basic-emc

Electromagnetic Compatibility (EMC)Electromagnetic Compatibility (EMC)

ศนูยทดสอบผลิตภัณฑไฟฟาและอิเล็กทรอนกิสศนูยทดสอบผลิตภัณฑไฟฟาและอิเล็กทรอนกิส ( (PTEC)PTEC)

โดยโดย

ดรดร.. ไกรสรไกรสร อัญชลีอัญชลีวรวรพันธุพันธุ

EMC courseEMC course

Basic of EMC EMC Marking

Products standards test method

EMC testing

EMC ModificationPCB Design Tech.

EMC in HV system

EMC installation

EMCRisk assesment

ESD Magement

Noise reduction

Products CycleProducts Cycle

RFIDRFID

: ความเขากันไดทางแมเหล็กไฟฟา(EMC)

- การแพรสัญญาณรบกวนทางแมเหล็กไฟฟา (EMI)

- ความคงทนตอสัญญาณรบกวนทางแมเหล็กไฟฟา (EMS)

ทําไมตองทดสอบ EMC?- สําหรับผลิตภัณฑที่ดี มีคุณภาพ ไมเกิดการรบกวนในระบบอื่นๆ- ขอกําหนดทางการคา

EMC EMC คืออะไรคืออะไร?? เกี่ยวของกับเกี่ยวของกับ Noise Noise อยางไรอยางไร

แหลงกําเนิดของสนามแมเหล็กไฟฟาแหลงกําเนิดของสนามแมเหล็กไฟฟา

ARPANSA DATA

AM Radio 50.55%FM Radio 26.37%Paging 1.10%VHF TV 4.40%

UHF TV 6.59%AMPS 3.30%GSM 7.69%

AM Radio (50.55%)

FM Radio (26.37%)

Sum of Base Stations=10.99%

EMC EMC มีกี่ประเภทมีกี่ประเภท อะไรบางอะไรบาง??

Electromagnetic Compatibility Electromagnetic Compatibility ((EMCEMC))

ความเขากันไดทางแมเหล็กไฟฟาความเขากันไดทางแมเหล็กไฟฟา

การแพรสัญญาณแมเหล็กไฟฟา(EMI)Electromagnetic Emission

ความคงทนตอสญัญาณรบกวนแมเลก็ไฟฟา(EMS)Electromagnetic Immunity

การแพรสัญญาณรบกวนผานสายตัวนํา

ความคงทนตอสญัญาณรบกวนผานอากาศ

การแพรสัญญาณรบกวนผานอากาศ

ความคงทนตอสญัญาณรบกวนผานสายตัวนํา

EMC EMC เกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกสอยางไรเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกสอยางไร??

ปญหาทาง EMC เพิ่มขึ้นอยางรวดเร็วเนื่องจาก

1.อุปกรณไฟฟาและอิเล็กทรอนิกสมจีํานวนเพิ่มขึ้นอยางรวดเร็ว

2.วงจรอิเล็กทรอนิกสตางๆ มีความเร็วสูงขึ้น และม ีBandwidth ที่กวางขึ้น

3.แหลงจายกําลังมีระดับแรงดันลดลง ทําใหเกิดการรบกวนไดงาย

Why EMC?Why EMC?

การแพรสัญญาณรบกวน(EMI)(EMI) ความคงทนตอสัญญาณรบกวน(EMS)(EMS)

การรบกวนทางแมเหล็กไฟฟาจะตองประกอบดวย 3 สวน - ตัวกําเนิดสัญญาณ(source)- พาหะ(carrire)- เหยื่อ(victim)

แหลงกําเนิดแหลงกําเนิด :: พาหะพาหะ :: เหยื่อเหยื่อ

การรบกวนทางแมเหล็กไฟฟาในชีวติประจําวันการรบกวนทางแมเหล็กไฟฟาในชีวติประจําวัน

เทคโนโลยีในรถยนตเทคโนโลยีในรถยนต

การรบกวนการทาํงานของเกาอี้เข็นอัตโนมตัิสําหรับคนพิการการรบกวนการทาํงานของเกาอี้เข็นอัตโนมตัิสําหรับคนพิการ

เครื่องตรวจโลหะสงผลกระทบตอการทํางานของเครื่องชวยการเตนหัวใจเครื่องตรวจโลหะสงผลกระทบตอการทํางานของเครื่องชวยการเตนหัวใจ

