Thử nghiệm Nhiễu điện từ (EMI)

Nhiễu EMI là một dạng nhiễu sóng điện từ làm giảm hiệu suất của thiết bị và thậm chí khiến thiết bị ngừng hoạt động. EMI có hai biểu hiện, thứ nhất là qua dây dẫn, thiết bị điện bị ảnh hưởng, thứ hai là qua bức xạ không gian.

Hiện nay, các thiết bị gia dụng được sử dụng phổ biến như điện thoại di động, thiết bị điều khiển tự động, máy tính, máy nghe nhạc, tivi,… chắc chắn bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ. Mức độ ảnh hưởng khác nhau tùy theo mức độ và kết quả làm giảm chất lượng hoặc làm sai lệch thông tin. Ví dụ, khi máy tính bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ vượt quá mức cho phép sẽ dẫn đến treo máy hoặc nghiêm trọng hơn là mất dữ liệu.

Do đó, việc áp dụng các tiêu chuẩn EMI cho các thiết bị điện và điện tử là rất quan trọng và cần thiết để ngăn chặn những ảnh hưởng có thể xảy ra do nhiễu điện từ.

EMC Emissions được chia làm 2 loại:

Radiated Emissions (Phát xạ bức xạ)
Conducted Emissions (Phát xạ dẫn điện)

Môi trường điện từ bao gồm:

Điện trường (E-Field): Thường được đo bằng vôn trên mét (V/m)
Từ trường (H-Field): Thường được đo bằng ampe trên mét (A/m)

1. Radiated Emissions

Radiated Emissions (E-Field):

Phát xạ bức xạ là nhiễu điện từ (EMI) hoặc nhiễu loạn bắt nguồn từ các tần số được tạo ra bên trong bởi một thiết bị điện hoặc điện tử. Phát thải bức xạ có thể gây ra các vấn đề thách thức về tuân thủ, để biết một số hướng dẫn chung, vui lòng xem bài viết của chúng tôi Các vấn đề và giải pháp phổ biến về phát thải bức xạ EMC. Phát xạ bức xạ được lan truyền trong không khí trực tiếp từ khung của thiết bị hoặc từ các cáp kết nối với nhau như cổng tín hiệu, cổng có dây như cổng viễn thông hoặc dây dẫn điện. Một ví dụ tuyệt vời là các cổng HDMI và EMI liên quan có thể phát ra từ các loại cáp này, chúng tôi đã sử dụng nó như một nghiên cứu điển hình, bài báo có thể được tìm thấy tại đây; Tuân thủ EMC đối với thử nghiệm Phát xạ bức xạ HDMI (EMI). Trong quá trình thử nghiệm EMC, các phép đo phát xạ bức xạ được thực hiện bằng cách sử dụng máy phân tích phổ và hoặc máy thu EMI và ăng-ten đo phù hợp.

Radiated Emissions (H-Field):

Thành phần từ tính của sóng điện từ đang sử dụng máy phân tích phổ và hoặc máy thu EMI và ăng ten đo phù hợp. Các ăng-ten từ trường điển hình bao gồm ăng-ten vòng và cũng bao gồm các ăng-ten cụ thể theo CISPR 15, chẳng hạn như Vòng lặp Van Veen. Ăng-ten Van Veen Loop về cơ bản là ăng-ten ba vòng được kết hợp với nhau để đo mức phát xạ từ trường của sản phẩm theo ba trục (X, Y và Z).

Sau đây là một số tiêu chuẩn EMC quy định các giới hạn về phát xạ bức xạ:

CISPR 32: Tiêu chuẩn này áp dụng cho thiết bị đa phương tiện (MME) được định nghĩa là có điện áp nguồn AC hoặc DC hiệu dụng định mức không vượt quá 600 V. Tiêu chuẩn này thiết lập các yêu cầu cung cấp mức bảo vệ phổ vô tuyến phù hợp, cho phép các dịch vụ vô tuyến hoạt động như dự kiến trong dải tần từ 9 kHz đến 400 GHz;
FCC 15: Tiêu chuẩn này đặt ra các giới hạn về lượng bức xạ điện từ được phép phát ra từ các thiết bị kỹ thuật số và điện tử như đồng hồ đeo tay, nhạc cụ, máy tính, điện thoại và máy phát công suất thấp;
FCC 18: Tiêu chuẩn này đặt ra các giới hạn về phát xạ năng lượng điện từ do thiết bị công nghiệp, khoa học và y tế (ISM) tạo ra;
IEC 61000-6-3: Tiêu chuẩn này đặt ra các giới hạn phát xạ điện từ cho thiết bị trong môi trường dân cư;
IEC 61000-6-4: Tiêu chuẩn này quy định giới hạn phát xạ điện từ cho thiết bị dùng trong môi trường công nghiệp;
IEC 61000-6-8: Tiêu chuẩn này đặt ra các giới hạn phát xạ điện từ hoặc thiết bị chuyên nghiệp tại các địa điểm thương mại và công nghiệp nhẹ.

