Ensayos emc

GENERALIDADES DE PRUEBAS Y ENSAYOS DE EMC

Autor: Angel Riobello

2004/108/EC

La directiva europea que regula la compatibilidad electromagnética de los equipos eléctricos y/o electrónicos es:

2004/108/EC

Su objetivo es permitir su libre movimiento dentro del mercado europeo, asegurando un ambiente electromagnético aceptable.

Las Directiva

Directivas Europeas SON CONSIDERADAS LEYES EN LOS ESTADOS MIEMBROS,

UNA VEZ PUBLICADAS EN EL DIARIO OFICIAL DE LAS COMUNIDADES EUROPEAS ( DOCE )

Básicas Aplican a todos los fabricantes, refieren a comercio, obligaciones y responsabilidades ( CE Marking ...)

Genéricas Aplican a determinado grupo de productos ( LVD, EMC, ITE ... )

Específicas Aplican a determinados productos REGULADOS ( Médicos, Gas, Protección Personal ...)

La Directiva 2004/108/EC


Familias de Producto excluidas de esta Directiva:

Equipos de radio y telecomunicaciones cubiertos por la directiva 1999/5/EC.

Productos aeronáuticos, partes y aplicaciones referidos en la regulación 1592/2002.

Equipos de radio usados por radioaficionados.


Equipos cubiertos por otras directivas específicas: Excluidos de emisión e inmunidad:

Vehículos a motor (72/245/EEC y 2004/104/EC)

Dispositivos de implantes médicos (90/385/EEC)

Dispositivos médicos (93/42/EEC)

Dispositivos de diagnóstico In Vitro (98/79/EC)

Equipamiento marítimo cubierto por 96/08/EC

Tractores agrícolas (75/322/EEC)

Excluidos de inmunidad: Instrumentos de medida (2004/22/EC)

Instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático (90/384/EEC)


Equipos benignos inherentemente Cables

Cargas resistivas sin dispositivos de control de potencia

Baterías y acumuladores (sin circuitos electrónicos)

Altavoces

Lámparas sin circuitos electrónicos

Transformadores e inductores de alta tensión

Condensadores

Motores de Inducción

Relojes de cuarzo

Antenas

Las Directivas

Principios de las Directivas de Nuevo Enfoque La armonización se limita a los requisitos esenciales. Únicamente los productos que cumplen los requisitos

esenciales pueden comercializarse y entrar en servicio. Se presume que las normas armonizadas cuyos números de

referencia se hayan publicado en el Diario Oficial y que se hayan transpuesto a normas nacionales, son conformes con los requisitos esenciales correspondientes.

La aplicación de las normas armonizadas u otras especificaciones técnicas es voluntaria y los fabricantes son libres de elegir cualquier solución técnica que cumpla los requisitos esenciales.

Los fabricantes pueden elegir entre los diversos procedimientos de evaluación de la conformidad contemplados en la Directiva aplicable.

El marcado CE

Los productos que cumplen todas las disposiciones de las directivas aplicables que regulan el uso del marcado CE deben llevar dicho marcado. Así, el marcado CE es, sobre todo, una indicación de que los productos cumplen los requisitos esenciales de las directivas aplicables y que los productos han sido objeto de un procedimiento de evaluación de la conformidad contemplado en las directivas. Además, los Estados miembros están obligados a adoptar las medidas adecuadas para proteger el marcado CE.

El marcado CE

Pasos para obtener el marcado CE:

Determinar todas las Directivas y Normas aplicables.

Decidir un procedimiento de Evaluación de Conformidad.

Probar el producto en todos sus requerimientos.

Evaluar resultados y reportar fallos.

Preparar Documentación Técnica (TF).

Declaración de Conformidad.

Colocación del marcado CE.

El marcado CE

Pasos para obtener el marcado CE

Preparar la Documentación Técnica y evaluar la conformidad:

Expediente Técnico, Manual de Instrucciones.

Evaluación de la Conformidad. Diferentes casos: El fabricante evalúa la conformidad por su cuenta.

El fabricante contrata de forma voluntaria a organismos de certificación autorizados.

El fabricante contrata de forma obligatoria a organismos notificados. (Productos de alto riesgo).

