Qu'est-ce qu'un test de compatibilité électromagnétique (CEM) ?

Le concept de compatibilité électromagnétique
IEC 60050 (161) équivaut à GB/T4365-1995 "Terminologie de compatibilité électromagnétique", qui définit la CEM comme "l'équipement ou le système peut fonctionner normalement dans son environnement électromagnétique et ne constitue pas une capacité électromagnétique inacceptable à harceler". La compatibilité électromagnétique est la recherche qui, dans des conditions d'espace limité, de temps limité et de ressources spectrales limitées. Science dans laquelle divers équipements électriques (sous-systèmes, systèmes ; au sens large, organismes) peuvent coexister sans provoquer de dégradation. La compatibilité électromagnétique comprend les deux parties suivantes.

1. Interférence électromagnétique
Les produits électroniques interfèrent avec les caractéristiques d'autres produits dans l'environnement électromagnétique.

(1) Émission conduite
Il fait référence au processus de propagation de l'énergie du bruit électromagnétique à travers un ou plusieurs conducteurs (tels que des lignes électriques, des lignes de signal, des lignes de commande ou d'autres objets métalliques). Au sens large, les émissions conduites comprennent également le couplage d'impédance commun entre différents dispositifs et circuits utilisant une masse commune ou une ligne électrique commune.

(2) Émission rayonnée
Il fait référence au processus de propagation de l'énergie du bruit électromagnétique dans l'espace sous la forme d'ondes électromagnétiques. Les émissions rayonnées incluent parfois aussi des phénomènes inductifs. Plus précisément, il comprend le couplage électrostatique, le couplage de champ magnétique et le couplage électromagnétique.

2. Susceptibilité électromagnétique
Les caractéristiques des produits électroniques sont sujettes aux interférences d'autres produits dans l'environnement électromagnétique.
(1) Susceptibilité conduite
Une mesure du niveau d'interférence conduite nécessaire pour provoquer une dégradation des performances de l'équipement, des sous-systèmes ou du système ou des réponses indésirables.

(2) Susceptibilité rayonnée
Mesure du niveau d'interférence rayonnée nécessaire pour provoquer une dégradation des performances de l'équipement, des sous-systèmes ou du système ou des réponses indésirables.

3. Trois éléments de compatibilité électromagnétique
Source de perturbation électromagnétique
L'énergie électromagnétique émise par toute forme d'appareil naturel ou électrique peut causer des dommages aux personnes ou à d'autres créatures partageant le même environnement, ou causer des risques électromagnétiques à d'autres équipements, sous-systèmes ou systèmes, entraînant une dégradation ou une défaillance des performances, appelée source de harcèlement électromagnétique.

Caractéristiques des sources de perturbations électromagnétiques
1) Le niveau d'émission dans les conditions de la largeur de bande spécifiée
2) Largeur spectrale
Selon les caractéristiques de distribution de fréquence de l'énergie de perturbation électromagnétique, sa largeur spectrale peut être déterminée. Dans la perturbation d'onde continue, la largeur du spectre de fréquence de la perturbation du bourdonnement est la plus étroite, et dans la perturbation d'impulsion, la largeur du spectre de fréquence de la fonction d'impulsion unitaire est la plus large.

3) Waveform
Les perturbations électromagnétiques ont différentes formes d'onde. La forme d'onde est un facteur important dans la détermination de la largeur de fréquence de la perturbation électromagnétique.

4) Taux d'occurrence
La distribution de l'intensité ou de la puissance du champ de perturbation électromagnétique dans le temps est liée au taux d'occurrence des perturbations électromagnétiques. Selon le taux d'occurrence des perturbations électromagnétiques, elles peuvent être divisées en trois types : les perturbations périodiques, les perturbations non périodiques et les perturbations aléatoires.