2. Phát xạ dẫn điện (Cả liên tục và không liên tục) - Conducted Emissions (Both continuous and Discontinuous):

Phát xạ dẫn điện là nhiễu điện từ (EMI) hoặc nhiễu loạn bắt nguồn từ các tần số được tạo ra bên trong bởi một thiết bị điện hoặc điện tử. Những khí thải này sau đó được lan truyền cùng với các cáp kết nối như cổng có dây như cổng viễn thông hoặc dây dẫn điện. Những phát xạ này có thể là liên tục (liên tục phát ra ở một tần số nhất định) hoặc không liên tục về bản chất (không liên tục, xảy ra rời rạc). Trong quá trình thử nghiệm EMC, các phép đo phát xạ dẫn điện được thực hiện trên bộ thu EMI thông qua ISN (mạng ổn định trở kháng) nằm trong buồng thử nghiệm. Để biết thêm thông tin về các vấn đề tuân thủ phát thải được tiến hành và các bản sửa lỗi EMC, hãy xem bài viết của chúng tôi; Phát xạ EMI tiến hành – Các vấn đề điển hình và giải pháp chung.

Tiêu chuẩn EMC để thực hiện Thử nghiệm Phát thải Tiến hành:

CISPR 25: Tiêu chuẩn này bao gồm các giới hạn để đo nhiễu vô tuyến trong máy thu trên tàu do xe cộ, thuyền, động cơ đốt trong, rơ moóc và thiết bị gây ra trong dải tần từ 150 kHz đến 5 925 MHz. Các giới hạn nhằm mục đích cung cấp khả năng bảo vệ cho các bộ thu tích hợp được lắp đặt (theo hướng dẫn của nhà sản xuất) trong xe khỏi nhiễu dẫn điện do các thành phần/mô-đun trong cùng một phương tiện gây ra.
CISPR 11: Tiêu chuẩn này quy định các giới hạn phát xạ từ thiết bị trong dải tần từ 9 kHz đến 400 GHz bằng cách sử dụng kỹ thuật đo dẫn điện trên cáp nguồn điện lưới AC. Các giới hạn phát xạ dẫn được áp dụng theo tiêu chuẩn này nhằm bảo vệ thiết bị được kết nối với cùng nguồn điện lưới AC và cũng được giả định là để bảo vệ phổ liên lạc vô tuyến dưới 30 MHz khỏi các trường bức xạ bởi cáp nguồn AC của thiết bị.
IEC 61000-6-3: Đây là tiêu chuẩn chung xác định các yêu cầu kiểm tra phát xạ đối với thiết bị được xác định trong phạm vi liên quan đến nhiễu liên tục và nhất thời, dẫn và bức xạ. Các yêu cầu về khí thải đã được chọn để đảm bảo rằng các nhiễu do thiết bị hoạt động bình thường tạo ra ở các khu dân cư, thương mại và công nghiệp nhẹ không vượt quá mức có thể ngăn các thiết bị khác hoạt động như dự kiến.
IEC 61000-6-4: Tiêu chuẩn chung này tương tự như tiêu chuẩn IEC 61000-6-3. Sự khác biệt duy nhất là tiêu chuẩn này quy định các giới hạn phát xạ dẫn của các thiết bị được sử dụng trong môi trường công nghiệp.

3. Flicker test/Harmonic test:

IEC 61000-3-2

Sóng hài (Harmonic) là sự biến dạng của dạng sóng dòng điện bình thường, thường được truyền bởi các tải phi tuyến như SMPS, thiết bị IGBT, hệ thống UPS (và các thiết bị khác có trở kháng thay đổi liên tục trong quá trình hoạt động) tạo ra các xung đột ngột, không hình sin từ nguồn điện áp hình sin. Sóng hài là bội số nguyên của tần số công suất cơ bản. Nếu tần số chính là 60 Hz thì sóng hài bậc 2 sẽ là 120 Hz, bậc 3 sẽ là 180 Hz, v.v. Các thiết bị là một trong những bộ phận quan trọng của nguồn điện lưới như máy biến áp, bộ đổi điện, v.v. dòng điện. Do dòng điện hài tăng, dây kim loại trở nên nóng. Điều này gây ra một số vấn đề như giảm độ tin cậy, hư hỏng lớp cách điện, đoản mạch, khả năng chập cháy dây điện, nguy cơ khói và thậm chí đôi khi có thể gây nổ.

