Cos'è la cumpatibbilità elettrumagnètica?

Quinnici anni nna chistu affari e EMC mi morsi ancora ntô culo almenu du' voti l'annu.

La primavìera passata mi chiamava pi nu pruggettu pi na cumpagnìa ca fa li furgoni di cunsignazzioni. Lu sò BMS mantinìu li difetti di suvratinzioni di cèlluli. Nun si raffinaru na viri suvratinzioni -. Lu monitoraggiu IC stava leggennu la spazzatura. Avìanu assicutatu chistu pi tri misi. Sustituitu li chip AFE du’ voti. Rilivatu l'imbracatura dû sensu. Nenti funzionò.

Ci voli dui jorna pi truvàrilu. Lu cuntrullaturi dû muturi s’assittàu 12 cm dû pacchettu dâ battirìa. Nisciuna scusa tra iḍḍi. Lu cuntrullaturi passava a 8 kHz e ogni bordu accuppiatu drittu ntê lini dû senzu di vurtaggiu cellulari. Li fili facìanu comu l'antenni. Vinti millivolti di scrùsciu nnuttu ncapu a na misurazzioni ca àvi bisognu di n'accuratizza di millivolti. Lu BMS vitti li spichi di vurtaggiu ca nun esistìanu e chiudìru tuttu.

Chistu è EMC. Cumpatibbilità elittrumagnètica. Li tò cosi hannu a travagghiari ntunnu a àutri cosi senza ca s’arrivolgi l’autra.

EMC si rumpi nta dui pezzi e ti nni hai a chi fari cu tutti dui.

Emissioni voli diri lu scrùsciu ca lu dispusitivu fa. Ogni circùitu di cummutazzioni si radia. Ogni cavu cu currenti cancianti crìa un campu magnèticu. NU cunvirtituri DC{3}}} a spruzzioni di 200 kHz spruzza l'enirgìa RF nta tuttu lu postu. Si chiḍḍa enirgìa è abbastanza forti, si nchiudi la radiu ntâ taxi o currutti li messaggi di l'autobus CAN o fa pinzari ca li roti stannu chiusi.

La suscittìbbilità è l'autra parti. Quantu stronzata pò pigghiari lu dispusitivu prima di firmari di travagghiari giustu. Nu BMS àvi a lèggiri accuratamenti li tinzioni di cèlluli mentri s’attrova vicinu a n’invirtituri ca sta mittennu lu bus DC cu 400 amplificatura amplificati a 10 kHz. Li circuiti di rilevamentu ànnu bisognu di ignurari tuttu chistu e misurari ancora la tinzioni di cèlluli riali.

La majurìa dî ncigneri ca scuntràmu a li emissioni picchì è chiḍḍu ca li test rigulaturi si cuncentrunu. Si scurdanu dâ suscittìbbilità nzinu a quannu lu pruduttu nun arrinesci ntô campu. Allura tutti pànichi.

Li battirìi vecchia- sulu s’assittaru ddà. Li nchiusi e cunnessi dui cavi. Forsi avìsti nu shunt pâ misurazzioni attuali. Fu accussì.

Li pacchetti di litiu ànnu l'elittronica unn'è ca sunnu. Lu BMS cuntrulla ogni cellula. Parra cu li sinsura di timpiratura sparsi ntunnu ô pacchettu. Cumùnica cû veiculu supra lu CAN o n'autru autobussu. Cuntrolla li cuntatti. Calcula lu statu di càrrica e statu di saluti usannu arguritmi ca dipennunu di misurazzioni accurati.

Accuratu è la palora chiavi. Na misurazzioni di vurtaggiu cellulari ca s’arritira di 50 millivolti lancia lu càrculu SOC. Faci chistu ntra centu cèlluli e la stima dâ tò gamma è nnutili. Sciacquari di 100 millivult e putissi èssiri supraccaricati na cellula o mancari na cunnizzioni di suttatiltazzioni.

Li fili di rilevamentu su' lu puntu debbuli. Currinu di ogni taccu cellulari â scheda BMS. Nta na mmangari granni, chi significa fili ca currunu dui metri o cchiù assai tramiti n'ambienti chinu di rumuri elettrumagneticu. Ogni filatu arricògghi l'interfirenza. Cchiù assai è lu filu, cchiù piggiuri lu prubblema.

