- Bản chất của “Nạn nhân” và tầm quan trọng của sự cố có thể xảy ra.
- Đường dẫn khớp nối đến “Nạn nhân” - thiết bị của bạn (trong trường hợp bên ngoài) hoặc các thiết bị khác xung quanh nó.
Giảm thiểu nhiễu trong quá trình thiết kế liên quan đến việc giảm các nguồn EMI bên trong bằng cách chú ý đến những thứ "nhỏ" như loại công tắc bạn đang sử dụng và những thứ quan trọng hơn một chút như giao diện kết nối / giao tiếp mà bạn đang sử dụng, tần suất nó hoạt động và có thể bị nhiễu từ các nguồn bên ngoài. Bằng cách xem xét môi trường nơi thiết bị sẽ được lắp đặt / sử dụng, bản chất của nạn nhân hoặc bộ phát tiềm năng và tầm quan trọng của sự cố có thể xảy ra mà chúng có thể gây ra, có thể được tiếp cận và xem xét một cách hiệu quả trong thiết kế.
Đối với việc ghép nối, một hệ thống dễ dàng ghép nối năng lượng với “đầu ra” sẽ dễ dàng ghép nối năng lượng “vào” như nhau, vì nhiều khía cạnh của thực tiễn thiết kế EMC tốt áp dụng cho cả người phát và nạn nhân, có nghĩa là một cải tiến thiết kế duy nhất để giảm lượng khí thải cũng sẽ giảm tính nhạy cảm. Một số kỹ thuật thiết kế để giảm lượng khí thải như nối đất, che chắn đã được thảo luận trong bài viết trước về EMI tại đây.
2. Kiểm tra trước khi tuân thủ
Một cách khác để giảm chi phí và khả năng không đạt được thử nghiệm là thực hiện thử nghiệm EMC trong suốt quá trình thiết kế bằng cách sử dụng thiết lập thử nghiệm trước tuân thủ EMC được điều chỉnh theo các điều kiện sẽ được sử dụng trong quá trình thử nghiệm tuân thủ. Mặc dù chi phí của bạn có thể chỉ thấp hơn một chút so với số tiền bạn có thể trả cho một ngày với phòng thí nghiệm được công nhận, nhưng nó sẽ tăng cơ hội thiết bị vượt qua bài kiểm tra trong lần thử đầu tiên, giảm chi phí kiểm tra tổng thể và giảm thời gian đưa ra thị trường.
Phần kết luận
Mặc dù việc chuẩn bị cho các chứng chỉ như EMC rất dễ dàng đối với các tổ chức lớn, đối với các công ty mới thành lập và các công ty nhỏ, nhưng đó là một cuộc chơi hoàn toàn khác, do thiếu vốn và cần phải thử nghiệm một số giả định trong những ngày đầu. Tuy nhiên, các công ty khởi nghiệp có thể giảm thiểu rủi ro liên quan bằng cách đảm bảo rằng nhóm thiết kế, càng sớm càng tốt trong quá trình thiết kế, xem xét các yếu tố EMI / EMC trong quá trình thiết kế của họ. Trong các nhóm mà kiến thức về các chứng chỉ còn ít, họ có thể chọn làm việc với các chuyên gia tư vấn có kinh nghiệm trong lĩnh vực này để hỗ trợ cho nhóm. Việc làm này không chỉ giúp chuẩn bị sản phẩm để được chứng nhận trong tương lai mà còn giúp họ cung cấp một sản phẩm đáng tin cậy cho khách hàng của mình.