Séance No. 4 12 octobre 2009
(CSYEI)
MTI 12.10.2009 v1.0
iAi institut d’Automatisation industrielle 2
1. Certification EMC des appareils électriques.
2. Limites d’émission mode rayonné
3. Limites d’immunité en mode rayonné 4. Décharges électrostatiques ESD
5. Solutions capteur de position ? Simulations.
Référence: EMC for product designers; Tim Williams; Newness Ed.
Programme du jour
Directives Européennes
Depuis 1970 environ, l’Union Européenne édicte des Directives
elles fixent des règles communes à tous les pays de l’UE
elles déterminent à quelles conditions un produit peut être commercialisé dans l’UE
le but est de fixer des « règles de jeu » communes pour une concurrence
« loyale »
elles remplacent les règles nationales qui, en général, favorisaient les produits
nationaux
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Directives Européennes
Depuis, l’UE s’est étendu à 25 pays
les directives ont été reprises - en Suisse et au Liechtenstein - en Norvège et en Islande
dans tous ces pays, les produits
commercialisés doivent être marqués
Directives Européennes
Les directives qui concernent les machines et installations sont
directive basse tension sur la sécurité des matériels électriques (73/23/CEE + modif.) fixe les règle de sécurité des équipements électriques ~50 V à ~1’000 V
protection contre les chocs électriques et les incendies
directive « machines » (89/392/CEE + modif.)
fixe les exigences essentielles afin d'assurer l'utilisation, le réglage et la maintenance des machines en toute sécurité
sécurité des utilisateurs
directive relative à la compatibilité électromagnétique (89/336/CEE + modif.) protége les radiocommunications, les réseaux de distribution électrique et le
fonctionnement des appareils
directive en matière de responsabilité des produits défectueux (85/374/CEE + modif.)
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Directives Européennes
Qui appose le sigle CE ?
c'est au fabricant de vérifier si son produit entre ou non dans le champ d'application d'une ou de plusieurs directives
il en est l’ultime responsable
il peut
- soit autodéclarer la conformité du produit il procède lui-même à toutes les vérifications
- soit faire appel à des organismes de contrôle, appelés organismes notifiés
il doit pouvoir en tout temps montrer sa démarche et le résultat de ses test en fournissant son dossier technique de construction, en cas de plainte
en cas de tricherie avérée, son produit est interdit de vente
Directives Européennes
Produits concernés par la directive CEM
tout appareil, électrique et/ou électronique, qui peut être la cause de perturbations électromagnétiques ou qui peut être affecté par celles-ci
exemples de produits couverts par la directive
équipements et terminaux de télécommunication
appareils électrodomestiques
outils portatifs et similaires
luminaires et lampes à fluorescence
équipements radioélectriques
équipements industriels
équipement des technologies de l'information
équipements éducatifs électroniques
exemples de produits non couverts (éventuellement couverts par d’autres directives)
équipement radio utilisés par les amateurs
appareils médicaux
véhicules à moteur, tracteurs agricoles (émission seulement) instruments de pesage non automatique (immunité seulement)
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Directives Européennes
La directive CEM concerne
les appareils (doivent être conformes)
produit fini pourvu d'une fonction intrinsèque mis sur le marché en une seule entité
exemple : moniteur vidéo, clavier d'ordinateur
les systèmes (doivent être conformes)
association de plusieurs appareils conçus pour accomplir une tâche donnée et mis sur le marché comme une seule entité fonctionnelle
exemple : PC, imprimante
les installations
association de systèmes ou d'appareils commercialisés séparément
exemple : installation d’extrusion des câbles et tubes plastiques
seuls les systèmes et appareils individuels doivent être conformes
les conditions d’installations préconisées par le fabricant doivent être respectées
Directives Européennes
Exigences essentielles de la directive CEM
aspect émission
les perturbations électromagnétiques générées sont limitées à un niveau permettant aux autres appareils de fonctionner normalement
aspect immunité
les appareils doivent avoir un niveau d'immunité intrinsèque suffisant contre les perturbations électromagnétiques
La directive définit seulement des principes et des objectifs