Travagghiai a nu pacchettu di battirìi di l'autobus unni l'imbracatura dû sensu currìu propriu 'nzemi ê principali bar di bus DC. Li barri purtavanu 300 amplificatura duranti l'accilirazzioni. Lu campu magnèticu di chiḍḍu attuali millivoltts -} liveḍḍi ntô senzu. Lu BMS pinzava ca li cèlluli s’avìanu rimbalzatu supra e sutta. Trasi 'n modalità di prutizzioni e ammazzau l'autobussu ntâ l'autostrada.

Electromagnetic Compatibility

Li modi di fallimentu sunnu brutti.

Li fausi viaggi supratiltazzioni sunnu cumuni. Lu scrùsciu agghiunci â vurtaggiu di cèlluli riali e lu BMS pensa ca la cellula è a 4,3V quannu è 'n rialtà a 4,1V. La prutizzioni accumincia e lu sistema si chiudi. L'upiraturi vidi nu còdici di guastu ca nun àvi sensu picchì li cèlluli vannu boni.

La falsa suttatiltazzioni è peggiu. Lu BMS pensa ca na cellula è cchiù vascia di quantu è veramenti. Continua a scaricari lu limiti sicuru. Succedi lu dannu riali.

L'erruri di cumunicazzioni scinni li cosi diversamenti. Nu pacchettu di battirìi putissi aviri sei o ottu tavuli di monitoraggiu margherita di margheritazzioni- si caccianu ncapu a n'autobus isuSPI. Chiḍḍu bus curri a na para di megahertz. EMI corrutti nu pacchettu e all'improvvisu lu cuntrullaturi principali àvi dati tinti pi sidici cèlluli. Chiudi? Usa l'ùrtima littura bona? Si ntirpulari? Ogni opzzioni havi prubblemi.

La misurazzioni dâ timpiratura veni currutta. Li tirmisturi NTC prudùcinu signali nichi. Na para di millivolti di scrùsciu parinu na oscillazzioni a timpiratura di vinti gradi. Lu BMS putissi attivari lu rinfrisciamentu ca nun è nicissariu o mancari na fuga termica ca sta accuminciannu.

Esìstunu li standard rigulamenti, ma sunnu nu scànnalu ri riquisiti suvrapposti.

FCC Parte 15 cumprenni emissioni ntô Nord America. Cunfigura quantu enirgìa RF u vostru pruduttu pò spruzzàri nnâ l’aria. Li lìmiti dipennunu si vìnni â li cunsumatura o â li utenti ‘ndustriali. Lu ‘ndustriali havi cchiù slack.

Pî veiculi si tratta macari dû CISPR 25 e dû CISPR 12. Chisti sunnu standard ‘ntirnazziunali ca a maggior parti dî paìsi adotta cu modifichi cchiù nichi. Spicificanu mètudi e limiti di test pi cunnutti e radiati emissioni di veiculi e cumpunenti dî veiculi.

Lu signu Europeu CE richiedi cunfurmità câ Dirittiva EMC. Chistu significa suddisfari EN 55032 pi l'emissioni e EN 55035 pi l'immunità. Pi cosi automobbilìstica si fa rifirimentu EN 50498 mmeci.

Allura ogni màchina OEM àvi li so spicificazzioni a strati. Ford havi la sò cosa. GM havi n'autru. VW havi nu libbru interu. Chisti di sòlitu sunnu cchiù stritti dî minimi rigulaturi e ‘ncludunu test di immunità ca li rigulamenti s’attròvanu appena.

Attraversati tutti chisti test custanu soddi e tempu. Na qualificazzioni cumpleta EMC pi nu BMS automobbilìstica è di $30.000 a $50.000 e pigghia tri o quattru simani di tempu di càmira. Si nun arrinèsciri e riparari li cosi e pruva n'autra vota. Vidìa prugrammi abbruciari sei misi e $200.000 supra li provi EMC prima di fari nu passaggiu.

Electromagnetic Compatibility

Lu schermaggiu è lu strumentu smussu. Metti na scatula di mitaḍḍu ntunnu a li cosi sinsìbbili e la gran parti di l'interfirenza nun po trasiri. La scatula havi a èssiri cuntinua. La pirduna dî pugnali. Li buchi pi cunnittura s'affaccianu. Li slot di vintilazzioni su' fondamentalmenti finestri pi l'enirgìa RF.