ระบบปองกันขโมยระบบปองกันขโมย

สนามแมเหล็กไฟฟาในสํานักงานสนามแมเหล็กไฟฟาในสํานักงาน

อุปกรณในอุปกรณใน officeoffice

--คอมพิวเตอรคอมพิวเตอร

--หมอแปลงไฟฟาหมอแปลงไฟฟา

--วิทยุวิทยุ

--TVTV

--CableCable

--TelephoneTelephone

-- อื่นๆอื่นๆ

สนามแมเหล็กแพรจากอุปกรณไฟฟาทีใ่ชภายในบานสนามแมเหล็กแพรจากอุปกรณไฟฟาทีใ่ชภายในบาน

The Center for Devices and Radiological The Center for Devices and Radiological Health(CDRHHealth(CDRH) part of Food and Drug ) part of Food and Drug Administration(FDAAdministration(FDA))

ตวัตรวจจับแบบสนามแมเหลก็ทีต่ดิตัง้ในรานหนงัสอืตวัตรวจจับแบบสนามแมเหลก็ทีต่ดิตัง้ในรานหนงัสอื:: USA 1996USA 1996

RF meterRF meter

PacemakerPacemaker

Medical EquipmentMedical Equipment

Low frequency EMC

แสดงการทํางานของปนยิงแสดงการทํางานของปนยิง electron และและ york

สนามแมเหล็กจากสายสงแรงสูงที่มผีลกับจอคอมพิวเตอรสนามแมเหล็กจากสายสงแรงสูงที่มผีลกับจอคอมพิวเตอร

Height Voltage EMCHeight Voltage EMC

การทดลองของการทดลองของ นิโคลานิโคลา เทสลาเทสลา

Electromagnetic ProtectionElectromagnetic Protection

ระบบโทรศพัทเซลลูลารระบบโทรศพัทเซลลูลาร

อันตรายจากการใชโทรศัพทใตสายสงไฟฟาแรงสูงอันตรายจากการใชโทรศัพทใตสายสงไฟฟาแรงสูง

• Exposures from towers typically 50-200 m from antennas

• Levels 100 – 1000 times below guidelines

สนามแมเหล็กไฟฟาจากเสาสงโทรศัพทสนามแมเหล็กไฟฟาจากเสาสงโทรศัพท

สนามแมเหล็กไฟฟาแพรจากสถานีรับสงโทรศัพทสนามแมเหล็กไฟฟาแพรจากสถานีรับสงโทรศัพท

Site Distance to Tower Power Density

(m) (dB)

1 19 3.5

2 29 10.0

3 38 7.0

4 50 3.5

Summary of Single Channel measurements:Summary of Single Channel measurements:

Microwave link

Military application(MIL-STD-461 A-E)

Military application(MIL-STD-461 A-E)

Tx Rx

F16

F117

Spectrum

Military application

Electromagnetic Boom: EElectromagnetic Boom: E--Boom Boom (EMP)(EMP)

Software SimulationSoftware Simulation

การคํานวณโดยใชพื้นผิวปดการคํานวณโดยใชพื้นผิวปด

สนามแมเหล็กผลจากกระแสบนรถยนตสนามแมเหล็กผลจากกระแสบนรถยนต

การแพรสนามบนผิวเครือ่งบินการแพรสนามบนผิวเครือ่งบิน

สนามแมเหล็กบนพื้นผิวของเรือสนามแมเหล็กบนพื้นผิวของเรือ

การแพรสนามแมเหล็กไฟฟาจากอุปกรณอิเล็กทรอนิกสการแพรสนามแมเหล็กไฟฟาจากอุปกรณอิเล็กทรอนิกส

HistoryHistory :: การคนพบแมเหล็กไฟฟาการคนพบแมเหล็กไฟฟา

Han C. Osted

Micale FaradayAmpare

James Clerk MaxwellJames Clerk Maxwell

สมการของสมการของ JamesJames ClerkClerk MaxwellMaxwell

H->E, E->H

แมเหล็กมีแมเหล็กมี 2 2 ขั้วเสมอขั้วเสมอ กระแสทําใหเกิดสนามแมเหล็กกระแสทําใหเกิดสนามแมเหล็ก

