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