Lu scudu veru significa guarnituri cunnuttivi a ogni cucitura. Significa li cunnittura filtrati o li cuncintratura di mangimi a ogni puntu di ingressu dû filatu. Nun ci voli slot cchiù longhi di nu decimu di na lunghizza d'unna â tò friquenza cchiù auta. Chi l'ùrtimu viaggiu li genti. Si ti nteressa circa 1 GHz ‘ntirfirenza li to firitòi hannu a èssiri cchiù nichi di 30 millimitri. Buona furtuna pi fari l'aria di rinfriscamentu attraversu chistu.

Li manichi di risoluzzioni cunnutti. Metti nnuttura e cuncintratura nnî posti giusti pi bloccari lu scrùsciu a friquenza auta mentri passa li signali o la putenza ca veru voli. Nu filtru di modalità diffirinziali manija lu scrùsciu ca viaggia ntô filatu e arrè l'autru. Nu suffocamentu di modalità cumuni manija lu scrùsciu ca viaggia la stissa dirizzioni ncapu a tutti dui li fili.

Lu disignu dû filtru è cumplicatu. La mpidanza dâ funti e dû càrricu è mpurtanti. Nu filtru ca pruva assai nnâ panchina nun putissi fari nenti nnô sistema riali picchì li mpidanza su’ diversi. Vidìa li ncigneri mi mustranu cu orgogliu la schema di filtru e poi mi dumannu picchì li misurazziuna dû scrùsciu nun canciaru. Pruggittaru pi nu sistema di 50 ohm e lu misi nta quarchi cosa ca pareva 5 ohm ê friquenzi ca ci nteressava.

La stratiggìa di terra è unni vivi lu vodoo veru. Lu pacchettu di battirìa àvi sizzioni a tinzioni a granni tinzioni e a vascia tinzioni. Lu latu HV nchiudi li cèlluli e li cuntatti principali e lu circùitu di pricarica. Lu latu LV àvi la ntirfacci BMS e CAN e certi voti isulati cunvirtitura DC{3}}}. Chisti dui sistemi di terra avissiru a cunnèttiri esattamenti a nu puntu. Maggiuri cunnissioni crìanu cicli. Li cicli arripigghianu l'interfirenza.

Truvari lu puntu sulu giustu è n'arti. Dipenni di unni scurri la currenti e unni succièdunu li misurazzioni sinsibbili e unni càmpanu li funti dû scrùsciu. Ogni layout è diversu. Auguriu ca ti putissi dari na furmula ma nun c'è una.

Rintra lu BMS, lu layout dû PCB fa o rumpi li pristazzioni EMC.

Manteni li cosi diggitali a granni vilucità luntanu dî circuiti di misurazzioni analoggici. Lu prucissuri e lu trasciver CAN e qualegghiè scrùsciu di spruzzu di cummutazzioni. L'input di vurtaggiu cellulari e li circuiti di misurazzioni dâ timpiratura su' sinsibbili. La distanza fìsica aiuta. Li rumpituri dû chianu tirrestri aiùtanu cchiù assai.

Scacciari li coppi diffirinziali nzèmmula e mantènili curti. Li lini di sensu dî rubinetti di cèlluli avissiru a tràsiri nnâ scheda cchiù vicina possibbili ô chip AFE. Li tracci cchiù longhi pigghianu cchiù ntirfirenza.

Guarda li tò strati di ritornu. La currenti havi a scurri nta nu ciclu. Lu signali nesci supra na traccia e turna supra n'autru. Si lu percorsu di ritornu nun è chiaru, la currenti attrova la so manera e accussì putissi èssiri un ciclu granni ca irradia comu n'antenna.

Versari lu ramu. L'aèrii granni a terra arridùciunu l'impidanza e dùnanu currenti di ritornu nu percorsu vasciu di 'nduttanza. Cuciri li via di l'aèrii nzèmmula e arriddùciri li risunanza.

Quarchi annu fa, cunsultai pi na startup ca facìa li batti di battirìi pî carrelli elevaturi. Lu sò BMS funzionò beni ntâ panchina. Ntâ carresta si fici pazzu. Li litturi di tinzioni s'avìanu saltatu 'ntornu. Lu càrculu SOC vagava tuttu.

Lu carrellu elevaturi avìa nu muturi DC granni cu n'unità di tagghiu. Ogni vota ca lu chermu canciava la currenti nnê cavi principali canciati di quarchi cintinaru di amplificaturi nta na para di micrusicunni. Lu campu magnèticu di chiḍḍu dI/dt accuppiatu nta tuttu.

