La medición de emisiones conducidas depende en gran medida de las pruebas de conformidad electromagnética. Además, en laboratorios que prueban fuentes de alimentación conmutadas, electrodomésticos, controles industriales, sistemas médicos y módulos automotrices, la calidad de la medición no solo depende de la calidad del receptor, sino también del hardware en la cadena de pruebas. Estos sistemas de apoyo, entre otros, incluyen Equipo de medición de EMI Y, en particular, la red artificial que se aplicará en el control de impedancia de línea. Una vez que el rendimiento comienza a desviarse o no está garantizado, los resultados se vuelven engañosos y generan falsos fallos, falsos aprobados, retrasos en los ciclos de certificación y decisiones erróneas para mejorar el diseño.
El término "red artificial" se utiliza para describir un tipo de red que busca proporcionar una impedancia repetible entre una fuente de alimentación y un dispositivo bajo prueba. El comportamiento de la emisión conducida varía drásticamente sin una impedancia estable.

Problema relacionado con la deriva de impedancia

Se necesita una red artificial para mostrar una impedancia específica de 50 ohmios en el rango de frecuencias proporcionado por la medición de emisión conducida, generalmente entre 150 kHz y 30 MHz. Con el tiempo, los componentes internos comienzan a desviarse debido al envejecimiento de los condensadores, la tolerancia de las resistencias también cambia debido a los ciclos térmicos y la oxidación interna de los terminales. Esta deriva no es uniforme y, por lo general, las regiones de baja o media frecuencia se mueven inicialmente. Esto provoca curvas de medición irregulares.
En caso de que esto ocurra, los picos de ruido registrados durante las pruebas de preconformidad serán mayores o menores que los de las pruebas de certificación completa, lo que provocará decisiones de diseño que darán lugar a correcciones técnicas innecesarias. Para corregir esto, se requiere una calibración que confirme la magnitud y la fase de la impedancia en diversas frecuencias de una banda de frecuencias. Los sistemas de grado profesional utilizan dispositivos de calibración que realizan una comprobación de impedancia de barrido en los terminales LISN. Cuando la desviación supera el valor aceptado, se sustituyen los bloques de componentes en lugar de modificarlos mediante corrección de software.
Los fabricantes de instrumentos de medición de EMI recomiendan cambiar los equipos que funcionan continuamente en laboratorios de pruebas, ya que la exposición prolongada a la temperatura provoca derivas. La tasa de aumento de la ESR del condensador se convierte en una desviación significativa cuando los componentes funcionan con voltajes muy altos.

Errores comunes de conexión a tierra de la señal

Una conexión incorrecta entre la toma de tierra de la cámara y la toma de tierra artificial de la red es una de las causas más comunes de variación en las mediciones. Pequeñas discontinuidades en el campo de tierra conducen corriente mediante diferencias en los conductos alternativos para unir o cancelar el ruido indeseable. Este problema suele observarse cuando el LISN se ubica sobre una mesa móvil o se conecta mediante cables de extensión en lugar de placas de conexión.
La solución a este problema consiste en asegurar la continuidad de la resistencia a tierra entre el chasis de la red artificial, la referencia a tierra del receptor EMI y el plano de tierra. Sin embargo, a frecuencias EMI, una trayectoria de resonancia, debida a pequeños cambios en los valores de impedancia, modificará los picos de emisión. La estrategia correctiva consiste en conectar la red LISN mediante un flejado de baja inductancia, instalar contactos mecánicos y retirar las posiciones de los bastidores flotantes.

sobrecarga del receptor

No se debe permitir que el DUT emita ruido de conmutación directo al receptor EMI a niveles superiores a los especificados. En caso de fallo de las secciones de supresión de la red artificial, los transitorios de alta energía se transmiten directamente al frente del receptor y provocan una sobrecarga involuntaria. Cuando hay sobrecarga, las lecturas no aumentan, sino que los picos desaparecen. Los ingenieros malinterpretan esto como una mejora de las emisiones.
Esto debe resolverse mediante una prueba de sobrecarga dinámica. En lugar de medir una sola condición de carga, los resultados deben compararse en condiciones de carga y de reposo. Cuando las curvas medidas no colapsan, las etapas de atenuación dentro de la red artificial pueden debilitarse.
Los instrumentos de medición de EMI contemporáneos también incorporan funciones de diagnóstico de sobrecarga que los usuarios pueden usar para evitar resultados incorrectos. Otras redes cuentan con secciones de sobretensión reemplazables para garantizar que el desgaste no afecte al resto del sistema.

