تست EMC دستگاه IPL: شکست در طراحی رخ می‌دهد، نه در خط تولید

شکست‌های EMC در یک دستگاه IPL تقریباً هرگز مشکل تولید نیستند. آن‌ها تصمیم‌هایی هستند که در مرحله چیدمان گرفته شده‌اند و تست جایی است که صورت‌حساب می‌رسد.

بخش آزار‌دهنده این است که اصلاح، اگر پیش از ساخت قالب انجام شود ارزان است و پس از آن گران. این عدم‌تقارن را باید پیش از تثبیت طراحی فهمید، نه بعد از اولین اسکن ردشده.

CISPR 14-1 و 14-2 در واقع چه چیزی را اندازه می‌گیرند

خانواده CISPR 14 لوازم خانگی را پوشش می‌دهد. بخش 1، emission را تنظیم می‌کند، یعنی آنچه دستگاه از طریق سیم برق و از هوا بیرون می‌فرستد. بخش 2، immunity را تنظیم می‌کند، یعنی آنچه دستگاه هنگام رسیدن تداخل از بیرون تاب می‌آورد.

برای یک دستگاه IPL، نیمه emission سخت‌تر است. دستگاه عبارت است از یک منبع تغذیه سوئیچینگ، یک میکروکنترلر و یک بانک خازن که به فرمان تخلیه می‌شود، همه در یک محفظه پلاستیکی با یک پنجره در جلو.

استانداردها emission هدایتی روی سیم برق و emission تابشی در اتاقک را اندازه می‌گیرند. هر دو اندازه‌گیری پهن‌باند هستند و پالس به‌طور طبیعی پهن‌باند است.

لامپ فلاش یک spark gap است و مانند آن رفتار می‌کند

لامپ فلاش زنون وقتی شلیک می‌کند که بانک خازن از میان گاز یونیزه تخلیه شود. تخلیه در حد میکروثانیه طول می‌کشد. در آن بازه، صدها آمپر از حلقه‌ای می‌گذرد که شامل لامپ، خازن، ترانسفورماتور تریگر و مسیر بازگشت است.

این حلقه یک آنتن است. تابش آن یک emission باریک‌باند نیست که بتوان آن را ناچ کرد؛ یک انفجار پهن‌باند است که سراسر بازه اندازه‌گیری را می‌پوشاند.

دو پیامد دارد. نخست اینکه جریان تخلیه باید از کوتاه‌ترین مسیر ممکن بازگردد، یعنی طرح زمین بیش از هر فیلتری سطح emission را تعیین می‌کند. دوم اینکه مدار تریگر، که پالس ولتاژ بالای سریع تولید می‌کند، تابشگر جداگانه و به‌همان‌اندازه مؤثری است.

چهار تصمیم طراحی که قبولی یا رد شدن را تعیین می‌کند

مساحت حلقه میان بانک خازن و لامپ. حلقه فشرده کمتر تابش می‌کند. این یک تصمیم چیدمان مکانیکی است و زمانی تعیین می‌شود که محفظه طراحی می‌شود، نه وقتی برد روتینگ می‌شود.

مسیر بازگشت جریان تخلیه. اگر با الکترونیک کنترل روی یک مسیر مشترک باشد، نویز را مستقیماً به میکروکنترلر تزریق می‌کند. راه‌حل معمول، نقطه ستاره در پایانه منفی خازن است و باید از ابتدا در طراحی لحاظ شود.

شیلدینگ پیرامون مدار تریگر. پالس تریگر سریع و ولتاژ بالا است. جدا کردن فیزیکی آن از دسته‌سیم لامپ، یا شیلد کردن آن، نتیجه را به‌طور محسوس تغییر می‌دهد.

توپولوژی فیلتر برق ورودی. یک چوک مد مشترک که برای منبع تغذیه سوئیچینگ اندازه‌گذاری شده، به‌طور خودکار برای دستگاهی که بانک خازن را هم تخلیه می‌کند اندازه‌گذاری نشده است. فیلتر باید برای باری که در واقع می‌بیند مشخص شود.