Le constructeur « peut » utiliser les normes pour démontrer la conformité de ses
produits
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Normes CEM
Les normes CEM sont édictées par
la CEI – Commission Electrotechnique Internationale
la CENELEC – Commission Européenne de Normalisation Electrique
On distingue
les normes fondamentales
définissent les phénomènes, les méthodes d’essais et différentes valeurs limites
les normes génériques
définissent les niveaux à tenir (émission et immunité) en fonction de l’environnement (habitat / artisanat et industrie)
s’appliquent pour tous les produits pour lesquels il n’existe pas de normes spécifiques
les normes de produits
définissent les dispositions constructives, caractéristiques, méthodes d’essais et niveaux acceptables pour des produits ou familles de produits
Normes CEM
Principe des normes génériques
elles définissent les limites d’émission et les limites de sensibilité
elles distinguent 2 environnements – habitat / artisanat et industrie
Exemple – les radio émissions
limite d’immunité 3 V/m
marge à 10 m facteur 100’000 limite d’émission
30 µ V à 10 m habitat /artisanat
limite d’immunité 10 V/m
marge à 10 m facteur 100’000 limite d’émission
100 µ V à 10 m industrie limite d’immunité
10 V/m
marge à 10 m facteur 300’000 limite d’émission
30 µ V à 10 m
cas particuliers
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Normes CEM
Les moyens et essais de «CEM» – il faut distinguer 2 types d’essais que l’on peut réaliser sur un produit à l’aide d’un moyen approprié
les essais de type
essais que le constructeur réalise pour la qualification de ses produits avant leur commercialisation
réalisés sur quelques appareils de présérie
résultats valables pour tous les appareils construits de manière identique (en série)
les essais sur site
essais qui sont réalisés sur l’équipement qui intègre le produit
faits sous la responsabilité de l’incorporateur
a pour but de valider une installation, un équipement ou une machine
résultats valables pour cette machine seulement
pour les systèmes composés de plusieurs appareils, il peut suffire de restreindre son choix aux appareils conformes
ET
de respecter les conditions d’installations préconisées par le fabricant
Normes CEM
Lorsque les essais de certification sont réalisés et que le dossier technique de construction est achevé, le constructeur édite
le certificat de conformité CE
1 seul certificat par produit, couvrant toutes les directives
signé au niveau direction de l’entreprise
This report shall not be reproduced except in full without the written approval of the testing laboratory. The hard copy of the electronically recorded document at EMC-Testcenter Zürich AG shall be the original document reference. The results in this report apply only to the sample(s) tested, if technical changes on the sample(s) are performed later a re-test shall be necessary.
TEST REPORT REF. EMCKP1000A
PROJECT NO. EMCK1000
DATE OF ISSUE 10.08.2007 MANUFACTURER IFTEST
BRAND IFTEST
NAME OF E.U.T. Circuit Breaker Controller TYPE / S/N CID 3 Low / 72801
CID 3 Mid / 72802
CID 3 High / 72803
STANDARD EN 50121-3-2: 2006
EN 50155: 2001
TEST RESULT Complied
CLIENT IFTEST AG
Schwimmbadstrasse 43
CH-5430 Wettingen
Switzerland
Contact name Mr. Rolf Widmer Telephone +41 (0)56 437 37 63
Fax +41 (0)56 437 37 50
E-Mail rolf.widmer@iftest.ch Http:// www.iftest.ch EMC-TESTCENTER ZÜRICH AG
Schaffhauserstrasse 580 Postfach 268
CH-8052 Zürich / Switzerland Phone +41 44 302 45 00 Fax +41 44 302 55 44 email info@emc-testcenter.com http www.emc-testcenter.com
Accredited according to ISO / IEC 17025 by:
Swiss Accreditation Service / metas Registration number 034
STS 034
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Emission et immunité d’un équipement
Il existe deux classes : Domestique et industrielle.
Setup de test pour la mesure d’émission. La distance L est de 10m ou 3
m en fonction de la taille des équipements. L'équipement doit tourner
sur 360°. La hauteur de l’antenne varie entre 1 et 4 m et la polarisation
est soit verticale ou horizontale. Le pire des cas est pris en compte.
A Issue Date: 10.08.07Revision date:Page 14 of 38
APPENDIX 2 TEST CONFIGURATION PHOTOGRAPHS
Report Ref. EMCKP1000 Index A Issue Date: 10.08.07 Revision date: Page 27 of 38 Test No. 1 CID 3 Low, CID 3 Mid, CID 3 High
Test configuration for measurement of radiated emission in accordance with EN 55011.