ประจุทําใหเกิดสนามไฟฟาประจุทําใหเกิดสนามไฟฟา

การแพรสนามไฟฟาการแพรสนามไฟฟา

Electric FieldElectric Field

การแพรสนามแมเหล็กการแพรสนามแมเหล็ก

Magnetic FieldMagnetic Field

การแพรสนามแมเหล็กไฟฟาการแพรสนามแมเหล็กไฟฟา

Electromagnetic FieldElectromagnetic Field

การกําเนิดของสนามแมเหล็กไฟฟา

Pointing Theory

• สมการนี้เรียกวา Pointing Vector ซึ่งผลการ Cross ของสมการนี้สําหรับคลื่น

ระนาบ

P = E.H (W/m2)

Printed Circuit Boards(PCB)

30cm

15cm

a

θa

b

a

r

a

b

a

b

a

abw

b

a

b

a

b

a

b

b

Time domain VS Frequency domainTime domain VS Frequency domain

Current on PCB traceCurrent on PCB trace

Current on PCB traceCurrent on PCB trace

Finite Element Method (FEM)

• Type I • Type O • Type L

• Type H • Type X • Type 7

Near-Field Measurement

Near-Field Scanner

Near field Probe

PCB type O

Motor

0 2 4 6 8 10 12

0

10

2030

4070

80

90

100

110

Near-Field Emission

Wave Wave PropargationPropargationPlanewavePropargation

Lossyconductor

Wave guide

Wave guide 90

Wave Wave PropargationPropargation

Dielectic Propargation

Planewave incident

Turn table

Antenna

mast

absorber

ferite

EUT

Metal plate

Standards TestingStandards Testing

3m

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Level [dBµV/m]

30M 40M 50M 70M 100M 200M 300M 400M 600M 1GFrequency [Hz]

x

x

x

x xx

x xMES syndom_fin QP MES syndom_pre PK LIM EN 55011 F QP Field Strength QP Limit

ผลการทดสอบผลการทดสอบ Radiated EmissionRadiated Emission

เสนจํากัดเสนจํากัด(QP)(QP)

รูปแบบการแพรสนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศรูปแบบการแพรสนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศ

สนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศลูปสนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศลูป

สนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศสนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศ LPDALPDA สนามแมเหล็กไฟฟาจากโครงสรางที่ซับซอนสนามแมเหล็กไฟฟาจากโครงสรางที่ซับซอน

สนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศไดสนามแมเหล็กไฟฟาจากสายอากาศไดโพลโพล

สายอากาศสายอากาศ (Antenna)(Antenna)

สายอากาศสายอากาศ (Antenna)(Antenna)

signal

GND

I

signal

GND

I

50 Ω

SMA connectorFerrite clamp

LW

วงจรดจิิตอลวงจรดจิิตอล

การแพรคลื่นโดยตรงจากอุปกรณอิเล็กทรอนิกสการแพรคลื่นโดยตรงจากอุปกรณอิเล็กทรอนิกส

คลื่นแมเหล็กไฟฟาสามารถแพรผานชองเปด

ขนาดของความยาวคลื่นจะตองนอยกวาขนาดของชองเปด

EUT

EUT cable

พื้น Ground Plane

EUT

การแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟาจากสายเคเบิลการแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟาจากสายเคเบิล

การแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟาในโหมดคอมมอนการแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟาในโหมดคอมมอน

การแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟาในการแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟาในโหมดดิฟเฟอเรนเชียลโหมดดิฟเฟอเรนเชียล

กลไกการรบกวนทางแมเหลก็ไฟฟากลไกการรบกวนทางแมเหลก็ไฟฟา

การเกิดการรบกวนทางแมเหล็กไฟฟาการเกิดการรบกวนทางแมเหล็กไฟฟา

1.1. การเกิดการรบกวนระหวางระบบการเกิดการรบกวนระหวางระบบ

PCBPCB แบบหลายชั้นแบบหลายชั้น

การจัดวางอุปกรณ

ไมโครโปรเซสเซอรไมโครโปรเซสเซอร

2.2. การเกิดการรบกวนภายในระบบการเกิดการรบกวนภายในระบบ (Intra(Intra--system Electromagnetic Interference)system Electromagnetic Interference)

