Transcript IEC 61000-4-3 - Electronica

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Medidas Electrónicas II
COMPATIBILIDAD
ELECTROMAGNETICA
Rev 2 10OCT12
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Medidas Electrónicas II
Introducción
DEFINICIÓN (según la normativa internacional recogida en el Informe Técnico
de la Comisión Electrotécnica Internacional 61000-1-1) : "la capacidad de cualquier
aparato, equipo o sistema para funcionar de forma satisfactoria en su entorno
electromagnético sin provocar perturbaciones electromagnéticas sobre cualquier
cosa de ese entorno".
EMI (Electromagnetic Interference): Emisiones generadas por el
equipo que pueden afectar el funcionamiento de otros equipos.
EMS (Electromagnetic Suceptibility): Es la capacidad del equipo de
funcionar en un ambiente que presenta interferencia generada por otros equipos
El equipo que cumple con los aspectos de
compatibilidad electromagnética es capaz
de funcionar bajo interferencias sin
producirlas.
EMC
EMS
EMI
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EMC - Mecanismo
Fuente de
interferencia
Víctima
Medio de acoplamiento
Conducido
Radiado
- Lineas de señal
- Magnetico
- Lineas de alimentacion
- Electrico
- Onda plana
• Se habla de interferencia cuando una señal (o ruido) produce un mal funcionamiento
del equipo.
• El diseño para EMC se basa en minimizar las emisiones, minimizar los medios de
acoplamiento y maximizar la inmunidad a las perturbaciones.
• El analisis de EMC se realiza en el dominio frecuencial
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EMC - Mecanismo
Fuentes de interferencia
Internas (generadas en el mismo equipo)
Externas
Naturales (Fenomenos ambientales, ESD)
Artificiales
 Según el tipo de acoplamiento existen 2 grandes grupos:
Conducido
Radiado
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EMC
Medidas Electrónicas II
La problemática de la EMC puede abordarse desde los siguientes
puntos:
 Diseño
Comprende todos los puntos a tener en cuenta durante el
diseño del equipo de forma de garantizar que el mismo no
presentará problemas de compatibilidad.
 Normativa
Comprende las normas, ensayos y legislaciones que
garantizan que el equipo presenta determinado nivel de
compatibilidad.
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EMC
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EMC – Etapas de diseño
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Normativa EMC
Estructura de las principales organizaciones generadoras de standards
IEC: International Electrotechnical
Comission.
TC77: Technical comission 77
CISPR: Special Comitee of radio
interference
ETSI: European Telecom Standard
Institute
CENELEC: European comitee for
electrotechnical standarization
CEN: Europan standard nonelectrical
ACEC: Advisory comitee in EMC
EN: European Norm
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Marco Regulatorio
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 En cada país o región existen organismos encargados de regular
la compatibilidad electromagnética.
 FCC: Federal communication commision (USA)
 CNC: Comision Nacional de comunicaciones ( ARG)
 EC: European Commission ( EC ó ECC ó EU ; European
community, European Comercial community, European Union respectivamente son
equivalentes.)
 Estos organismos generan normas generales o específicas
obligatorias, y recurren a los organismos técnicos para definir los
aspectos tecnicos de las mismas.
 Los organismos técnicos generan las normas sin carácter
obligatorio
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Marco Regulatorio
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 Para el caso de la UE, se creó la directiva EMC
 Todos los productos que cumplen con la directiva
pueden comercializarse dentro de la UE.
 La directiva es general y solo pide cumnplir con
Ciertos requerimientos esenciales.
 Los aspectos tecnicos particulares se detallan en las normas
armonizadas.
 Es responsabilidad del fabricante realizar las pruebas de
compatibilidad y declarar que el equipo cumple con los
requerimientos de las normas armonizadas.
 Esto le permite usar el logo CE en el quipo.
 Algunos casos ( como el automotivo) requieren que las pruebas
las realice un laboratorio certificado.
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Marco Regulatorio
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Clasificación de ensayos
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Emisión Conducida
Las mediciones se realizan usando:
Receptores EMI con detectores de cuasi-pico y promedio de acuerdo con CISPR 16-1.
Line Impedance Stabilization Network (LISN).- debe definir la impedancia vista desde el
EUT y del puerto de telecomunicaciones durante la medición de las perturbaciones. Debe
permitir el normal funcionamiento del EUT y para este fin se interpondrá en el cable de señal
entre el EUT y cualquier equipo auxiliar/asociado (AE) o carga requerida para ejercitar al EUT.