Solucionar las no conformidades detectadas en el análisis, si las hubiera.

Evaluación de la Conformidad

Antes de comercializar un producto en el mercado comunitario, el fabricante debe someter su producto a un procedimiento de evaluación de la conformidad establecido en la directiva aplicable, con vistas a colocar el marcado CE.

La evaluación de la conformidad por terceros corre a cargo de organismos notificados designados por los Estados miembros como organismos que cumplen los requisitos establecidos en la directiva y afincados en su territorio.


La evaluación de la conformidad es comprobar que el

producto cumple con los requisitos esenciales de seguridad

establecidos por la directiva aplicable.

Directiva 93/465/CEE armoniza estos procedimientos para

todas las directivas en forma de módulos independientes.

Los módulos se refieren al control realizado en las etapas de

diseño y producción.

Se encuentran ordenados de menor a mayor en función a la

cantidad de inspecciones que requiere cada uno.


Depende de cada directiva.

Existen 8 módulos combinables que contienen los procedimientos de evaluación.

Se refieren a la parte de Diseño y Producción.

El fabricante puede elegirlo en el caso que se provean varias opciones.

Los protagonistas: El Fabricante.

El Representante legal en europa.

El Organismo Notificado.


Declaración de Conformidad: Nombre del Fabricante, Dirección, Producto, Marca y Modelo,

Normas EN aplicadas, firmado por un responsable (representante legal o importador).

Documentación Técnica (TF) Es compuesto por el fabricante y en su caso, también por el

Organismo Notificado; incluye:

DECLARACION DE CONFORMIDAD DESCRIPCION

INFORME DE ENSAYO CERTIFICADOS

MANUALES FOLLETOS COMERCIALES

LISTAS DE COMPONENTES PROCESOS DE FABRICACION

PLANOS CONSEJOS DE SEGURIDAD


Modulo Descripción Detalle

A Control interno de la producción

Abarca el control interno del diseño y la producción. Este módulo no requiere la intervención de un organismo notificado

B Examen de tipo CE Abarca la fase de diseño y debe ir seguido de un módulo que permita la evaluación en la fase de producción. Un organismo notificado emite el certificado de examen de tipo CE.

C Conformidad con el tipo

Abarca la fase de producción y sigue al módulo B. Se ocupa de la conformidad con el tipo descrito en el certificado de examen de tipo CE emitido con arreglo al módulo B. Este módulo no requiere la intervención de un organismo notificado.

D Aseguramiento de la calidad de la producción

Abarca la fase de producción y sigue al módulo B. Se deriva de la norma de aseguramiento de la calidad EN ISO 9002, con la intervención de un organismo notificado que será responsable de la aprobación y control del sistema de calidad establecido por el fabricante.


Modulo Descripción DetalleE Aseguramiento de la

calidad del producto

Abarca la fase de producción y sigue al módulo B. Se deriva de la norma de aseguramiento de la calidad EN ISO 9003, con la intervención de un organismo notificado que será responsable de la aprobación y control del sistema de calidad establecido por el fabricante.

F Verificación del producto

Abarca la fase de producción y sigue al módulo B. Un organismo notificado controla la conformidad con el tipo descrito en el certificado de examen de tipo emitido con arreglo al módulo B y emite un certificado de conformidad.

G Verificación de unidades

Abarca las fases de diseño y producción. Un organismo notificado examina cada unidad del producto, controla la verificación unitaria del diseño y producción de cada producto y emite un certificado de conformidad.

H Aseguramiento integral de la calidad

Abarca las fases de diseño y producción. Se deriva de la norma de aseguramiento de la calidad EN ISO 9001, con la intervención de un organismo notificado que será responsable de la aprobación y control del sistema de calidad establecido por el fabricante.