IEC 61000-3-2 là tiêu chuẩn EMC của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế về giới hạn phát xạ dòng điện hài áp dụng cho thiết bị điện và điện tử có dòng điện đầu vào lên đến và bao gồm 16 A mỗi pha và được thiết kế để kết nối với điện áp thấp công cộng. các hệ thống phân phối. Tiêu chuẩn này quy định các quy trình thử nghiệm, giới hạn và yêu cầu đối với phát xạ do dòng điện hài và các thành phần của thiết bị gây ra. Tiêu chuẩn này áp dụng cho thiết bị được kết nối với các hệ thống 220/380 V, 230/400 V và 240/415 V hoạt động ở tần số 50 Hz hoặc 60 Hz. Không có giới hạn nào được chỉ định cho các hệ thống có điện áp danh định nhỏ hơn 220 V (dây-trung tính).

IEC 61000-3-2 đã phân loại thiết bị điện và điện tử thành bốn loại dựa trên số lượng thiết bị được sử dụng, thời gian hoạt động, mức tiêu thụ điện năng, phổ sóng hài, v.v. Chúng như sau:

- Loại A: Loại này bao gồm các thiết bị như:

Thiết bị ba pha cân bằng
Bộ điều chỉnh độ sáng cho đèn sợi đốt
Thiết bị gia dụng, ngoại trừ thiết bị được xác định bởi Loại D
Công cụ không bao gồm công cụ cầm tay
Thiết bị âm thanh
Mọi thứ khác bị Loại trừ bởi Lớp B, C và D.

- Loại B: Loại này bao gồm các thiết bị như:

Công cụ cầm tay
Hệ thống hàn hồ quang không dành cho mục đích sử dụng chuyên nghiệp

- Loại C: Loại này bao gồm các thiết bị như:

Thiết Bị Chiếu Sáng loại trừ bởi Loại A

- Loại D: Loại này bao gồm các thiết bị có dạng sóng đặc biệt với mức công suất đến 75 W và không quá 600 W như:

Máy tính cá nhân và màn hình máy tính cá nhân
Đầu thu truyền hình

IEC 61000-3-3

IEC 61000-3-3 là một tiêu chuẩn EMC của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế về các giới hạn dao động điện áp và chập chờn trong hệ thống điện áp thấp công cộng. Nó chỉ định các điều kiện, quy trình và giới hạn thay đổi điện áp có thể được tạo ra bởi thiết bị được thử nghiệm (EUT). Tiêu chuẩn này áp dụng cho thiết bị điện và điện tử có dòng điện đầu vào lên đến và bao gồm 16 A mỗi pha và được thiết kế để kết nối với hệ thống phân phối điện áp thấp công cộng từ 220 V đến 250 V ở đường dây 50 Hz đến trung tính.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho thiết bị có trở kháng tham chiếu Zref là 6,4. Thiết bị như vậy có thể được kiểm tra theo tiêu chuẩn IEC 61000-3-11. Phần 3-11 áp dụng cho thiết bị có dòng điện đầu vào định mức ≤ 75 A trên mỗi pha và tùy thuộc vào kết nối có điều kiện. Biến động điện áp là những thay đổi không mong muốn trong nguồn cung cấp điện áp từ nguồn điện xoay chiều. Nhấp nháy điện áp là sự không ổn định của một kích thích ánh sáng có độ chói dao động theo thời gian. Tải hiện tại thay đổi gây ra dao động điện áp. Nếu dao động đủ lớn, chúng có thể khiến bóng đèn điện hoặc đèn nhấp nháy theo thời gian. Bên cạnh công suất không đảm bảo, sự chập chờn của đèn điện còn gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Ánh sáng nhấp nháy gây đau đầu, căng thẳng tinh thần, khó chịu, đau nửa đầu và một số người có thể bị động kinh.

Dao động điện áp cũng có thể gây hở mạch bảo vệ của thiết bị và làm gián đoạn mất điện cho các bộ phận khác của thiết bị. Các thiết bị tải nặng như máy giặt, TV, máy phát điện một chiều, động cơ, v.v. gây ra dao động điện áp cục bộ trong một thời gian ngắn do dòng điện vào lớn. Dòng điện khởi động này cũng có thể làm đứt cầu chì trong các thiết bị gây gián đoạn hoạt động.

IEC 61000-3-3 chỉ định các giới hạn đối với sự thay đổi điện áp được tạo ra trên tải tham chiếu của EUT dựa trên các yếu tố sau: