Slide 1

‫بنام خدا‬

‫آزمونهاي‬
‫‪EMC‬‬
‫درصنعت خودرو‬
‫محمدصادق رحيميان‬
‫مجموعه آزمايشگاه ايران خودرو‬
‫بهمن ‪85‬‬


Slide 2

‫فهرست مطالب‬
‫ مقدمه و تاريخچه‬‫‪ -‬مفاهيم ‪ EMC‬و ‪EMI‬‬

‫ معرفي نمونه هايي از منابع توليد اختالالت الكترومغناطيسي‬‫ روشهاي اندازه گيري ‪EMC/EMI‬‬‫ ‪OATS‬‬‫‪Microwave Anechoic Chamber -‬‬

‫ ‪TEM Cell‬‬‫ ‪GTEM Cell‬‬‫ مروري بر استاندارد نوعي ‪ EMC‬در صنعت خودرو‬‫ وضعيت ايران در زمينه ‪ EMC‬و تكنولوژي تست‬‫‪ -‬نتيجه گيري و ارائه پيشنهاد فعاليتهاي آتي‬


Slide 3

‫مقدمه‬
‫قويترين ابزار كيفي و اجرايي جهت پذيرش يك محصول انجام آزمون براساس‬
‫استاندارد معرفي شده و يا مدارك فني مربوطه مي باشد‪.‬‬
‫درواقع معيار رد يا قبول بودن يك محصول‪ ،‬خودرو يا قطعات آن استاندارد مي باشد كه‬
‫ابزار سنجش و مقايسه با استاندارد فرآيند آزمون مي باشد‪.‬‬

‫در يك تقسيم بندي كلي آزمونهاي قطعات خودرو به صورت ذيل تعريف مي شوند‪:‬‬
‫آزمونهاي عملكردي و دوام‬‫‪ -‬آزمونهاي شرايط محيطي(آب و هوايي‪ ،‬ارتعاش‪ EMC ،‬و‪)...‬‬

‫‪... -‬‬


Slide 4

‫وجه مشترك كليه قطعات الكترونيكي خودرو(يا الكتريكال) از نظر آزمون ‪ ،‬آزمونهاي‬
‫‪ EMC‬مي باشد‪.‬‬

‫افزايش استفاده از تجهيزات الكترونيك و تكنولوژيهاي جديد در خودروهاي امروزي‬
‫ضرورت برآوردن الزامات ‪ EMC‬را مشخص مي نمايد‪.‬‬
‫نتايج موفق آزمونهاي ‪ EMC‬يكي از الزامات اخذ ‪ E mark‬و ‪ CE mark‬مي باشد‪.‬‬
‫از طرفي چون پروژه هاي اين موسسه با محوريت الكترونيك خودرو تعريف شده است‪،‬‬
‫قطعا يكي از آزمونهاي پذيرش كيفي آنها ازمونهاي ‪ EMC‬خواهدبود‪.‬‬


Slide 5

‫‪( Electromagnetic Compatibility) EMC‬يا سازگاري‬
‫الكترومغناطيس ي توانايي عملكرد قابل قبول يك وسيله‪ ،‬تجهيز يا سيستم در محيط‬
‫الكترومغناطيس ي مي باشد بدون اينكه اغتشاشات الكترومغناطيس ي قابل توجهي به‬
‫محيط اعمال نمايد[‪.]1‬‬
‫صاعقه‪ ،‬انفجارات هسته اي‪ ،‬فرستنده هاي راديو و تلويزيون‪ ،‬خطوط انتقال‪ ،‬تجهيزات‬
‫مخابراتي‪ ،‬رادار و‪ ...‬منابع توليد اين ميدانهاي الكترومغناطيس ي هستند‪.‬‬
‫ازديد تاريخي اولين بار بررس ي تداخل ناش ي از محيط الكترومغناطيس ي به عنوان يك‬
‫مسئله مهم و عملي در دهه ‪ 1920‬در آمريكا شروع شد(ناش ي از فرستنده هاي راديويي)[‪.]1‬‬
‫فعاليت موسسات و شركتهاي آمريكايي و اروپايي درزمينه تكنيكهاي اندازه گيري ميدانهاي‬
‫الكترومغناطيس ي‪ ،‬تدوين استانداردها و‪...‬‬