Evaluación de la Conformidad Resumen esquemático

MODULO A

MODULO G

MODULO H

MODULO F

MODULO E

MODULO D

MODULO C

MODULO B FABRICANTE

FASE DISEÑO FASE PRODUCCIÓN


EVALUACION INTERNA DE EMC REALIZADO POR EL FABRICANTE

EVALUACION INTERNA DE EMC REALIZADO POR EL FABRICANTE

ENSAYOS REALIZADOS Y VERIFICACIONES POR UN Organismo Notificado

DOCUMENTACION TECNICAELABORADA POR EL FABRICANTE

DOCUMENTACION TECNICAELABORADA POR EL FABRICANTE

ARCHIVO TECNICO (SEGURIDAD O EMC) CON TEST REPORT DEL ON

EL ON EMITE DECLARACION DE CONFORMIDAD CON LOS RR.EE. DE APLICACION

EL ON EMITE CERTIFICADO + VIGILANCIA

EL FABRICANTE EMITE DECL. CE DE CONFORMIDAD + MARCADO CE

EL FABRICANTE EMITE DECL. CE DE CONFORMIDAD + MARCADO CE

EL FABRICANTE EMITE DECL. CE DE CONFORMIDAD PARA EL TIPO APROB + MARCADO CE

INGRESA EL PRODUCTO AL MERCADO EUROPEO

AUTODECLARACION CERT. VOLUNTARIA CERT. OBLIGATORIA

Ensayos de EMC

Aseguramiento de la Conformidad

Ensayos de EMC

Aseguramiento de la Conformidad El fabricante o su representante legal está obligado a:

Realizar una evaluación de conformidad EMC ó aplicar normas armonizadas (límites y métodos de test).

Documentar la conformidad mediante un expediente técnico:

- Descripción del aparato / equipo.

- Referencia del cumplimiento con normas (si aplica).

- Descripción de la evaluación de conformidad EMC y de las medidas realizadas para el cumplimiento de los requisitos esenciales.

- Report de un NB si el fabricante desea que confirme el total o parcial cumplimiento. La participación del NB la decide el fabricante.

- La participación de un NB no es obligatoria ni considerada como una marca de calidad.

- Elaborar la Declaración de conformidad y poner la marca CE.

Ensayos de EMC

Requisitos esenciales Emisión: Las perturbaciones electromagnéticas

generadas no excederán un nivel que permita que los demás equipos/aparatos funcionen como está previsto.

Inmunidad: Los equipos/aparatos tendrán un adecuado nivel de inmunidad que permita su correcto funcionamiento bajo la presencia de perturbaciones electromagnéticas.

Ensayos de EMC

Normas Armonizadas (Límites y métodos de medida)

Siempre Voluntarias, nunca Obligatorias.

Cumplimiento Presunción de conformidad.

Aprox. 130 normas armonizadas.

La lista actualizada de estas normas son publicadas en el Diario Oficial:

http://europa.eu.int/comm/enterprise/newapproach/

standardization/harmstds/reflist/emc.html

Ensayos de EMC

Ensayos de emisión de interferencias (EMI). Límites de emisión en base a normas:

EN 61000-3-2, EN61000-3-3

EN 55011, EN55014, EN55015

EN 55022

En AF se limitan tanto las emisiones conducidas (9Khz a 30Mhz) como las radiadas (30Mhz a 1000Mhz).

En BF se limitan los armónicos de intensidad (hasta 2Khz), las perturbaciones discontínuas y las fluctuaciones de V.

Receptor de medida específico que analiza valores PK, QP y AV.

Ensayos de EMC

El EMI conducido depende de la impedancia de línea.

Según donde esté conectado el equipo generará unas caídas de tensión u otras.

Es necesario “normalizar” la impedancia de linea.

Equipo A

Equipo B

VS

Ensayos de EMC

Para conseguirlo se utiliza una red pasiva normalizada internacionalmente llamada LISN.

LISN: Line Impedance Stabilizing Network Se utiliza para asegurar la repetitividad de las medidas. No modifica las señales de potencia . Presenta una impedancia de entrada de 50 ohm.

De esta forma, todas las medidas, al ser realizadas de la misma forma, son comparables

Equipo

Z

VS

ZIN

LISN

LISN

Ensayos de EMC

Estructura de la LISN Es una red pasiva (RLC)

50H

50H

5050

100nF100nF1F 1F

Analizador

AC

AC

Equipo

Tierra

(cable verde y amarillo)

Ensayos de EMC

Normativa sobre EMI conducida y radiada

Las normas fijan un límite máximo en función de la frecuencia

Se diferencian los equipos en función de la aplicación

Clase A: Industriales

Clase B: de consumo

Ensayos de EMC

Test setup EMI conducida

Ensayos de EMC

Test setup EMI radiada

Ensayos de EMC

Ensayos de inmunidad a las interferencias (EMS)

Inmunidad ante fenómenos tales como: Descargas electrostáticas (ESD). Norma EN 61000-4-2.

