Электромагнитная совместимость (ЭМС) является неотъемлемой качественной характеристикой каждого электронного устройства сегодня - даже в медицинской технике. Изготовитель должен заявить о соответствии устройств целям защиты, указанным в директиве по электромагнитной совместимости, посредством декларации о соответствии и нанесения знака СЕ на устройстве и на упаковке. В результате он берет на себя ответственность за соблюдение соответствующих требований по эмиссии и иммунитету.
Обычная модель помеховой связи основана на терминах источник помех, тракт связи и приемник помех. Оборудование, создающее помехи, упоминается как источник помех, а оборудование, подверженное влиянию, называется приемником помех. Чтобы источник мог влиять на приемник, возмущение должно достигать приемника, чтобы оно могло действовать как переменная возмущения. Путь между источником и приемником называется соединительным или соединительным путем.
Картинная галерея
Картинная галерея с 5 картинками
Четыре различных типа неисправностей
Чтобы вообще иметь возможность гарантировать высокий уровень ЭМС, необходимо знать механизмы возможных отказов. В дополнение к естественным источникам помех (например, молния), существует в основном четыре различных типа связи:
- Гальваническая (импедансная связь): связь двух цепей по общему пути тока.
- Емкостный: соединение двух цепей через переменное электрическое поле. Емкостная связь особенно влияет на высокочастотный диапазон.
- Индуктивный: соединение двух цепей через переменное магнитное поле. Индуктивная связь происходит в низкочастотном диапазоне.
- Радиационная связь: описывает излучение волновых полей с напряженностью электрического и магнитного полей.
Медицинские технологии
Что такое медицинские технологии? Определение, примеры и карьера
Различают динамические и статические помехи (в основном электромагнитные поля). Аналогично между связанными линиями и не связанными со строкой отказами. Гальваническая или импедансная муфта является проводной. Все остальные основаны на электромагнитных волновых полях. В случае линейных помех также проводится различие между синфазной и дифференциальной модовой помехой.
Уменьшите помехи, используя линейный фильтр
Имеет смысл обратить внимание на проблему ЭМС на самой ранней стадии проектирования. Многих проблем можно избежать, грамотно истолковав дизайн. В частности, помехи из-за радиационной связи могут быть устранены только впоследствии при высоких затратах. Самый эффективный способ уменьшить помехи в проводной сети - использовать сетевой фильтр.
Сетевой фильтр ЭМС обычно является низкочастотным, он не влияет на частоту линии (50/60 Гц), но гасит высокочастотные помехи (> 10 кГц). Фильтр представляет собой сеть LC, состоящую из конденсаторов подавления помех X и Y (C) и дросселя с компенсацией тока (L).
Многоступенчатый фильтр
На практике может случиться так, что, несмотря на использование фильтра, демпфирование еще недостаточно. В таких случаях несколько ступеней фильтра, оптимизированных для конкретных сигналов помех, затем соединяются последовательно, что, в сочетании, дополнительно ослабляет как двухтактные, так и синфазные помехи. Обычно вы получаете очень хорошие результаты с двухступенчатым фильтром. Но трехступенчатые фильтры также возможны, осуществимы и доступны.
Дополнительная информация по теме сравнения линейных фильтров: одноэтапный или двухэтапный
Ниже приведено чрезвычайно впечатляющее сравнение трех разъемов для устройств с держателями предохранителей от Schurter: модели DD11, DD12 и DD14. Модель DD11 не имеет встроенного фильтра ЭМС. DD12 использует одноступенчатый фильтр, а новая модель DD14 имеет двухступенчатый фильтр. В качестве источника помех в этом эксперименте для освещения использовался имеющийся в продаже импульсный источник питания мощностью около 150 Вт.
- Schurter DD11: без фильтра устройство не защищено от выбросов и не соответствует требованиям по электромагнитной совместимости.
- Schurter DD12: за исключением небольших выбросов, одноступенчатый фильтр работает хорошо. Тем не менее, он не полностью соответствует требованиям.
- Schurter DD14: двухступенчатый фильтр выполняет всю работу. Требования EMC полностью соблюдаются
Графика для экспериментов есть в картинной галерее.
Сетевой фильтр
Компактный комбинированный элемент разъема устройства с двухступенчатым фильтром
Поле «Сравнение линейных фильтров» описывает тест, в котором сравниваются три гнезда для устройств с держателем предохранителей от Schurter без фильтра, с одноступенчатым фильтром и с двухступенчатым фильтром. Эксперимент показывает, что приложенная нагрузка не должна эксплуатироваться без фильтра. Предельные значения излучения превышены в разных частотных диапазонах. Даже использование одноступенчатого фильтра недостаточно для достаточного подавления помех. Только использование двухступенчатого фильтра обеспечивает соблюдение предельных значений для излучений помех во всем диапазоне частот. Графики экспериментов можно найти в картинной галерее. (Ш)
Совет: Практический форум На 3-м практическом форуме «Электроника с 3D-печатью» 10 июля 2019 года эксперты и разработчики обсудят будущее производства электроники.
Больше информации: практический форум 3D печатной электроники