Tabla: Síntomas de falla típicos y mapeo de causa raíz para redes artificiales

Síntoma de prueba	Causa raíz probable	La solución más eficaz
Aplanamiento abrupto de los picos de ruido por encima de 15 MHz	Sobrecarga que ingresa al receptor debido a una falla de atenuación LISN	Reemplace la sección de supresión o el banco de capacitores de primera línea
Los picos cambian la ubicación de la frecuencia repetidamente entre mediciones	Inconsistencia de referencia de tierra o chasis flotante	Reforzar las correas de tierra de baja inductancia
Aumento del ruido en todo el espectro durante el uso prolongado	Envejecimiento del ESR del condensador en la sección de entrada LISN	Reemplace los bloques de condensadores viejos
Las emisiones de banda baja cambian drásticamente con la carga	Variación de impedancia debido al cambio de tolerancia de la resistencia	Vuelva a verificar la calibración de impedancia

Colocación incorrecta del tendido de cables

En las pruebas de emisiones realizadas, el tendido del cable es un factor que afecta la captación acoplada radiada como interferencia conducida. Cuando los cables del dispositivo bajo prueba se instalan demasiado cerca de las paredes de la cámara, accesorios metálicos o controladores de conmutación en funcionamiento, los patrones de EMI varían considerablemente. Las zonas de sombra en el cable resultan en lecturas bajas y las áreas expuestas, en lecturas amplificadas.
El tendido de cables siempre es similar cuando se utilizan equipos de medición de EMI con bandejas de soporte estandarizadas. La mayoría de las fallas se producen porque los operadores mueven los cables entre ciclos de medición sin registrar los cambios. La solución es incluir diagramas de cableado en la documentación de pruebas y mantener la misma disposición en todas las sesiones.
Las redes artificiales que están ubicadas demasiado lejos de las líneas de entrada dan lugar a un movimiento descontrolado del cable, lo que genera una gran banda de variación.

Inestabilidad térmica durante pruebas de larga duración

En tiempos de funcionamiento prolongados y con conmutación de la fuente de alimentación, la temperatura interna del dispositivo bajo prueba aumenta el perfil de emisión. Los ingenieros creen erróneamente que el LISN o el receptor están defectuosos. Sin embargo, el comportamiento inducido por el calor es normal. Un problema de prueba que provoca esto es el sobrecalentamiento de la red artificial, que altera la impedancia interna, especialmente cerca de cargas elevadas.
Para solucionar esto, se debe implementar ventilación no solo alrededor del DUT, sino también alrededor de la red artificial. El calor no se puede eliminar al utilizar varias LISN simultáneamente en cargas trifásicas. Los entornos de prueba profesionales cuentan con canales de flujo de aire aislados que garantizan una temperatura constante alrededor de los elementos EMI.

Orientación de referencia incorrecta durante la comparación de varios equipos

Otros laboratorios comparan los resultados de diferentes sistemas con distintos receptores, redes y el tendido del cable. Esta alineación de comparación sin referencia es un error de cálculo. Todos los ciclos de medición comparativa deben realizarse en el mismo punto de referencia, que es la red artificial.
Este problema debe solucionarse mediante la emisión de un LISN calibrado como red de referencia. Los datos de las mediciones deben incluir la marca de tiempo, la tendencia de calibración y el identificador de referencia. Los fabricantes de instrumentos de medición de EMI incorporan el seguimiento de serie a los registros de software para garantizar que los usuarios no confundan las fuentes de prueba. LISUN Proporciona el mejor equipo de medición EMI.

Interpretación errónea de los armónicos del ruido de conmutación

Los armónicos de frecuencia conmutada se acompañan de ruido de frecuencia de línea generado por la electrónica de potencia. Con la resonancia del filtro interno de la red artificial a la frecuencia de ondulación de conmutación, los armónicos cambian de amplitud. Estos no son fallos del dispositivo bajo prueba, sino la resonancia de la red de seguridad de red (LISN). Los ingenieros deberían poder distinguir entre artefactos del dispositivo bajo prueba y resonancia de red.
La solución reside en la comparación de mediciones de dos LISN y su repetibilidad. Se observa sesgo de resonancia cuando el segundo LISN genera perfiles ligeramente diferentes. La solución consiste en elegir una red cuya resonancia de frecuencia interna no coincida con la frecuencia de conmutación del dispositivo bajo prueba.

Envejecimiento del recubrimiento y oxidación de los terminales de entrada

La resistencia puntual aumenta al oxidarse mecánicamente. El efecto de la concentración de corriente inducida desplaza ligeramente la impedancia a mayor frecuencia. Los terminales oxidados también producen microarcos en los puntos de contacto, que se visualizan como pulsos de banda ancha en la medición de EMI.
Las soluciones a este problema incluyen la renovación de terminales y el reemplazo de las correas trenzadas. Otros emplean pasta acondicionadora de superficies, pero, nuevamente, se espera que los fabricantes tomen precauciones para evitar que deje residuos contaminantes.

Conclusión

Los defectos en el DUT rara vez son una fuente de errores de medición durante la validación de emisiones. En los casos en que los laboratorios dependen de datos válidos... Equipo de medición de EMILa red artificial sería el elemento de referencia. Las causas comunes de lecturas no fiables incluyen deriva de impedancia, conexión a tierra incorrecta, sobrecalentamiento, terminales oxidadas, errores de tendido del cable y degradación de la etapa de atenuación. La resolución de problemas implica determinar si el origen de las peculiaridades es el receptor, la red de seguridad de la red (LISN), la continuidad de la conexión a tierra, la resonancia de conmutación o los efectos térmicos.
Las redes artificiales pueden recuperar su uso en referencias de impedancia controladas si se realiza una corrección correctamente. El comportamiento real del producto se refleja entonces en las decisiones de prueba, a diferencia del sesgo del equipo. Las pruebas de emisiones realizadas de forma fiable facilitan ajustes o modificaciones de diseño puntuales, una certificación adecuada y un comportamiento predecible en las circunstancias reales de los sistemas de distribución eléctrica.

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