Antenna Heights: 1.0 - 4.0m: Different heights according to E.U.T. (see measurement diagrams) Frequency range 30 MHz to 1000 MHz, vertical polarisation
Frequency range 30 MHz to 1000 MHz, horizontal polarisation MTI 12.10.2009 v1.0
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Limites d’émission en mode rayonné: mesure a 10m de distance class A: environnement industriel.
class B: environnement domestique.
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Immunité d’un équipement au perturbations rayonnées
Norme applicable EN61000-4-3
Champ E émis de 10 V/m pour la bande 80MHz - 1 GHz Modulation AM 80% à 1KHz.
Distance antenne 3m hauteur 1.25m
Test configuration for measurement of immunity to radiated rf electromagnetic field in accord- ance with EN 61000-4-3 (IEC 61000-4-3 ). - Antenna distance 3m
- Prior calibration of the field level according to the standard.
- Antenna heights: Horizontal polarisation: 1.50 m Vertical polarisation: 1.50 m Frequency range 80 MHz to 1000 MHz, vertical polarisation
Frequency range 80 MHz to 1000 MHz, horizontal polarisation
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BACHELOR - HES-SO CEL-Conception Electronique
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Immunité d’un équipement aux décharges ESD
Norme applicable EN61000-4-2
20 décharges consécutives avec une tension appliquée de 8kV en contact métallique et 15 kV dans l’air. Pour les équipements d’ordre général les tension sont respectivement de 4 et 8 kV.
Les temps de montée sont entre 0.8 et 1 ns.
Setup de test pour les essais ES, les décharges peuvent se faire en mode direct ou indirect. Les équipements de table doivent être placés sur une table en bois de 80cm de haut avec plan de masse sous
l’équipement.
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Protection surtension ESD par tranzorb
Tous les accès électriques de l’appareil accessibles par l’utilisateur doivent être
protégés , ici le connecteur pour la pile.
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Prévention contre l'émission et les
perturbations électromagnétiques rayonnées
Un plan de réference sur le PCB, pour le GND et pour les alimentations. PCB 4 couches conseillé pour ne pas couper les plans.
Les horloges des uC sont particulièrement perturbateurs, connexions courtes. Ne laisser aucune partie flottante.
Ne laisser aucune entrée non connectée (immunité).
Un blindage de la partie électrique n’est pas obligatoire mais son efficacité est grande.
Le plan de référence (GND) doit être relié au châssis
mécanique (en HF surtout)
Filtrage des E/S par
C et ferrite (bead).
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Mesure d’émission conduite d’un équipement
L'équipement EUT ayant des câbles de connexion doit respecter ce test pour chaque
câble de connexion ( alimentations et interfaces), le test est fait pour la bande 150 kHz-
30 MHz. Le réseau de couplage LISN est normalisé.
Le réseau de couplage LISN décrit par l'impédance ligne-terre est normalisé.
Une réalisation suggéré par la norme
CISPR 16-1 figure ci dessous.
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Limites d’émission en mode conduit a travers un réseau LISN class A: environnement industriel.
class B: environnement domestique.
La norme EN61000-4-6 définit les limites et la méthode de test pour l’immunité conduite des appareils. L’injection des perturbations se fait par un réseau de couplage (CDN
Coupling/decoupling Network) normalisé.
La bande de fréquence va de 80 à 230 MHz avec une amplitude entre 3 et 10 Veff selon
le niveau d’immunité.
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Test setup d’Immunité conduite d’un
équipement
Normes génériques
EN 50081-1 – Limites d’émission – Habitat et artisanat
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Normes génériques
EN 50081-2 – Limites d’émission – Industrie
Normes génériques
EN 50082-1 – Limites d’immunité – Habitat et artisanat
BscCem20040629.ppt
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Normes génériques
EN 50082-1 – Limites d’immunité – Habitat et artisanat
Normes génériques
EN 50082-1 – Limites d’immunité – Habitat et artisanat
BscCem20040629.ppt
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Normes génériques
EN 50082-2 – Limites d’immunité – Industrie
Normes génériques
EN 50082-2 – Limites d’immunité – Industrie
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Normes génériques
EN 50082-2 – Limites d’immunité – Industrie
Normes génériques