Slide 6

‫مفاهيم ‪ EMC‬و ‪EMI‬‬
‫اغتشاش الكترومغناطيس ي پديده ايست الكترومغناطيس ي كه ممكن است باعث‬
‫اختالل در عملكرد يك وسيله‪ ،‬تجهيز ياسيستم گردد‪ .‬اين اغتشاش مي تواند در‬
‫طبيعت‪ ،‬يك نويز الكترومغناطيس ي يا يك سيگنال ناخواسته و يا بواسطه يك تغيير در‬
‫نحوه انتشار امواج باشد[‪.]2‬‬
‫تداخل الكترومغناطيس ي طبق تعريف به انحراف از عملكرد نرمال دستگاه ‪ ،‬تجهيز يا‬
‫سيستم اطالق مي شود كه يك اغتشاش الكترومغناطيس ي باعث آن شده است [‪]2‬‬


Slide 7

‫منابع توليد تداخل الكترومغناطيس ي[‪1[ ]1‬‬

‫]‬


Slide 8

‫چگونگي انتقال اغتشاش از منبع توليد آن به تجهيز يا سيستم[‪]1‬‬

‫انتشار مستقيم از منبع توليد اغتشاش به گيرنده(دستگاه)‬
‫انتشار مستقيم از منبع توليد اغتشاش به كابل تغذيه يا كابل كنترل و سپس رسيدن به دستگاه به روش هدايت‬
‫انتشار تداخل الكترومغناطيس ي از كابل تغذيه(يا كابل كنترل) منبع توليد اغتشاش به دستگاه موردنظر‬
‫انتقال مستقيم تداخل الكترومغناطيس ي از طريق مسير مشترك كابل تغذيه يا كابل كنترل(به روش هدايت)‬


Slide 9

‫بنابراين اولين مكانيزم انتقال تداخل الكترومغناطيس ي از منبع توليد آن به يك دستگاه مورد‬
‫نظر(گيرنده) روش انتشار(‪ )Radiation‬و هدايت(‪)Conduction‬مي باشد‪ .‬اساس همين‬
‫روشهاي نفوذ و انتقال امواج الكترومغناطيس ي مي باشد كه پايه و اساس استانداردهاي‬
‫‪ EMC‬تجهيزات شده است‪.‬‬
‫درزمينه قطعات و مجموعه هاي خودرو استانداردهاي ‪ EC/245/72‬و پس ازآن‬
‫‪ EC/54/95‬و استانداردهاي كارخانه اي نظير ‪ PSA B217110‬نيز همين روشهاي‬
‫نفوذ را مورد بررس ي وارزيابي عملكردي قرار مي دهند‪.‬‬


Slide 10

‫معرفي نمونه هايي از منابع توليد اختالالت الكترومغناطيس ي‬

‫خطوط انتقال انرژي الكتريكي [‪]3[-]5‬‬
‫صاعقه (برخورد مستقيم و غيرمستقيم) و نفوذ ازطريق تشعشع يا هدايت[‪]6‬‬
‫انفجارات هسته اي ‪]3[NEMP‬‬
‫تخليه الكتروستاتيك ‪]1[Electrostatic Discharge‬‬
‫عوامل داخلي در سيستم خودرو ‪:‬‬
‫ولتاژهاي القايي ناش ي از شدت ميدان توليدشده ازكابل خروجي قطعه كويل(وايرشمع)‬
‫عملكرد موتور استارتر و ساير موتورهاي الكتريكي‪ ،‬قطع و وصل كليد و سوئيچهاي موجود و نيز‬
‫ميدانهاي ناش ي از كابلهاي تغذيه‪ ،‬تخليه الكتروستاتيك عملكرد نادرست تجهيزات الكتريكي‪،‬‬
‫اتصال كوتاههاي تحميلي‪ ،‬استفاده از تلفن همراه و ‪...‬‬