Lu sò tintativu di fissaggiu era chiḍḍu di junciri pirlini firriti ntê linii di sensu. Nun fici nenti. L'intirfirenza fu n'accuppiamentu magneticamenti ntê cicli furmati dî fili dû sensu. Lu bloccu di firiti cunnuciu nu scrùsciu no n'accoppiamentu dû campu magnèticu.

Finìmu pi fari l'imbracatura dû sensu attraversu nu cunnuttu flissìbbili e lu spustannulu luntanu dê cavi principali. Poi agghiunciumu na coppia storta di ogni taccu cellulari ô postu di singuli fili. Lu tagghiu arridduci l'aria dû ciclu ca lu campu magnèticu si po abbinari. Â fini rallintamu u campionamentu nnô chip AFE accussì ‘ntigramu supra cchiù cicli dâ ‘ntirfirenza. Lu scrùsciu era 'n media.

Custa totali custa circa tri dollari pi pacchettu 'n filatu e cunnuttu suverchiu. Avissi custatu nenti si ci pinzàssiru duranti lu disignu urigginali.

Electromagnetic Compatibility

Si accattati li battieri o li tavuli BMS dumannanu supra EMC prima di accattari.

Quali standard fìciru? Chiedi ca li riporti di test riali nun sulu nu certificatu. Li rapporti mustranu la cunfigurazzioni dî test e lu margini ô limiti. Nu pruduttu ca passau appena è nu canciamentu di pruggettazzioni luntanu dû fallimentu.

Pi quali ambienti elettrumagnèticu pruggettaru? Nu BMS distinatu a nu carru di golf putissi non supravìviri a nu bus di transitu cu tri nvirtura di trazzioni.

Pruvàru lu pacchettu cumpletu o sulu lu tavulu? L'abbitazzioni e li cunnittura cancianu lu cumpurtamentu EMC. Pruvari na tavula nuda non ti dici quasi nenti dû pruduttu finitu.

Chi tipu di filtraggiu e scuru è custruiutu? Si la risposta è "faccidi ca l'integraturi dû sistema pi maniari chistu" hai nu prubblema. Ora sì rispunzàbbili dâ cunfurmità EMC e putissi nun aviri li abbilità o lu budget pi farilu giustu.

Sta arrivannu lu BMS senza fili. Ô postu di fari li fili di senzu a ogni cellula ca metti un mòdulu wireless a ogni gruppu di cèlluli e trasmetti li dati arrè ô cuntrullaturi principali. Menu cabblaggiu. Cchiù fàcili ô sirvizziu.

Ma ora li dati di misurazzioni vulanu nta l'aria nna nu signali radiu. Stu signali àvi a cumpètiri cu tuttu lu scrùsciu elettrumagnèticu di l'elittronica di putenza. Li bandi wireless sunnu già affuddati. Vidìa prutòtipi unni lu BMS wireless pirdìu la cumunicazzioni duranti l'accilirazzioni duru picchì lu scrùsciu di nvirtituri s’affacciava lu ricivituri.

Li tinzioni cchiù auti fannu tuttu cchiù duru. La nnustria si sta spustannu a 800V e oltri pi carica cchiù veloci e cavi cchiù nichi. Cchiù tinzioni signìfica cchiù enirgìa di cummutazzioni e cchiù EMI. Li stissi tecnichi funzionanu ancora ma l'hai a eseguiri megghiu.

L'intigrazzioni continua a aumintari. Lu BMS e lu caricaturi a bordu e lu cunvirtituri DC{1}}} si sfracicaru tutti 'n na scatula. Menu pisu e costu ma cchiù opportunità pi ntirfirenza ntra li funziuna. Lu rilevamentu dî cèlluli analoghi havi a supravìviri ntô stissu recintu di nu caricaturi di cummutazzioni di 10 kW.

EMC nun s’alluntana. Si peggiura ogni annu mentri l'elittronica addiventa cchiù veloci e cchiù densa e ci chiediamu di travagghiari nta l'ambienti cchiù duri. Lu pacchettu dâ battirìa è lu cori dû veiculu elèttricu e mantinennulu accuratu e affidàbbili nunustanti la timpesta elettrumagnètica ntunnu è chiḍḍu ca funziona EMC.