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El LISN es también llamado AMN (artificial mains
network). El tipo más usado de LISN es el definido en
CISPR 16-1 y presenta una impedancia equivalente a 50
Ω en paralelo con 50 μH entre cada línea y tierra (red V)
en el rango de 9 KHz a 30 MHz.
Las funciones del LISN son:
• Proporcionar una impedancia definida en RF en
el punto de medición.
• Acoplar el punto de medición con la
instrumentación a emplear (50 Ω).
• Aislar el circuito bajo ensayo de las señales
interferentes provenientes de la alimentación de
energía.
ISN para usar con un par balanceado sin apantallar (CISPR 22©)
ISN para usar con2 pares balanceados sin apantallar (CISPR 22©)
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CE- Setup
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Artificial Mains Network ESH2 Z5
R&S : EMI Tester Receiver ESS
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RE - Emisión Radiada
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Deben realizarse con un receptor de cuasi-pico en el rango de frecuencia de 30 MHz a 1.000
MHz.
El receptor de interferencia debe tener detector de cuasi pico y el ancho de banda de 6 dB de
acuerdo a CISPR 16-1.
La antena se ajustará entre 1 m y 4 m de altura sobre el plano de tierra y se variará la polarización
(horizontal y vertical) de forma de encontrar la máxima intensidad de campo.
Se podrá variar el azimut de la antena-EUT y se rotará el EUT. Si esto no fuera posible se medirá
alrededor del mismo.
El sitio de medición debe ser validado de acuerdo a los requerimientos de CISPR 16-1. Además
de OATS (Open Area Test Site) se pueden emplear lugares alternativos ( camaras anecoicas)
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Medidas Electrónicas II
El lugar de medición debe ser plano, libre de estructuras reflectantes y cables aereos
así como tener las dimensiones adecuadas a fin de proveer la separación entre la
antena y EUT. Debe contar con un plano de tierra.
El EUT se montará en una mesa no metálica de 0,8 m de altura sobre el plano de
tierra. Los equipos dispuestos para el piso, se colocarán sobre el plano de tierra con
hasta 12 mm de aislación
Site mínimo de medición (CISPR 22©)
Tamaño mínimo del plano de tierra (CISPR 22©).
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Medidas Electrónicas II
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Medidas Electrónicas II
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Componentes de incertidumbre en la
medición de emisión radiada
Incertidumbre en la medición de emisión radiada (CISPR 16©)
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Ensayos de inmunidad
IEC 1000-4 – Electrical fast transient/Burst immunity test
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Para aplicar en los puertos de alimentación
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Para aplicar en los puertos de alimentación
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Clamps
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Clamps
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Ensayos de inmunidad
IEC 1000-4 – Electrical fast transient/Burst immunity test
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Ensayos de inmunidad
IEC 1000-4 – Electrical fast transient/Burst immunity test
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Ensayos de inmunidad
IEC 1000-4 – Electrical fast transient/Burst immunity test
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Ensayos de inmunidad
EN 61000-4-5 Impulse voltage
3.1 Switching transients
System switching transients can be separated into transients associated with:
a) major power system switching disturbances, such as capacitor bank switching;
b) minor switching activity near the instrumentation or load changes in the power distribution
system;
c) resonating circuits associated with switching devices, such as thyristors;
d) various system faults, such as short circuits and arcing faults to the earthing system of the
installation.
3.2 Lightning transients
The major mechanisms by which lightning produces surge voltages are the following:
a) a direct lightning stroke to an external circuit (outdoor) injecting high currents producing
voltages by either flowing through earth resistance or flowing through the impedance of
the external circuit;
b) an indirect lightning stroke (i.e. a stroke between or within clouds or to nearby objects
which produces electromagnetic fields) that induces voltages/currents on the conductors
outside and/or inside a building;
c) lightning earth current flow resulting from nearby direct-to-earth discharges coupling into
the common earth paths of the earthing system of the installation.
The rapid change of voltage and flow of current which may occur when a protector is excited
may couple into internal circuits.