Acoplamiento electromagnético radiado. EN 61000-4-3.

Transitorios rápidos (EFT). Norma EN 61000-4-4.

Ondas de choque (surge). Norma EN 61000-4-5.

Acoplamiento electromagnético conducido. EN 61000-4-6.

Campos magnéticos de baja frecuencia. EN 61000-4-8.

Microcortes y variaciones de tensión. EN 61000-4-11.

Ensayos de EMC

Evaluación del resultado de los ensayos. La variedad y diversidad de los equipos y sistemas a ensayar hace

difícil el establecimiento de los efectos de estos ensayos sobre los equipos y los sistemas.

La evaluación del resultado de los ensayos será clasificada según las condiciones de explotación y las especificaciones funcionales del equipo ensayado, como se indica a continuación, a menos que sean proporcionadas especificaciones diferentes por los comités de producto o las especificaciones de producto:

A: Comportamiento normal dentro de los límites de la especificación.

B: Degradación temporal o pérdida de función o comportamiento autorecuperable.

C: Degradación temporal o pérdida de función o comportamiento que necesita la intervención de

un operador o una puesta a cero del sistema. D: Degradación o pérdida de función no

recuperable debido a una avería del equipo (componentes) o del soporte lógico (software), o una pérdida de datos.

Ensayos de EMC

Descargas electrostáticas (EN61000-4-2)

Directas

Indirectas

Por Contacto

Al aire

Sobre PH

Sobre PV

Ensayos de EMC


Nivel de severidad 4 kV modo contacto

6 kV modo aire

4 kV modo contacto

8 kV modo aire

Criterio de aceptación

B B

Ambiente Comercial Ambiente Industrial

Ensayos de EMC


Elección de los puntos de aplicación

Aplicación en todos los puntos accesibles por el usuario.

Se excluyen las operaciones de mantenimiento no realizadas por el usuario.

Selección de puntos críticos (búsqueda en modo contínuo o 20 desc/s).

Ensayos de EMC

Inmunidad a campos radiados (EN61000-4-3) Aplicado sobre la envolvente del equipo baja prueba.

Frecuencias de ensayo: 80 Mhz a 2,7 Ghz

Modulación en AM al 80% - 1 Khz

Modulación por pulsos al 50% - 200 Hz

Nivel de severidad de 3 V/m en ambiente comercial y de 10 V/m en ambiente industrial.

Criterio de aceptación: A.

Ensayos de EMCInmunidad a campos

radiados

Ensayos de EMC

Inmunidad a transitorios rápidos (EN61000-4-4) Nivel de severidad de 2kV en alimentación y 1kV en señales, para

ambiente industrial.

Nivel de severidad de 1kV en alimentación y 0,5kV en señales, para ambiente comercial.

Criterio de aceptación: B.

Ensayos de EMC

Inmunidad a transitorios rápidos (EN61000-4-4)

Ensayos de EMC

Inmunidad a ondas de choque “Surge” (EN61000-4-5)

Onda de choque provocada por descargas atmosféricas y maniobras eléctricas.

Ensayos de EMC

Inmunidad a ondas de choque “Surge”

Niveles de ensayo : es habitual aplicar 5 pulsos negativos y cinco positivos en cada terminal del equipo, con cadencias de 1 minuto.

Hasta ±2 kV (MC), ±1 kV (MD) para terminales de alimentación AC.

Hasta ±1 kV (MC), ±0,5 kV (MD) para E/S.

Criterio de aceptación: C.

Ensayos de EMC

Inmunidad a campos electromagnéticos conducidos (EN61000-4-6)

Frecuencias de ensayo: 150 Khz a 80 Mhz

Modulación en AM al 80% - 1 Khz

Nivel de severidad de 3 Vrms en ambiente comercial y de 10 Vrms en ambiente industrial.


