20 jaar emc test praktijk veel voorkomende emc bloopers

29-10-2012
20 JAAR EMC TEST PRAKTIJK
VEEL VOORKOMENDE
EMC BLOOPERS
Ing. Gert Gremmen
Manager ce-test, qualified testing BV
Rotterdam
Bestuurslid Nederlandse EMC vereniging
Lid NEC-EMC
1
29-10-2012
ONZE HOMEPAGE
2
29-10-2012
Testhuis CE markering
Ons werk terrein:
Elektronische en Elektrische
apparaten volgens
Europese Richtlijnen
CE merk
3
29-10-2012
METINGEN & BEOORDELINGEN
•
•
•
•
•
•
•
•
Electro Magnetische Compatibiliteit
Electrische Veiligheid
Medische Veiligheid en Risico management/analyse
Radio (Short Range Devices)
Automotive Aftermarket Devices (ESA)
Railway
Adviezen
Probleem oplossing
4
29-10-2012
LED Armatuur (toplicht)
5
29-10-2012
High Power LEDS
• Schakelende voeding:
– Snel schakelen : lage dissipatie : veel EMC
• EMC-technisch “groot”
– t.o.v. golflengte
• Veiligheidsfunctie
– GPS tijd voor synchroon knipperen
6
29-10-2012
On-site metingen in
ARRIVA treinstel
CAN bus message problemen
7
29-10-2012
Common mode storingen
– In-situ metingen
– Hoge amplitude
– Meer dan 1 bron
8
29-10-2012
DOC Maxi
Operatiestoel
Medisch gecertificeerde stoel voor de
behandeling van patienten in klinische
omgeving.
EN 60601-1-2 EMC
EN 60601-1 Elektrische veiligheid
EN 14971 Risico management
EN 62304 Software Life Cycle proces
9
29-10-2012
ESD ASPECTEN VAN CREDIT CARDS
Automatische lees/schrijf
cyclus en meting
ontlaadstroom voor VISA
Londen
10
29-10-2012
Operatiekamer Erasmus
“BERA” ECG technology
OK 12
• ECG met correlatie 29Hz
voor het meten van
gehoor-zenuw signalen
• Storingen (gemeten):
–
–
–
–
–
Gebouw automatisering
Medische technologie
Radio
GSM
Clicks
11
29-10-2012
ERASMUS Sophia kinderziekenhuis
Afscherming aangebracht
OK 12 : screened room
• Gaas rondom maar 10tallen EMC fouten
–
–
–
–
–
–
–
Gaten voor operatiebed
WiFi zender aan het plafond
Kabels door de wand
Ventilatie door de wand
Klasse A++ beeldscherm
Ethernet kabels (12 stuks)
Operatiestoel niet “STIL”
12
29-10-2012
OK 12: lekkage
Plafond uitgeklede OK12
Schimmelvorming ?
• Lekkage uit
facilitaire installatie.
• Watervlekken
• Mogelijke
schimmelvorming
en verspreiden
sporen
• Vervangen HOUT
noodzakelijk
13
29-10-2012
Reparatie afscherming
Gat gedicht / Afscherming
Ophangpunt operatielamp
14
29-10-2012
Aarding stoel
Schone meetaarde nodig:
Custom netscheiding, gefilterd
aan de afscherming, lichtnet
aanvoer via koperen buis.
Operatiestoel ge-aard
15
29-10-2012
Top licht op HOT AM Tower
30 kW bij 1 MHz op mast
Aanbrengen Top-Licht
Aanbrengen Top-licht
• By Common Mode Coil with
low inter winding
Capacitance
16
29-10-2012
ENKELE PRAKTIJKTIPS
• Basis principes:
• Elektrisch Veld in/uit koppeling
• Magnetisch Veld in/uit koppeling
17
29-10-2012
ALGEMENE PRINCIPES EMI
Elektrische Veld Emissie
•
Koppeling via leidingen met lengte groter dan een substantieel deel
van de golflengte van het signaal
L > λ/10
18
29-10-2012
Elektrisch veld inkoppeling
Eigenschappen
Stoorstroom
• Capacitief van aard :
hoogohmig
• Bron parallel aan circuit
• Stroombron karakter
19
29-10-2012
E-VELD OORZAAK
Common Mode (CM) stroom op aansluit kabels
als gevolg van niet uniforme potentiaal in aardvlak(ken)
Oorzaak:
• Stroom op inductieve printsporen
• Ohmse weerstand aardsporen of vlak (mn bij grote stromen)
20
29-10-2012
IN-/UITKOPPELING
Stoorbron in de aarde
Diagram
• Aard potentiaal
• Aanwezig tussen beide
kabels
• Combinatie gedraagt zich
als elektrische dipool
• Remedie:
• Aarde verbeteren Z -> 0
21
29-10-2012
Magnetisch veld in/uit koppeling
– Inductief van aard =
Laagohmig.
– Spannings bron.
– Stoorbron in serie met
circuit.
22
29-10-2012
VEEL VOORKOMENDE FOUTEN:
•
•
Vervuilde signalen op kabels (=Emissie)
Vervuilde aarde
•
•
•
•
Aardvlakken niet geheel continue uitgevoerd
Halfgeleiders onbeschermd op een kabel (= Immuniteit)
Kleine laagohmige lussen op een PCB (= Immuniteit)
Verkeerd gebruik van Common Mode spoelen (=Emissie)
23
29-10-2012
Groundplane
4 laags printplaat
Voorbeeld slecht ground plane
• Aardvlak niet continu
• Aansluitingen 2 zijden
• Garantie voor problemen
24
29-10-2012
Groundplane 2
• Ground Plane onderbroken
doordat vias elkaar te dicht
naderen.
• Stromen niet onder signaal
• Vormt slot
(lus = zelfinductie)
• Potentiaal onder/boven via
25
29-10-2012
VOEDING IS GEEN (SCHONE) AARDE
+5/+12 Volt op leidingen naar LED / Schakelaar / Display
5V is geen schone aarde
Veronderstelde RF stromen / spanningen aanwezig
Stroom ontkoppelen met filters (iha serie impedantie)
26
29-10-2012
HALFGELEIDER IN- OF UITGANGEN
RECHTSTREEKS OP EEN KABEL
•Open collector uitgangen
•Seriële communicatie RS232 / RS485 maar ook I2C (=TTL)
•Relais drivers
•H-brug naar motor
•Audio in- en uitgangen
Geen bescherming : ESD / RF current / EFT of Surge probleem
Altijd een vorm van serie impedantie toevoegen.
27
29-10-2012
KLEINE LUSSEN IN
HALF GELEIDERS OP PCB
Veroorzaakt door Magnetisch Veld
Inkoppeling
•
•
•
•
•
Transistoren en FETS
Opamps Volledige terugkoppeling
Lus : uitgang – inv ingang
Terugkoppeling werkt niet bij Femc
Uemf in serie met de lus
28
29-10-2012
COMMON MODE SPOEL
Stroom compensatie model
29
29-10-2012
COMMON MODE SPOELEN
Stroomgecompenseerde spoel-set
•
•
•
•
Common mode spoelen zijn er
voor Common Mode stroom
Differential Mode stroom wordt
doergelaten
Eerst differential mode stroom
kortsluiten met C (low Rint)
Aarde niet filteren in CM spoel :
zinloos
30
29-10-2012
ETHERNET
INTERFACE
Transformator + Common mode coil + shielded connector
31
29-10-2012
Waar vindt U ons ?
32