هیچ‌یک از این‌ها غیرمتعارف نیستند. سه مورد از چهار مورد، تصمیم‌هایی هستند که در نیمه اول پروژه گرفته می‌شوند.

چرا فریتی که بعد از ماجرا اضافه می‌شود به‌ندرت نجاتتان می‌دهد

یک فریت بید امپدانس یک رسانا را در یک بازه فرکانسی بالا می‌برد. این وقتی مفید است که تداخل در امتداد همان رسانا حرکت کند.

وقتی تداخل از یک حلقه تابش می‌کند، بید تقریباً هیچ کاری نمی‌کند. انرژی از حلقه خارج می‌شود، نه از سیم. می‌توانید سه فریت اضافه کنید و ببینید که رد اسکن فقط چند dB جابه‌جا می‌شود.

آنچه پس از یک شکست واقعاً کار می‌کند، کوچک کردن حلقه یا تغییر مسیر بازگشت است و هر دو یعنی دست زدن به طراحی مکانیکی یا PCB. به همین دلیل چرخه تست مجدد با هفته اندازه‌گیری می‌شود.

خواندن یک گزارش EMC: سال بازنگری اهمیت دارد

سه چیز را به ترتیب در صفحه بررسی کنید.

استاندارد و سال بازنگری آن. گزارشی که به ویرایشی لغوشده ارجاع می‌دهد، گزارشی از برنامه‌ای است که نگهداری آن متوقف شده.

پیکربندی تست‌شده. کدام آداپتور، چه طول کابلی، کدام تأمین‌کننده لامپ. تغییر در هر یک از این‌ها تغییر در موضوع تست است.

حاشیه، نه فقط حکم نهایی. قبولی درست روی حد مجاز، دستگاهی است که روی نمونه‌ای دیگر رد خواهد شد. قبولی با 6 dB حاشیه، دستگاهی است که می‌توانید به‌طور تکرارپذیر بسازید.

آن خط آخر چیزی است که بیشترین اهمیت را برای ما دارد و به نکته‌ای گسترده‌تر در اینکه کنترل کیفیت در عمل چگونه اجرا می‌شود وصل می‌شود: مشخصاتی که حاشیه ندارد، مشخصاتی است که فقط در روز نوشتنش برقرار می‌ماند.

هزینه زمانی یک تست مجدد

اتاقک رزروشده یک منبع زمان‌بندی‌شده است. رد شدن یعنی رزرو یک نوبت دیگر، که معمولاً هفته‌ها طول می‌کشد، به‌علاوه زمان مهندسی برای تغییر چیدمان یا دسته‌سیم و ساخت نمونه جدید.

اگر شکست پس از ساخت قالب رخ دهد، تغییر محفظه بحث قالب را دوباره باز می‌کند. ما دیده‌ایم شکستی با 2 dB دقیقاً به همین دلیل به تعویق سه‌ماهه تبدیل شده است.

جایگزین، یک اسکن مقدماتی پیش از تثبیت طراحی است. یک ساعت در آزمایشگاه EMC روی یک نمونه رومیزی، کسر کوچکی از هزینه یک تست رسمی ردشده است و مشکل حلقه را زمانی پیدا می‌کند که اصلاح آن هنوز بی‌هزینه است.

این موضوع در پرونده کلی کجا می‌نشیند

EMC در کنار استاندارد ایمنی الکتریکی و ارزیابی فوتوبیولوژیک قرار می‌گیرد و هر یک از آن‌ها می‌تواند به‌طور مستقل روی همان دستگاه شکست بخورد. نردبان انطباق نشان می‌دهد کدام‌یک در چه حجمی الزام‌آور می‌شود.

اگر کارخانه‌ای را ارزیابی می‌کنید و می‌خواهید بدانید آیا قبلاً این کار را کرده است، گزارش EMC را بخواهید و ستون حاشیه را بخوانید. ما آن را در میان مدارکی که ارزش درخواست دارند فهرست می‌کنیم و نوشتار مربوط به قطعات قطعاتی را پوشش می‌دهد که نتیجه را تعیین می‌کنند: لامپ، بانک خازن و آداپتور.