Ensayos de EMC

Inmunidad a campos magnéticos de BF (EN61000-4-8)

Frecuencias de ensayo: 50 o 60 Hz

Nivel de severidad de 3 A/m en ambiente comercial y de 30 A/m en ambiente industrial.


Ensayos de EMC

Inmunidad a microcortes y variaciones de alimentación (EN61000-4-11)

El ensayo está destinado a comprobar la posible degradación de funcionamiento del equipo bajo prueba cuando éste se somete a cortes y huecos de tensión en la alimentación alterna con niveles y duraciones definidos. Los cortes son interrupciones del 100% de la tensión de alimentación. Los huecos son interrupciones parciales en las que la tensión disminuye en un cierto porcentaje pero no llega a cero. A efectos de la norma básica aplicada, los huecos superiores al 95% de la tensión nominal son considerados cortes.

Ensayos de EMC

Inmunidad a microcortes y variaciones de alimentación Niveles de ensayo habituales:

Dependen de la norma de producto. Un conjunto habitual es:

Huecos de 40% de profundidad de 200 ms.

Huecos de 60% de profundidad de 500 ms.

Interrupciones (0% de profundidad) de 10, 20 y 5000 ms.

Se aplican tres cortes/huecos al paso por cero de la red.

Criterio mínimo exigido: criterio B en aplicaciones de 10 ó 20 ms y criterio C en resto.

Ensayos de EMC

Otros ensayos de Inmunidad EN61000-4-9 Inmunidad a campos magnéticos

amortiguados.

EN61000-4-10 Inmunidad a campos magnéticos pulsados.

EN61000-4-12 Inmunidad a onda amortiguada.

EN61000-4-16 Inmunidad a señales conducidas de BF.

EN61000-4-17 Inmunidad al rizado en la alimentación.

EN61000-4-29 Inmunidad a interrupciones en DC.

Ensayos de EMC

¡¡ IMPORTANTE!! Antes de los ensayos, el fabricante debería: Conocer y comprender la norma de aplicación.

Definir un plan de pruebas antes de ir al laboratorio.

Utilizar un laboratorio que sepa cómo hacer las pruebas.

Preparar la muestra de ensayos.

Preparar el soporte, cables y accesorios.

Asegurarse que se siguen todas las particularidades y detalles para el “test setup”.

Ensayos de EMC

Recuerda:

Los comités IEC y CENELEC no son infalibles.

Las normas pueden resultar vagas y erróneas en algunos aspectos.

Los laboratorios de ensayo pueden utilizar sus propias interpretaciones de la norma y aplicar ciertas desviaciones.

Bibliografía básica

- “Introduction on Electromagnetic Compatibility” 2º Ed.,Clayton R. Paul,Wiley(2006) - “Electromagnetic Compatibility”, J. Goedbloed. Prentice Hall (1992) - “EMC Control y Limitación de Energía Electromagnética “, Tim Williams, Paraninfo, (1997) - “EMC for Product Designers”, Tim Williams, (2001) - “Engineering Electromagnetic Compatibility” V. Prasad Kodali. Wiley-IEEE Press (2001) - “Fundamentos de Compatibilidad Electromagnética” J. L. Sebastián. Addison Wesley (1999) - “Introduction to Electromagnetic Compatibility” C.R. Paul. Willey Inter-Science (1992) - “Electrónica y Automática Industriales” Varios autores. Marcombo (1979) - “Interferencias Electromagnéticas en Sistemas Electrónicos” J. Balcells, F. Daura, R.

Esparza y R. Pallás. Marcombo (1992) - “Principles of Electromagnetic Compatibility”, Bemhard E. Kaiser, Artech House, (1987) - “Principles and Techniques of Electromagnetic Compatibility”, Christos Christopoulos, CRC press. Inc., (1995) - “Numerical Techniques in Electromagnetics”, Matthew & Sadiku, 2ª Edición, CRC Press, Inc., (2001) OTROS “Handbook of Electromagnetic Compatubility” R. Pérez, Academic Press, (1995) “IEEE Tran. On Electromagnetic Compatibility” “EMC Design Guide for Printed Circuit Boards”, Ford Motor Company (2002)

Ensayos emc

Technology

Transcript of Ensayos emc