5) Caractéristiques de polarisation des perturbations rayonnées
Les caractéristiques de polarisation font référence aux caractéristiques variant dans le temps de la direction du vecteur d'intensité de champ perturbateur en un point donné de l'espace, qui dépend des caractéristiques de polarisation de l'antenne. Lorsque les caractéristiques de polarisation de l'antenne source de perturbation et de l'antenne de l'équipement sensible sont les mêmes, la tension induite générée par la perturbation rayonnée à l'extrémité d'entrée de l'équipement sensible est la plus forte.

6) Caractéristiques directionnelles des perturbations de rayonnement
La source de perturbation émet une perturbation électromagnétique dans toutes les directions de l'espace, ou la capacité d'un équipement sensible à recevoir une perturbation électromagnétique de toutes les directions est différente. Les paramètres décrivant cette capacité de rayonnement ou capacité de réception sont appelés caractéristiques directionnelles.

7) Zone efficace de l'antenne
Il s'agit d'un paramètre qui caractérise la capacité d'un équipement sensible à recevoir l'intensité du champ perturbateur. Évidemment, plus la surface effective de l'antenne est grande, plus la capacité des équipements sensibles à recevoir les perturbations électromagnétiques est forte.

Classification des sources de perturbations électromagnétiques
1) Selon la classification des sources de perturbations électromagnétiques : elle peut être divisée en trois catégories : les sources de perturbations naturelles, les sources de perturbations d'origine humaine et les sources de perturbations transitoires.
une. Les sources de perturbations naturelles se caractérisent par leur incontrôlabilité. Selon leurs différentes causes et propriétés physiques, les sources de perturbations naturelles peuvent être divisées en quatre catégories : le bruit électronique, le bruit ciel-électrique, le bruit extraterrestre et l'électricité statique sédimentaire.
b. Les sources de perturbations d'origine humaine se caractérisent par le fait qu'elles sont connues et contrôlables. Les perturbations d'origine humaine peuvent être divisées en deux catégories : les perturbations radio et les perturbations non radio.
c. Les équipements industriels, scientifiques et médicaux (ISM), les véhicules, les bateaux à moteur et les moteurs à allumage commandé, les appareils électroménagers, les outils électriques portatifs et appareils similaires, les lampes fluorescentes et les luminaires, ainsi que les équipements informatiques sont les principales sources de perturbations transitoires.

2) Selon la nature de la source de perturbation électromagnétique : divisée en deux types : source de perturbation d'impulsion et source de perturbation lisse.

3) Selon le temps d'action de la source de perturbation électromagnétique, elle peut être divisée en source de perturbation continue, source de perturbation intermittente et source de perturbation transitoire.
une. La source de perturbation continue est une source de perturbation électromagnétique de longue durée ;
b. La source de perturbation intermittente est une source de perturbation électromagnétique de courte durée ;
c. La source de perturbation transitoire est la source de perturbation électromagnétique à temps d'action court et à perturbation non périodique.

4) Selon la fonction et la non-fonctionnalité de la source de perturbation électromagnétique : elle est divisée en source de perturbation fonctionnelle et source de perturbation non fonctionnelle.
une. La source du harcèlement fonctionnel fait référence au harcèlement d'autres systèmes, comme le harcèlement causé par les stations de radio, l'industrie, la science, l'équipement médical, etc., alors qu'un système fonctionne normalement.
b. Les sources de harcèlement non fonctionnel font référence aux « sous-produits » d'un système pendant le fonctionnement normal, tels que le harcèlement causé par des commutateurs et des relais à haute puissance.

5) Selon le mode de propagation de la source de perturbation électromagnétique : divisée en source de perturbation de rayonnement et source de perturbation de conduction, ou une combinaison des deux.

Voie de couplage
Voie de transmission ou milieu de perturbation électromagnétique.
(1) Couplage conducteur
Le fil traverse l'environnement avec des interférences, c'est-à-dire qu'il capte le signal d'interférence et le conduit au circuit à travers le fil, provoquant des interférences sur le circuit, appelées couplage par conduction ou couplage direct.

