Solutions EFT pour l'électronique sensible

Pendant les tests de compatibilité électromagnétique dans le laboratoire de conformité, les systèmes clients complexes sont exposés à plusieurs formes différentes d'énergie électromagnétique, à la fois conduit par câble et à travers l'air. Le problème le plus répandu que nous avons noté lors de la série de tests d'immunité du système client est la défaillance EFT.

L'EFT est un test à basse énergie, une impédance série de 50 ohms est utilisée pendant le test. Bien qu'il soit non destructif à cause de l'impédance de source de 50 ohms, il tend néanmoins à avoir un large spectre de fréquence, ce qui peut causer des ravages avec des capteurs électroniques et des microprocesseurs sensibles.

Pendant le test EFT, un événement transitoire de tension répétitif est induit dans le réseau CA via un LISN (réseau de stabilisation d'impédance de ligne), induisant à la fois un courant différentiel et un courant commun dans le port secteur de l'adaptateur secteur. Cependant, le flux de courant en mode différentiel n'entraîne généralement pas de problème de type système, le mode commun de flot de courant induit peut causer des dégâts pour les composants sensibles dans l'appareil du client. Le courant de mode commun induit par l'EFT s'écoulera de l'entrée CA de l'adaptateur d'alimentation vers le câble de sortie. Le courant de mode commun dans le câble de sortie de l'adaptateur d'alimentation peut ensuite circuler à travers l'équipement de base de l'appareil électronique, puis s'écouler vers tous les capteurs. Les amplificateurs à gain élevé utilisés pour les capteurs peuvent amplifier les courants de mode commun induits par EFT, saturer les circuits locaux, entraînant une distorsion sévère du phénomène physique critique mesuré par le capteur.

Comme le mode commun de cheminement du courant est l'injection à partir du secteur CA, l'adaptateur d'alimentation fournit un point de contrôle logique, où l'atténuation de l'événement de mode commun injecté EFT est possible.

La méthodologie de test EFT est définie dans IEC 61000-4-4. Le protocole de test prévoit des tests de la ligne CA, des connexions Neutre et Terre indépendamment et en combinaison les unes avec les autres. Avec un adaptateur d’alimentation CA de classe I, cela représente 7 possibilités de lignes uniques de CA d'injection EFT différentes, comme suit :

1. Injection ligne
2. Injection neutre
3. Injection terre
4. Injection ligne et neutre ensemble
5. Injection ligne et terre ensemble
6. Injection neutre et terre ensembles
7. Injectionligne, neutre et terre ensembles

Lors de l'injection d’EFT, afin de contrôler la répétabilité de l’impulsion injectée, un canal séparé du RSIL est utilisé pour chacun des 3 fils (LISN trois canaux sont utilisés pour les tests matériel de classe I, tous sont symétriques les uns par rapport aux autres).

Une adaptateur de puissance utilise la technologie SMPS (Switched Mode Power Supply), pour convertir l’alimentation en basse tension courant continu (3V à 60V). Une partie intégrante de pratiquement tous les SMPS est une self de choc de mode commun d'entrée (AKA CMC). Ce composant de filtre d'entrée, bien que conçu pour empêcher le bruit de mode commun de l'action de commutation du SMf Mosfet de retourner vers le secteur alternatif, peut également bloquer le mode commun EMI se déplaçant dans la direction opposée comme pendant le test EFT.

Par conséquent, une observation courante d'un produit d'entrée de classe I qui échoue au test EFT est que les fils de ligne et de neutre (qui passent par le starter de mode commun) peuvent se conformer au test EFT séquence d'impulsions, mais l'entrée de fil de terre échouera la séquence de test EFT. La raison de la défaillance du fil de terre est que le blocage du courant de mode commun ne se produit généralement pas sur ce fil, car la configuration de construction interne de classe I la plus courante est que le fil de terre passe directement de la borne.

En conséquence, l'ajout d'une impédance série suffisamment élevée sur le fil de terre peut souvent résoudre un problème de système EFT.

En outre, lorsque les niveaux de sensibilité du capteur ou du transducteur sont extrêmement problématiques, il est possible d'ajouter plus d'impédance de blocage directement au cordon de sortie, sous la forme d'une perle de ferrite à plusieurs tours. Dans cette situation, l'obtention d'une inductance adéquate sur le cordon de ferrite multitour est nécessaire afin de fournir une impédance de blocage supplémentaire dans la plage de fréquences de 20 MHz à 200 MHz.

