Pruebas virtuales de conformidad con las normas de compatibilidad electromagnética
La compatibilidad electromagnética (EMC) define cuál es la capacidad de un dispositivo electrónico para funcionar en su entorno según lo previsto y sin interferir con otros dispositivos. El control de la interferencia electromagnética (EMI) es algo fundamental en el desarrollo de cualquier dispositivo electrónico. Tal como exige la ley, los productos deben cumplir con las normas internacionales de compatibilidad electromagnética que regulan las emisiones electromagnéticas y la susceptibilidad de los sistemas eléctricos y electrónicos disponibles en el mercado. Un producto de éxito debe encontrar el equilibrio entre la compatibilidad electromagnética y los requisitos de diseño de la competencia en aspectos como el tamaño, los costes y el rendimiento. Encontrar este equilibrio puede plantear grandes retos a los ingenieros. Cuanto antes se pueda identificar un posible problema de compatibilidad electromagnética, menos interrupciones habrá en el proceso de diseño. Al implementar un diseño que sea compatible electromagnéticamente en una fase temprana, se podrán evitar los costes adicionales de las iteraciones de desarrollo.
La normativa sobre compatibilidad electromagnética (CEM) garantiza que los dispositivos no emitan campos electromagnéticos que puedan perturbar otros aparatos electrónicos. Los dispositivos también deben ser capaces de soportar interferencias electromagnéticas (EMI) de dispositivos cercanos y efectos electromagnéticos ambientales (E3) como rayos o pulsos electromagnéticos. Para garantizar el cumplimiento de esta normativa, los productos electrónicos deben someterse a pruebas y certificaciones de compatibilidad electromagnética antes de poder comercializarse. La certificación no sólo demuestra el cumplimiento de la normativa, sino que también garantiza a los clientes que el sistema eléctrico funcionará correctamente en un entorno electromagnético.
Al incluir el diseño conforme a la compatibilidad electromagnética en una fase temprana, los ingenieros pueden ahorrar tiempo y dinero al evitar costosas iteraciones de desarrollo más adelante. También permite una mejor optimización general del diseño, ya que cualquier posible problema de compatibilidad electromagnética puede identificarse y abordarse en una fase temprana del proceso de diseño.
La simulación electromagnética ofrece a los ingenieros una visión detallada de todos los aspectos relacionados con la compatibilidad electromagnética de un dispositivo, desde el flujo de corrientes en la placa de circuitos hasta la propagación de campos entre antenas instaladas en un mismo sitio. Esto ayuda a identificar y resolver posibles problemas antes de las pruebas. Esto no solo reduce el tiempo y los costes de desarrollo, sino que también puede disminuir el riesgo de no superar las pruebas reglamentarias de compatibilidad electromagnética, según diversas normas como MIL-STD. El portfolio de simulación de SIMULIA incluye una gran variedad de herramientas especializadas para analizar las interferencias y la compatibilidad electromagnética, todas ellas impulsadas por solvers en 3D rápidos y precisos.
Con la tecnología de CST Studio Suite, se pueden analizar las emisiones y la susceptibilidad de las categorías EMC correspondientes. También permite investigar los efectos a nivel de sistema, ya sea por su mera capacidad para abordar eficazmente montajes muy grandes y complejos o por la hibridación entre los solvers más adecuados, dedicados a una determinada clase de problemas, como los cables, por ejemplo.
Esta infografía interactiva emplea vídeos breves para explicar los problemas de compatibilidad electromagnética y de integridad de señales que afectan al diseño de un teléfono móvil.
El USB 3.2 ofrece una velocidad de datos de hasta 20 Gbit/s. Estas señales rápidas crean un ruido de banda ancha que puede afectar a otros sistemas electrónicos, incluso en radiofrecuencias (RF), y a menudo provoca comunicación cruzada y diafonía en RF.
La simulación electromagnética se puede utilizar para analizar la distribución de corrientes y campos electromagnéticos dentro de los dispositivos, y mostrar así cómo se propagan e identifican las rutas de acoplamiento que pueden provocar problemas de interferencias. Con esta información, los ingenieros pueden mejorar lar rutas y añadir componentes de corrección de interferencias como, por ejemplo, barreras.
En el método de descarga de aire, el electrodo cargado del generador de prueba se acerca al dispositivo bajo prueba (DUT) y la descarga se acciona mediante una chispa al dispositivo. En este artículo, el generador de descarga electrostática (ESD) se modela utilizando SIMULIA CST Studio Suite y las simulaciones se llevan a cabo para diferentes niveles de prueba de descarga de aire como se especifica en la norma IEC 61000-4-2
En el método de descarga por contacto para pruebas de descarga electrostática, el electrodo del generador de prueba se mantiene en contacto directo con una parte conductora del equipo bajo prueba (EUT). El interruptor de descarga acciona la descarga dentro del generador. La norma IEC 61000-4-2 describe el procedimiento de calibración de la forma de onda inyectada por el generador de ESD. Comparamos las características de la forma de onda con las del generador ideal.
La técnica de inyección de corriente masiva (BCI) es un método no invasivo utilizado para comprobar la inmunidad de los sistemas electrónicos. Utilizamos campos electromagnéticos para acoplar una señal de ruido al dispositivo.
Aprenda a realizar una simulación de la típica prueba de inyección de corriente masiva.
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In this article, we demonstrate how simulation with CST Studio Suite can help improve emission performance of products. We analyze the coupling between signal traces on a printed circuit board (PCB) and the reference plane as it is commonly the result of interest in electromagnetic compatibility (EMC) measurements. The presented results are discussed for conducted emission but could be extended to radiated emissions.
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This article shows how the simulation of the DCDC converter with CST Studio Suite can be used to predict the electromagnetic compatibility (EMC) performance. By considering the spread spectrum clock generation and an EMI receiver in the simulation, more realistic results can be achieved.
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The following post was originally published in March 2021. The SIMULIA Blog...
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The automotive industry has recently experienced a tremendous push towards electrification and...
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