Jump to content

    
Sign in to follow this  
Shagrath.hire

Электробезопасность и ЭМС с питанием от USB ?

Recommended Posts

В каких нормативных документах описаны методы тестирования устройств с гальваноразвязкой?

И как производить тестирование на ЭМС при подключеном приборе к компьютеру ? Последнему не поплохеет ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

если "гальваноразвязка" именно для целей сертификации на безопасность, то вероятно Вам подходит ГОСТ Р 51350-99 (МЭК 61010-1-90) БЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. читайте и внимайте про класс 2 и класс 3 .

Устройства разные бывают и госты по безопасности тоже.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А Вы компьютер тоже сертифицируете? ;) В ТУ на устройство входит и компьютер? Если нет, то за него не бойтесь - у него свои документы о прохождении сертификации ;)

Если у Вас полная гальваническая развязка, то просто расположите usb-кабель около устройства и закройте его неиспользуемый разъем колпачком из изолирующего материала. И пытайте свое устройство согласно его классу. Если полная гальваническая развязка рассчитанная на класс устройства, то Вам нечего бояться сбоев от наводок на usb-кабеле. Скажу по секрету, что порой и кабель не надо класть, если устройство может помимо компа и само работать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В каких нормативных документах описаны методы тестирования устройств с гальваноразвязкой?

И как производить тестирование на ЭМС при подключеном приборе к компьютеру ? Последнему не поплохеет ?

Во первых причем здесь устройство с гальваноразвязкой - это способ решения проблемы.

Определитесь к какому классу изделий относится ваше устройство.

Затем поднимите на них ГОСТ по ЭМС, если нет ГОСТа на вашу группу изделия, то выберете общие.

Для примера:

1. ГОСТ Р 51317.6.1—2006 (МЭК 61000-6-1:2005)

Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в жилых, коммерческих зонах и производственных зонах с малым энергопотреблением

2. ГОСТ Р 51317.6.2—2007 (МЭК 61000-6-2:2005)

УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОМЕХАМ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗОНАХ

3. ГОСТ Р 51317.6.5—2006 (МЭК 61000-6-5:2001)

УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОМЕХАМ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ И ПОДСТАНЦИЯХ

Откуда вы возьмете требования. А как проводить испытания - читаете в ГОСТах на устойчивость к воздействию определенного вида помехи.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это мед. прибор группы В по ГОСТ Р 51318.22-99 и II класс по ГОСТ Р 50267.0-92(IEC 601-1-88).

 

Гальваноразвязка здесь при том, что я не совсем понимаю что писать в ТУ в разделе безопасности и разделе методов контроля. Или писать как при питании от сети?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну, естественно, писать как для прибора II-го класса типа В. В ГОСТе также найдете методики испытаний.

Кстати, даже если у Вашего прибора пластиковый корпус, никто вам не запрещает использовать защитное заземление (трех-полюсную розетку) и перевести прибор в I-й класс. Провод заземления в сетевом вводе используйте для "зануления" внутренней схемы, если надо. Соответственно и испытания на ЭМС более щедящими будут ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Shagrath.hire похоже у нас с вами похожая проблемка.

У меня тоже мед. прибор, питается он от USB. Т.е. в коробке нет никакого трансформатора. Имеется для часов акумулятор.

 

Проблема у меня с прохождением тестов на ESD и EMI совместимость.

Может че путаю, но саму методику уже изучил, неоднократно присутствовал при испытаниях. Может кто скажет че за класс аппаратуры так тестируется, хотя для меня важно сейчас найти способ защиты от помех, которые сбивают нормальную работу устройства.

 

Оно собрано на процессоре атмега, имеет в составе LCD дисплей, микросхемку FT232 (на USB) и гальвано-развязку на DC/DC преобразователе + оптроны для RX/TX. Кроме того устройство имеет 8 входов для измерения, они идут через мультик на АЦП процессора.

 

Где происходит тестирование

 

Имеется стол, покрытый металлическим листом. Лист заземлен и занулен, по самые никуда..

На листе лежит изоляционный материал, типа кожи убитого дерьмантина, толщиной около 0,5мм. Который держит лишь до 2-3кВ. При повышении напряжения пробивается.

 

Сам процесс тестирования такой:

 

1. На кожу дерьманитина ставят мой девайс, подключив его к рядом стоящему ноутбуку USB кабелем.