Suivre ces mesures pour améliorer l'immunité EFT une augmentation de 2 à 3 fois des performances d'immunité EFT du système client. GlobTek peut fournir des produits d'adaptateur d'alimentation d'atténuation en mode commun EFT améliorés pour votre équipement électronique OEM sensible. Veuillez contacter notre service commercial si vous avez besoin d'aide pour votre système et nous fournirons un support technique avec des prototypes personnalisés qui peuvent cibler précisément votre problème EMC spécifique de système.

During EMC testing at the compliance lab, complex customer systems are exposed to several different forms of electromagnetic energy, both wire conducted and thru the air. The most prevalent problem we have noted during the immunity test suite of the customer system is EFT failure.

EFT is a low energy test, a 50 ohms series impedance is used during the test. Though it is non-destructive due to the 50 ohms source impedance, none-the-less it tends to have a wide spectral frequency content, which can cause havoc with sensitive electronic sensors and microprocessors.

During the EFT test, a repetitive voltage transient event is induced into the AC mains thru a LISN (line impedance stabilization network), this induces both a differential and a common mode current into the AC mains port of the power adapter. However the differential mode current flow, does not typically result in any system type problem, the common mode current flow induced can and does result in havoc for the sensitive components in the customer apparatus. EFT induced common mode current will flow from the power adapter AC input to the output cable. The common mode current in the output cable of the power adapter can then flow thru the electronics appliance core equipment, and then flow out to any sensors. The high gain amplifiers used for the sensors may amplify the EFT induced common mode currents, overdriving and saturating local circuitry, resulting in severe distortion of the critical physical phenomenon the sensor is measuring.

Since the common mode current path is injection from the AC mains, the power adapter provides a logical point of control, where attenuation of the EFT injected common mode event is possible.

The EFT test methodology is defined in IEC 61000-4-4. The test protocol calls for testing of the AC line, Neutral and Earth connections independently and in combination with each other. With a Class I AC input power adapter, this presents 7 uniquely different AC line EFT injection possibilities, as follows:

1. Inject Line
2. Inject Neutral
3. Inject Earth
4. Inject Line and Neutral together
5. Inject Line and Earth together
6. Inject Neutral and Earth together
7. Inject Line, Neutral and Earth together

When injecting EFT, in order to control the repeatability of the injected pulse, a separate LISN channel is used for each of the 3 wires. (Three LISN channels are used for testing Class I equipment; all are symmetrical with respect to one another.)

A typical power adapter uses SMPS (Switched Mode Power Supply) technology, to convert the AC input power into low voltage (3V to 60V) DC power. An integral part of practically all SMPS is an input common mode choke (AKA CMC). This input filter component, although designed to prevent the common mode noise from the switching action of the SMPS Mosfet from flowing back to the AC mains, can also block common mode EMI moving in the opposite direction such as during the EFT test.

Therefore, a common observation of a Class I input product which fails the EFT test, is that the Line and Neutral wires (which pass thru the common mode choke) can comply with the EFT test pulse sequence, but the Earth wire input will fail the EFT test sequence. The reason for the failure on the earth wire is that common mode current flow blocking typically does not occur on this wire, since the most common Class I internal construction configuration, is that the earth wire passes directly from the AC input earth terminal to the negative output terminal without any limiting impedance.

Accordingly, the addition of adequately high series impedance on the earth wire can often resolve an EFT system issue.

Furthermore, when sensor or transducer sensitivity levels are extremely problematic, it is possible to add more blocking impedance directly to the output cord, in the form of a multi-turn ferrite bead. In this situation, obtaining adequate inductance on the multi-turn ferrite bead is necessary in order to provide additional blocking impedance in the 20MHz to 200MHz frequency range.

Following these measures to improve EFT immunity, can typically provide for a 2X to 3X increase in EFT immunity performance of the customer system. GlobTek can provide enhanced EFT common mode attenuation power adapter products for your sensitive electronic OEM equipment. Please contact our sales department, should you require help with your system, and we will provide engineering support with customized prototypes which can precisely target your specific system EMC problem.