Rozwiązania problemów z EMC w Laboratorium Radiotechniki Marketing

Stały wzrost liczby dziedzin, w których zaczynają być stosowane systemy elektryczne i elektroniczne, powoduje, że rośnie także krąg przedsiębiorców, którzy muszą zmierzyć się ze zjawiskiem nieodłącznym dla pracy układów elektrycznych - kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC). Także dla firm, które od dawna stosują te systemy, problem kompatybilności elektromagnetycznej staje się coraz bardziej istotny i złożony.

Rosnące skomplikowanie układów elektronicznych, połączone z ich miniaturyzacją, wzrostem częstotliwości zegarów i liczbą kolejnych systemów, które muszą ze sobą współpracować, sprawia, że uzyskanie właściwych parametrów dla EMC staje się coraz poważniejszym problemem. Z drugiej strony także wymagania formalne są coraz mocniej egzekwowane. Dotyczy to zarówno sektorów, gdzie wymagania zawsze były rygorystyczne, jak medycyna czy wojsko, ale także staje się istotne dla rynku urządzeń przemysłowych i powszechnego użytku.

Ze względu na konieczność zastosowania bardzo kosztownego wyposażenia pomiarowego i potrzebę uzyskania specyficznej wiedzy pomiarowej, ocena zgodności urządzeń z wymaganiami norm EMC jest tradycyjnie zlecana do zewnętrznych laboratoriów badawczych. Niektóre laboratoria, w ramach dodatkowo opłaconego czasu, umożliwiają też prowadzenie tzw. badań inżynierskich.

W trakcie godzin inżynierskich producent może na bieżąco sprawdzać, jak na wyniki pomiarów wpływają wprowadzane zmiany konstrukcyjne. Jednak dalej wymaga to opanowania przez niego specyficznej wiedzy na temat zjawisk EMC. Aby więc dodatkowo wspomóc producentów, podwrocławska Radiotechnika Marketing idzie o krok dalej w swojej ofercie usług dla EMC.

EMC od A do Z

Dysponując nowoczesnym laboratorium pomiarowym, Radiotechnika Marketing wykonuje nie tylko badania wyrobów własnych i na rzecz klientów zewnętrznych. Wyjątkowo interesująca wydaje się zwłaszcza propozycja pomocy technicznej w zakresie EMC.

Producent może powierzyć całość opieki nad zagadnieniami EMC swoich wyrobów firmie, która specjalizuje się w odkłócaniu urządzeń. Biuro konstrukcyjne Radiotechniki opracowuje modyfikacje i projektuje systemy przeciwzakłóceniowe dla urządzeń będących na etapie prac projektowych, jak też dla gotowych konstrukcji. Dotychczas wdrożone rozwiązania obejmują zarówno niewielkie urządzenia, jak i całe pojazdy wojskowe i instalacje przemysłowe.

Laboratorium EMC

Model 3D filtra zasilania dla monitora w wykonaniu specjalnym i jego wersja produkcyjna

Świadczenie usług związanych z EMC nie byłoby możliwe bez odpowiedniego zaplecza pomiarowego. Laboratorium Radiotechniki wyposażone jest w dużą komorę bezodbiciową o wymiarach 9×6×5,5 m. Komora umożliwia badania urządzeń o masie do 0,5 tony, dla norm cywilnych (m.in. PN-EN 55011, 55013, 55022, 61000-4-3) i wojskowych (NO-06-A200 i A500, MIL-STD 461).

Filtrowany układ odprowadzania spalin pozwala na badania urządzeń wyposażonych w pracujące silniki spalinowe. Dzięki bogatemu wyposażeniu, laboratorium umożliwia wykonywanie badań trudnych parametrycznie i pozwala osiągnąć najwyższą jakość oferowanych rozwiązań.

Dla instalacji stacjonarnych i tam, gdzie gabaryty urządzenia uniemożliwiają przeprowadzenie pomiarów w komorze, Radiotechnika Marketing wykonuje badania także poza laboratorium, w specjalnie dobranych lokalizacjach, lub w miejscu instalacji urządzeń. Firma dysponuje szczególnie bogatym doświadczeniem w zakresie badań pojazdów wojskowych, gdzie stosowane wymagania są znacznie ostrzejsze, niż dla wyrobów przemysłowych.

Możliwość prowadzenia badań w laboratorium i poza nim, pozwala na kompleksowe i skuteczne odkłócanie dużych urządzeń, składających się z wielu bloków funkcjonalnych. Poszczególne podsystemy można badać osobno w laboratorium, a poza nim zweryfikować poziom emisji pochodzącej od całego wyrobu i skutecznie wyeliminować wewnętrzne zakłócenia, jakie mogą się pojawić pomiędzy jego elementami składowymi. Często problemem nie jest bowiem emisja zakłóceń ponad limit, ale wzajemne zakłócanie się podsystemów, powodujące nieprawidłową pracę całego urządzenia.

Od modelu...

