Soluciones de energía de baja EMI y estándares de compatibilidad electromagnética (EMC)

Muchos productos de energía de tecnología lineal cumplen con un estándar específico de compatibilidad electromagnética. Los estándares a los que se hace referencia con más frecuencia son EN 55022, CISPR 22 Clase B, FCC Parte 15 Clase B y CISPR 25. Al probar una solución de energía, hay varias formas de mejorar la posibilidad de que el dispositivo se encuentre dentro de los límites de un estándar; estos incluyen minimizar el ruido del reloj, minimizar el timbre del borde de conmutación, difundir el ruido del reloj (modulación de frecuencia de espectro ensanchado), mejorar el diseño de la placa de circuito, usar filtros EMI o estranguladores, emplear circuitos amortiguadores y usar blindaje (plano de tierra o gabinete).

Uno de los factores más importantes pero que a menudo se pasa por alto es el diseño. Un diseño deficiente puede exacerbar en gran medida la EMI, lo que resulta en un tiempo de diseño prolongado que se dedica a descubrir formas de mejorar el rendimiento de EMI del circuito, mientras que al mismo tiempo intenta mantener el diseño dentro del cronograma y el presupuesto.

Debido a problemas de diseño, muchos de nuestros circuitos integrados discretos no se enumeran como compatibles con EMC, aunque puede haber datos en la hoja de datos que muestren que, de hecho, las piezas pasan las pruebas de EMI. Esto se debe a que no podemos garantizar el rendimiento de EMI si no podemos controlar el diseño. Por otro lado, muchos de nuestros productos de potencia µModule se especifican como compatibles con un estándar EMC porque su integración significa que no se ven afectados por el diseño. Además, nuestra nueva familia de productos de alimentación Silent Switcher de segunda generación (Silent Switcher 2, designado con el número de pieza de cuatro dígitos seguido de la letra "S") integra los condensadores de derivación, eliminando el obstáculo de diseño que a menudo es un factor cuando se trata de lograr el cumplimiento de EMI. Tenga en cuenta que para todos los dispositivos, se recomienda y utiliza un filtro EMI externo en las placas de prueba y demostración para obtener el mejor rendimiento.

Para obtener más información sobre el rendimiento de Silent Switcher, consulte el blog titulado "Reduzca EMI y mejore la eficiencia con diseños de Silent Switcher".

A continuación, se muestra una lista de algunas de nuestras soluciones de energía populares que se enfocan en sistemas que requieren bajas emisiones de EMI.

Para ayudar con la medición de EMI conducida de convertidores de CC/CC, ADI ofrece el circuito de demostración 2130. Cuando se combina con un analizador de espectro, el DC2130 hace que la medición de EMI conducida de convertidores de CC/CC sea conveniente en una amplia gama de frecuencias y niveles de EMI, más allá de los niveles automotrices más altos. llevó a cabo frecuencias de prueba de EMI y por debajo de los niveles de EMI generados por la electrónica de potencia con los últimos diseños de chips y placas de circuito impreso para bajo nivel de ruido. Las mediciones por encima de 108 MHz (el extremo superior del rango de frecuencia de EMI conducida CISPR 25) son beneficiosas para predecir los resultados de la medición radiada desde sitios de prueba de área abierta o cámaras anecoicas sin el gasto y el esfuerzo asociados con esos métodos de prueba.

Para proporcionar su amplia cobertura de frecuencia y nivel de señal, DC2130 incluye dos redes de estabilización de impedancia de línea (LISN) completamente separadas o redes artificiales.

El siguiente es un resumen de los principales estándares de EMC

Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) Parte 15 Clase B (EE. UU.)

Las reglas y regulaciones de la FCC se encuentran en el Título 47 (telecomunicaciones) del Código de Regulaciones Federales (CFR). La Parte 15 de la FCC cubre una variedad de dispositivos de radiofrecuencia: equipos electrónicos que generan energía de radiofrecuencia, ya sea intencional, no intencional o incidental. Como tal, cubre los radiadores intencionales de alta potencia, los radiadores intencionales de baja potencia, los radiadores no intencionales y los radiadores incidentales. Un dispositivo digital Clase "B" es un dispositivo digital que se comercializa para su uso en un entorno residencial. Un dispositivo digital Clase "A" es un dispositivo digital que se comercializa para su uso en un entorno comercial, industrial o empresarial.

La Parte 15 de las reglas de la FCC establece en 15.109 (g), “Como alternativa a los límites de emisión radiada que se muestran en los párrafos (a) y (b) de esta sección, se puede demostrar que los dispositivos digitales cumplen con los estándares contenidos en la Tercera Edición del Comité Especial Internacional sobre Interferencias de Radio (CISPR), Pub. 22, "Equipo de tecnología de la información - Características de perturbación de radio - Límites y métodos de medición".

CISPR 22 Clase B (Global, Originación en Europa)

CISPR es la abreviatura francesa de Comité Especial Internacional sobre Interferencias de Radio y es un comité especial de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), que es una organización internacional de estándares. CISPR 22 es un estándar para equipos de tecnología de la información, características de perturbaciones de radio, límites y métodos de medición. Existen ligeras diferencias entre el estándar FCC y CISPR 22 (por ejemplo, CISPR 22 requiere certificación en el rango de frecuencia de 0,15 MHz a 30 MHz para emisiones conducidas), pero como se mencionó anteriormente, es una alternativa al estándar FCC.

Límites de EMI conducida

Límites de EMI radiada

EN 55022 (Global, Originación en Europa)

La norma EN 55022 fue presentada por CENELEC, el Comité Europeo de Normalización Electrotécnica. EN es la abreviatura de norma europea. EN 55022 es un derivado modificado de CISPR 22. La mayoría de los productos también requerirán la evaluación de la norma complementaria EN 55024, para inmunidad a interferencias electromagnéticas y fenómenos transitorios.

En muchos casos, suponiendo que no se haya proporcionado un estándar OEM para un producto, la elección de los estándares aplicables está abierta a interpretación, con la excepción de los productos a la venta en Europa.

CISPR 25 (Global, Originación en Europa)

CISPR 25 es una prueba global de EMC de componentes automotrices desarrollada en 2002 que establece los límites y métodos de medición de las características de perturbaciones de radio para la protección de los receptores utilizados a bordo de los vehículos. Se ocupa de las emisiones radiadas y conducidas,

CISPR 25 cubre un amplio rango de frecuencias (de 150 kHz a 960 MHz) y tiene límites de banda ancha y de banda estrecha (la banda ancha incluye límites de detección pico y cuasi pico). Los niveles de prueba no son continuos en este rango de frecuencia, sino que se aplican solo a las bandas de radiofrecuencia utilizadas. En CISPR 25 hay cinco clases de líneas límite que se pueden aplicar, siendo cinco las más estrictas. A menudo, el cliente los especificará, si no existen requisitos específicos del cliente (es decir, para el mercado secundario). En este caso, el fabricante a menudo realiza las pruebas y aplica cualquier límite que pase el subensamblaje electrónico (ESA).