Slide 11

‫نمونه اي از ولتاژهاي گذرا ناش ي از عملكرد داخلي سيستم ]‪[B217110‬‬


Slide 12


Slide 13


Slide 14

‫روشهاي اندازه گيري ‪EMC/EMI‬‬
‫اندازه گيري تشعشعات منتشرشده )‪(Radiated Emissions‬از يك تجهيز يا دستگاه و ميزان پذيرش تشعشع ‪(Radiation‬‬
‫)‪ Succeptibility‬توسط اين تجهيزات دو ركن اصلي دراندازه گيريهاي ‪ EMC/EMI‬را تشكيل مي دهد[‪.]1‬‬

‫منظور از تست ميزان پذيرش تشعشع‪ ،‬مشخص كردن ميزان انحراف دستگاه از عملكردنرمال آن مي باشد كه‬
‫توسط انرژي الكترومغناطيس ي خارجي ناش ي شده است[‪. ]1‬‬

‫اساس اندازه گيري ‪ RE‬و ‪RS‬‬


Slide 15

‫[‪(OATS)Open Area Test Site ]1‬‬
‫عمومي ترين روش استاندارد پذيرفته شده جهت اندازه گيري ميزان تشعشع منتشرشده ازيك تجهيز يا ميزان پذيرش‬
‫تشعشع يك تجهيز مي باشد‪.‬‬
‫عدم وجود انعكاس يا سيگنالهاي پراكنده شده از ديوار‪ ،‬سقف و‪ ...‬به دليل ماهيت سيستم‬

‫نكات تاثيرگذار دراندازه گيريهاي‪OATS‬‬

‫محيط الكترومغناطيس ي‬
‫امواج الكترومغناطيس ي پراكنده شده(‪)Electromagnetic Scatters‬‬
‫اتصاالت و كابلهاي تغذيه الكتريكي‬

‫‪Sc Sd - 6dB‬‬


Slide 16

‫ساختار ‪OATS‬‬

‫‪MD  2 D‬‬

‫‪Md  3 D‬‬

‫‪D  1 .5 D‬‬
‫'‬

‫تجهيزات تست برروي استندي كه قابليت‬
‫چرخش ‪ 360‬درجه را دارد نصب مي شود‪ .‬دراين‬
‫حالت آنتن فرستنده(يا گيرنده) ثابت مي باشد‬

‫تجهيز تحت تست ثابت است و آنتن‬
‫فرستنده(ياگيرنده)درمسير يك دايره حركت مي‬
‫نمايد‬

‫دربسياري از اندازه گيريها فاصله‪ D‬بين تجهيز تحت تست و آنتن ‪1‬متر‪ 3 ،‬متر و ‪ 10‬متر مي باشد‪.‬‬


Slide 17

‫[‪Microwave Anechoic Chamber ]1‬‬
‫عمومي ترين روش آزمايشگاهي اندازه گيريهاي‪EMC/EMI‬‬
‫اين چمبرها امكان اندازه گيري داخل آزمايشگاهي را فراهم مي آورد‬
‫محيطي كامال عايق از محيط الكترومغناطيس ي بيروني‬
‫اينگونه چمبرها خصوصا جهت اندازه گيري سطوح سيگنال خيلي پايين كاربرد ويژه اي خواهندداشت‬