Prace konstrukcyjne przy urządzeniach klienta wymagają nie tylko specjalistycznej wiedzy z zakresu kompatybilności i ogólnej elektroniki oraz mechaniki. Potrzebna jest także umiejętność szybkiego zrozumienia zasady działania urządzenia i identyfikacji wszystkich potencjalnie słabych punktów jego konstrukcji. Do sprawnej współpracy niezbędne jest także ścisłe współdziałanie z biurem konstrukcyjnym klienta.

System przeciwzakłóceniowy powstaje stopniowo. Od fazy projektu cyfrowego i modelu 3D, poprzez wykonanie modelu rzeczywistego rozwiązania, kończąc na w pełni funkcjonalnym prototypie urządzenia, zawierającym zintegrowane elementy odpowiadające za spełnienie wymagań EMC.

W niektórych przypadkach modyfikacja polega jedynie na zastosowaniu niewielkich zmian samej konstrukcji urządzenia. Wystarczy inaczej poprowadzić masę, dołożyć niewielki ekran lub dodatkowe pojemności. W trudniejszych sytuacjach niezbędne staje się zastosowanie skutecznych uszczelnień i opracowanie starannie zaprojektowanych filtrów przeciwzakłóceniowych. Niezwykle istotne jest właściwe dobranie komponentów, które nie wprowadzą pasożytniczych indukcyjności i zapewnią skuteczność w szerokim paśmie częstotliwości.

Oczywiście każda zmiana jest na bieżąco weryfikowana i dokumentowana we własnym laboratorium. W laboratorium badane są nie tylko właściwości EMC poprawionego wyrobu, ale także odporność na narażenia środowiskowe zaprojektowanych elementów.

Szczególnym przypadkiem jest odkłócanie wyrobów złożonych częściowo z gotowych podzespołów, kupowanych jako tak zwane elementy COTS. Ponieważ dla różnych grup produktów istnieją różne wymagania EMC, czasami bardzo odmienne, podzespół zaprojektowany z myślą o jednej aplikacji może nie spełnić (i często nie spełnia) wymagań w innym zastosowaniu.

Co więcej, połączenie dwóch urządzeń, które osobno spełniają wymagania norm EMC, nie daje żadnej gwarancji spełnienia tych norm przez zespół urządzeń. W przypadku zastosowania podzespołów COTS producent ma bardzo ograniczone możliwości zmiany ich konstrukcji i zapewnienia ich kompatybilności.

W takim przypadku wprost niezbędne staje się zastosowanie zewnętrznych elementów, takich jak ekranowanie obudów i wiązek kablowych, dobranie właściwych filtrów na wejściach i wyjściach, czy nawet wyprowadzenie sygnałów przez łącza światłowodowe. Wszystkie te technologie znajdują się w ofercie Radiotechniki Marketing, co pozwala firmie znaleźć skuteczne rozwiązania problemów EMC nawet w tych najtrudniejszych przypadkach.

...do produkcji seryjnej

Filtr do silnika pojazdu wojskowego

Wykonanie prototypu spełniającego wymagania EMC to oczywiście największy, ale tylko jeden z wielu kroków na drodze wprowadzania wyrobu do produkcji. Efektem końcowym prac projektowych jest dokumentacja zmian i zaleceń, dzięki której przedsiębiorca może rozpocząć produkcję. Jeśli w trakcie prac projektowych powstaną specjalizowane filtry przeciwzakłóceniowe, Radiotechnika Marketing zapewni ich produkcję i dostawy lub, gdy będzie taka możliwość zaproponuje wysokiej jakości gotowe filtry przeciwzakłóceniowe firm Corcom i MPE, których jest dystrybutorem.

Te ostatnie przeznaczone są do aplikacji, gdzie wymagany jest wyjątkowy poziom skuteczności i niezawodności. Filtry pozwalają uzyskać tłumienia na poziomie powyżej 100 dB w pasmach od 10 kHz do 10 GHz i wyżej. Przeznaczone są do stosowania na liniach DC i AC dla prądów do 2,4 kA. Filtry takie mogą być stosowane także w bezpiecznych instalacjach komputerowych (TEMPEST) i mają zabezpieczenia przed niszczącymi impulsami elektromagnetycznymi typu HEMP i HPM.

Czy EMC warto powierzyć specjalistom?

Choć uzyskanie zgodności z normami może na pozór wymagać dużych zmian projektu, doświadczony konstruktor potrafi uzyskać właściwy efekt, stosując szereg drobnych, lecz precyzyjnych poprawek konstrukcji. Stosowane podzespoły muszą być starannie dobrane i idealnie dopasowane. Zastosowanie wysublimowanych rozwiązań wymaga wiedzy, wyczucia, ale przede wszystkim niemałego doświadczenia i lat praktyki. W Radiotechnice Marketing znalazły one potwierdzenie w licznych realizacjach projektów związanych z EMC, także dla partnerów zagranicznych.

Głębokie zaangażowanie w projekt klienta to także kwestia zaufania i poufności przekazywanych danych. Radiotechnika Marketing zapewnia najwyższe standardy ochrony informacji, czego potwierdzeniem jest działający w firmie Pion ds. Ochrony Informacji Niejawnych oraz Świadectwo Bezpieczeństwa Przemysłowego III stopnia.

Marcin Hamberg
Radiotechnika Marketing
www.radiotechnika.com.pl