การควบคุมการรบกวนภายในระบบ

วงจรและชิน้สวนอุปกรณ การฟลเตอร การชิลด การวางสายเคเบิล การกราวด

การวางสายกลองอุปกรณสายจายไฟเลี้ยง โครงสรางการปรับตําแหนงของอปุกรณ

การใชวัสุด

วงจรอเิลก็ทรอนิกส

การใชฟลเตอร

รีเลยและโซลนิอยล

การเชื่อมตอตัวเชื่อมตอสาย

- Arc Suppression- Induction &

Solid State

- Filters- Clamps

- Filters- Beads / Rods- Lossy Line- Connectors- Isolation

Transformers

- LP, BP, HP& BR Filters

- Chassis& Cabinets

- Rooms- Materials- Thickness

- Gaskets- Seals- Apertures

- Grouping- Types- Ground- Loops- Shielded

- Shielded- Filter Type

- Buildings- Rooms- Cabinets- Chassis- Circuit

& Cable

- Types- Surfaces-Corrosion

- SeparationDistance

- Position& Altitude

- Natural TerrainShielding

- Line-of-siteMasking

- “Stop-Talk”Management

- Time-SharingCriteria

- On-the-airAssignments

- Radar PulseSynchronization

- Time / RangeGates

การควบคุมการรบกวนระหวางระบบ

การจัดการทางความถี่

ตัวสงสัญญาณ

การจัดการทางเวลา การจัดวางตําแหนงอุปกรณ การจัดการกับทิศทาง

- Azimuth UseCriteria andAssignment

- SectorBlanking

- Elevation Use

- AntennaSpace Filter

- Polarization

- ModulationBandwidth

- Pulse Rise& Fall Time

- HarmonicsFilters

- Allocations& Assignments

ตัวรับสัญญาณ

- Pre-selectors

- Filters

- Correlators

การทดสอบการทดสอบ EMC EMC ในการการคาในการการคา การทหารและการทหารและ อวกาศอวกาศ

EMC StandardsEMC Standards

EMS: EMS: การทดสอบความคงทนตอสัญญาณรบกวนแมเหล็กไฟฟาการทดสอบความคงทนตอสัญญาณรบกวนแมเหล็กไฟฟา

EMS Testing

Conducted immunity

Surge

ESD

PMF

Radiated Immunity testing

EMS Testing

““ฝนรายของผูประกอบการอิเล็กทรอนิกสฝนรายของผูประกอบการอิเล็กทรอนิกส””อิเล็กทรอนิกสควบคุมเครื่องจกัรไอน้ําของเลน

89/336/EEC (ความเขากันไดทางแมเหลก็ไฟฟา )89/336/EEC (ความเขากันไดทางแมเหลก็ไฟฟา )

90/396/EEC (เครื่องมอืที่กาํลงัเผาเชื้อเพลงิที่มีลกัษณะเปนแกส )90/396/EEC (เครื่องมอืที่กาํลงัเผาเชื้อเพลงิที่มีลกัษณะเปนแกส )

73/23/EEC (“แรงดันไฟฟาต่ํา”)73/23/EEC (“แรงดันไฟฟาต่ํา”)

8/392/EEC (ความปลอดภัยสําหรับของเลน)8/392/EEC (ความปลอดภัยสําหรับของเลน)

89/392/EEC (กลไก)89/392/EEC (กลไก)

กับผูดําเนินการ :

90/385/EEC(อุปกรณการแพทยแบบแอคทีปที่ฝงไว)

90/385/EEC(อุปกรณการแพทยแบบแอคทีปที่ฝงไว)

สําหรับสวมใส:

89/686/EEC (บริภัณฑปองกันสวนตัว)89/686/EEC (บริภัณฑปองกันสวนตัว)

87/404/EEC (ภาชนะความกดดันแบบธรรมดา)87/404/EEC (ภาชนะความกดดันแบบธรรมดา)

92/42/EEC (หมอน้ํารอน)92/42/EEC (หมอน้ํารอน)

CE

ตัวอยางของการติดเครื่องหมายรับรองบนผลิตภัณฑตัวอยางของการติดเครื่องหมายรับรองบนผลิตภัณฑ

สําหรับ FCC สําหรับกลุมยุโรปสําหรับ Safety

ผลิตภัณฑที่เขาขายตองทดสอบดานผลิตภัณฑที่เขาขายตองทดสอบดาน EMCEMC

Thank You