En audiofréquence et basse fréquence, du fait que la couche de blindage de la ligne électrique, du conducteur de mise à la terre et du câble présente une faible impédance, il est facile de se propager lorsque le courant est injecté dans ces conducteurs. Lorsque le bruit est transmis à d'autres circuits sensibles, il peut provoquer des interférences. À haute fréquence, l'inductance et la capacité du conducteur ne seront pas ignorées, la réactance inductive augmente avec l'augmentation de la fréquence et la réactance capacitive diminue avec l'augmentation de la fréquence.

(2) Couplage d'impédance commune
Lorsque les courants de deux circuits traversent une impédance commune, la tension formée par les courants d'un circuit à travers l'impédance commune affectera l'autre circuit.

(3) Couplage inductif
a. Couplage inductif
La tension de port du circuit d'interférence conduira à la répartition des charges dans le circuit d'interférence. Le champ électrique généré par ces charges peut être partiellement capté par le circuit sensible. Lorsque le champ électrique change avec le temps, la charge induite variant dans le temps dans le circuit sensible formera un courant induit dans le circuit. , c'est ce qu'on appelle le couplage capacitif inductif. La solution consiste à réduire la valeur de résistance du circuit sensible et à modifier le blindage directionnel ou la séparation du fil lui-même.

b. Couplage par induction magnétique
Une partie de la densité de flux magnétique générée par le courant dans la boucle d'interférence sera captée par d'autres boucles. Lorsque la densité de flux magnétique change avec le temps, une tension induite apparaît dans la boucle sensible. Le couplage entre les boucles est appelé couplage par induction magnétique. Les principales formes sont le couplage de bobine et de transformateur, le couplage entre des lignes doubles parallèles, etc. Les pertes de noyau font souvent agir le transformateur comme un filtre passe-bas qui supprime les interférences haute fréquence. Le couplage entre lignes parallèles est la principale forme de couplage par induction magnétique. Pour réduire les interférences, l'inductance mutuelle entre les deux fils doit être minimisée.

c. Couplage rayonnement
La source de rayonnement propage les ondes électromagnétiques dans l'espace libre, et les deux fils du circuit d'induction sont comme des antennes, acceptant les ondes électromagnétiques et formant un couplage d'interférence. Lorsque la source parasite est relativement proche du circuit sensible, si la source de rayonnement a une faible tension et un courant important, le champ magnétique joue un rôle majeur ; si la source d'interférence a une haute tension et un faible courant, le champ électrique joue un rôle majeur. Pour les interférences causées par le rayonnement, la technologie de blindage est principalement utilisée pour supprimer les interférences.

Matériel sensible
Il fait référence aux personnes ou autres êtres vivants qui seront lésés par l'énergie électromagnétique émise par des sources de perturbations électromagnétiques, ainsi qu'aux dispositifs, équipements, sous-systèmes ou systèmes qui provoqueront des dangers électromagnétiques et entraîneront une dégradation ou une défaillance des performances. De nombreux dispositifs, équipements, sous-systèmes ou systèmes peuvent être à la fois sources de perturbations électromagnétiques et équipements sensibles.

Afin de réaliser la compatibilité électromagnétique, nous devons partir des trois éléments de base ci-dessus et utiliser des mesures techniques et organisationnelles. Les mesures dites techniques doivent partir de l'analyse des sources de perturbations électromagnétiques, des voies de couplage et des équipements sensibles, et adopter des moyens techniques efficaces pour supprimer les sources de perturbations, éliminer ou affaiblir le couplage des perturbations, réduire la réponse des équipements sensibles aux perturbations ou augmenter le niveau de sensibilité électromagnétique. Les mesures dites organisationnelles consistent à formuler et à suivre un ensemble complet de normes et de spécifications, à procéder à une attribution raisonnable du spectre, à contrôler et gérer l'utilisation du spectre, à spécifier la méthode de travail en fonction de la fréquence, du temps de travail, de la directivité de l'antenne , etc., pour analyser l'environnement électromagnétique et sélectionner la zone d'implantation pour la gestion de la compatibilité électromagnétique, etc.

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