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Ensayos de inmunidad
EN 61000-4-5 Impulse voltage
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Ensayos de inmunidad
EN 61000-4-5 Impulse voltage
Esquema del generador 1,2/50 us y 8/20 us
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Ensayos de inmunidad
EN 61000-4-5 Impulse voltage
Esquema del generador 10/700
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Ensayos de inmunidad
EN 61000-4-5 Impulse voltage
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Ensayos de inmunidad
EN 61000-4-5 Impulse voltage
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Ensayos de inmunidad
Descargas Electrostáticas
IEC 61000-4-2: Testing and measurement techniques – Electrostatic discharge
inmunity test.
Su origen data de la norma IEC 801-2. Especifica requerimientos de inmunidad y métodos de ensayos para
descargas electroestáticas (ESD). El objetivo de la misma es establecer un ensayo común y reproducible para
evaluar la performance del equipamiento bajo ensayo (EUT) sujeto a ESD.
Los ensayos requeridos por esta norma pueden ser destructivo para el dispositivo bajo ensayo.
Los niveles están basados en valores experimentales, de acuerdo con los valores típicos que los seres
humanos provocan sobre el equipamiento. La forma de onda adoptada y los niveles de ensayo especificados.
El caso marcado con X es un nivel que puede ser especificado de común acuerdo entre ambas partes (ej.
fabricante y comprador).
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Ensayos de inmunidad
Descargas Electrostáticas
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Ensayos de inmunidad
Descargas Electrostáticas
IEC 61000-4-2: Testing and measurement techniques – Electrostatic discharge
inmunity test.
Descarga de contacto
Descarga en aire
Parámetro
Rango
Nive
l
Tensión de ensayo (kV)
Nivel
Tensión de ensayo (kV)
Cs+Cd
150 pF ± 10 %
Rd
330 Ω ± 10 %
1
2
1
2
Rc
50 M Ω – 100 M Ω
2
4
2
4
3
6
3
8
Tensión de salida
Descarga de contacto: más de 8 kV (nominal)
Descarga atmosférica: más de 15 kV (nominal)
4
8
4
15
Tolerancia en la tensión de salida
±5%
X
Especial
X
Especial
Polaridad de la tensión de salida
Configurable, positiva o negativa.
Holding time
Al menos de 5 s
Modo de operación de descarga
Descarga simple, tiempo entre descargas de al menos 1 s.
Rc
DC
Rd
Llave de
descarga
Cs
Para realizar el ensayo se utiliza un generador de ESD
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Descargas Electrostáticas
IEC 61000-4-2: Testing and measurement techniques – Electrostatic discharge
inmunity test.
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Ensayos de inmunidad
Inmunidad Radiada
IEC 61000-4-3: Testing and measurement techniques Radiated, radio-frecuency,
electromanetic field inmunity test.
Su origen se remonta a la norma IEC 801-3. Esta norma establece niveles y procedimientos de
ensayo requeridos para evaluar la performance de equipos eléctricos/electrónicos cuando están
sometidos a campos electromagnéticos de RF.
Niveles para ensayo de propósito
general
(80 MHz – 1000 MHz)
Niveles para ensayo de protección frente
a emisiones de RF de Telefonía digital.
(800 MHz - 960 MHz y 1,4 GHz - 2,0
GHz)
Nivel
Intensidad de campo
(V/m)
Nivel
Intensidad de campo (V/m)
1
1
1
1
2
3
2
3
3
10
3
10
X
Especial
4
30
X
Especial
La norma establece que estos campos
radiados deberán ser modulados en
AM (80%) por medio de un tono de
1KHz
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Ensayos de inmunidad
Inmunidad Radiada
Calibración del campo
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La norma IEC 61000-4-3 usa el
concepto de “área uniforme”, que
consiste en un plano vertical
hipotético (1,5 m x 1,5 m: grilla de
16 puntos – mínimo 0,5 m x 0,5 m:
grilla de 4 puntos) en el cual las
variaciones de campo son
aceptablemente pequeñas
(-0dB a +6dB del valor nominal
sobre el 75 % de la superficie).
Ejemplo de instalación típica (IEC 61000-4-3©)
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Instrumentos de medición
Banda Ancha
Tipos de Instrumentos:
Banda Angosta
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Instrumentos de medición
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Instrumentos de medición
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Referencias:
http://www.compliance-club.com/
http://www.inti.gov.ar/electronicaeinformatica/emc/pdf/EMCMAYO07.pdf
http://www.richtec.com.tw/driver/drivers/AFJ%20LISN%20.pdf
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