‫‪Antenna‬‬

‫‪EUT‬‬


Slide 18

‫ در يك‬RS ‫ و‬RE ‫روش اندازه گيري‬
Anechoic Chamber


Slide 19

‫[‪TEM Cell]1‬‬

‫ساختاركلي و اجزاي داخلي‬


Slide 20

‫ظرفيت خازني خط انتقال مستطيلي‬

‫امپدانس مشخصه خط انتقال مستطيلي‬


Slide 21

‫[‪GTEM Cell ]1‬‬
‫تركيبي از ‪ Anechoic Chamber‬و ‪ TEM Cell‬مي باشدكه مي تواند در محدوده وسيعي از فركانسها مورد‬
‫استفاده قرارگيرد‪ (.‬از ‪ DC‬تا چند ‪.) GHz‬‬
‫يك خط انتقال مستطيلي باريك شده ازيك طرف(هرم با سطح مقطع مستطيل) با امپدانس ‪ 50‬اهم مي باشد‪ .‬جسم‬
‫تحت آزمون نيز درمركز اين چمبر قرارمي گيرد‪.‬‬


Slide 22

‫مروري بر استاندارد نوعي ‪ EMC‬در صنعت خودرو‬
‫‪ISO 11451 ،SAE J1113،ISO 7637 ،‬و ‪ SAE J551‬ازجمله اين استانداردها هستند‪.‬‬
‫همه اين استانداردها زبان و مفهوم مشتركي دارند‪.‬‬
‫استانداردهاي كارخانه اي ‪B217090 B185005 B217110‬‬
‫به طوركلي دراستانداردهاي مختلف آزمونهاي ‪ EMC‬خودرو به دودسته آزمونهاي قطعات )‪(Component‬و آزمونهاي كل خودرو‬
‫تقسيم بندي مي شود‬


Slide 23


Slide 24

Component EMC Tests

Emission

Conducted

Immunity

Radiated

Conducted

RF

ESD

OATS

Transient

Direct Power Injection

BCI

Direct Measurement

Radiated

Chamber

‫ قطعات خودرو‬EMC‫تقسيم بندي آزمونهاي‬

Chamber

Strip line


Slide 25

‫نتيجه گيري و ارائه پيشنهاد‬
‫انجام تستهاي ‪ EMC‬از ضروريات توليد محصوالت الكتريكي و الكترونيكي در صنايع مختلف مي باشد ‪.‬‬
‫مالك رقابت و برتري كشورها و شركتهاي مختلف در صنعت مي باشد ‪.‬‬

‫تاسيس سنديكا يا اتحاديه شركتها و مراكز آزمون در ايران‬
‫تكميل مركز تست ‪ EMC‬جامع با همكاري دانشگاه‪ ،‬موسسات مرتبط و شركتها‬
‫ايجاد رشته مهندس ي تست در دانشگاه و يا تخصيص چند واحد تخصص ي آزمون به رشته هاي مختلف مهندس ي‬
‫تعريف پروژه هاي ساخت تجهيزات اندازه گيري ‪ EMC/EMI‬دردانشگاه(ازقبيل دستگاههاي اندازگيري‪ ،‬چمبرهاي‬
‫الكترومغناطيس ي و سلول هاي تست)‬

‫تعريف پروژه اي با مشاركت صنعت و دانشگاه درزمينه امكان سنجي انجام كاليبراسيون سنسورهاتجهيزات مورد‬
‫استفاده در ‪EMC‬‬


Slide 26

[1] V. Prasad Kodali, “ENGINEERING ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY” IEEE Press,2001.
[2] Norman Eliss, “ELECTRICAL INTERFERENC HANDBOOK” Newnes,1998.
[3] Tesche, Ianoz, and Karlsson, “EMC Analysis Methods and Computational Models”
, Jhon willy & sons, 1997.
[4] A. Greenwood, “Electrical Transient in Power Systems”, McGraw- Hill Inc, 1991.
[5] Glover and Sarma, “Power System Analysis and Design”, PWS- KENT, 1987.
[6] M.A. Uman, “Lightning discharge”, Academic Press, New York, 1987.
[7] www.mira.co.uk/


Slide 27

‫با تشكر از بذل توجه حضار محترم‬
‫و‬
‫آرزوي سربلندي علمي كشورمان ايران‬

‫پايان‬