2. Подключают измерительные щупы ко входам девайса, они около полутора метров длиной, провода неэкранированые (сигналы очень низкочастотные, потому там по входу задавлено кондерами и програмно, и помехи АЦП не воспринимает).

3. Разъемы для включения этих проводов металические. Они доступны для контактного разряда.

4. Разъем USB тоже доступна металическая его часть (экран).

 

Доступность определяется примыканием к любым токопроводящим поверхностям контактора от разрядной установки. Он представляет собой конус длиной 1,2см, вершина конуса скруглена радиусом 0,5мм, угол конуса 30 градусов.

Вот считается если этим конусом можно достать до металических частей не открывая корпус, при подключенных всех штекерах и разъемах, значит эта поверхность считается доступной для контактного разряда.

 

По 601 стандарту на эти поверхности дают +/- 6кВ. Плюс и минус относительно пластины что на столе.

Установка разрядная имеет структурную схему типа кондер 150пФ заряжается через резюк 100 мегаом, ну и разряжают его на контактную поверхность через резистор 330 ом, подключая специальным высоковольтным реле.

В зависимости от класса оборудования заряжают до 4кВ, 6кВ или 8кВ. Контактный разряд для мед. апаратов 6кВ, для быт техники 4кВ. И есть еще вариант когда делается воздушный разряд. В этом случае высоковольтное реле подключает конденсатор тоже через 330 ом, на выходной контакт установки. который имеет полусферическую форму, диаметр 8мм.

 

Для этого на выход разрядного пистолета устанавливают насадку с таким контактором. И потом елозят по всему корпусу, если он выполнен из пластика или другого изоляционного материала, вдоль щелей, соединений половинок корпуса, углублений, вокруг разъемов если они имеют наружу изолированую, выключатели и разъемы не имеющие контактных поверхностей доступных для конусного конектора. Провода и т.д. При этом подано на конакт 8кв, для мед.техники, и 6кв для бытовой.

 

--------------

 

Какая проблема возникла у меня.

 

1. Тестирование воздушным разрядом 8кВ не выявило никаких проблем, никуда не пробило, потому что корпус нормальный пластиковый, провода и кнопки тоже все ок.

2. Контактный разряд уровня 3-4кВ на наружную поверхность входных разъемов, вызывет сбой работы, который видим как пропадание индикации на LCD или перезагрузка девайса.

3. Разряд контактный величиной 3-4кВ на выходные контакты на концах проводов выдерживает и нормально работает. Но когда уровень повышают до номинала - до 6кВ начинает уче вырубать и подвешивать схему.

 

Что предпринято..

 

Дисплей с задней стороны, где у него свой контролер оклеен алюминевой фольгой, соединена она с общим проводом, с минусом. После чего индикацие не сбивается, но гланый процессор продолжает заглючивать.

 

На сигнальных цепях, на самой плате установлены пленочные варисторы для защиты от ESD, на землю.

Последовательно сигналу стоят феритовые чоки+ резисторы 100 ом и кондеры на землю. Правда тип кондера и номинал чока не подбирал.. Ставил что есть. Чоки кажется на 0,47мкГн. Варисторы на 24 вольта.

 

Я так понимаю что нужно изменить разводку платы? Только как? Почему при разряде на земляные концы заглючивает?

Исходя из графика тока импульса тестового получается что спектр импульсной помехи доходит до 1ГГц и немного более. (длительность фронта 0,8нс, длительность самого импульса 2нс).

 

Металический корпус неприемлем. Метализация корпуса изнутри впринципе допускается, но как крайняя мера, если другие методы не помогут. поменять разъемы на другие нет возможности. Нужны именно такие. Хотя возможно применить RJ45 на 8 контактов. Эт тоже как крайняя мера.

 

Что посоветуете?

 

Что планирую сделать,..

 

Начал переразводить печатку, чтобы укоротить все провода между АЦП, мультиплексорами и краем платы где стоят конекторы. Но как знать что новый вариант будет устойчивее ?

 

Еще есть предположение что подглючивает FT232, потому что она дает питание процу, конечно через DC/DC.. но там еще ключ на IRLML2402, который управляется фтэшкой, и если в компе нету драйверов под девайс, то она закрывает этот ключ..

Я так понимаю что выход 14 микросхемы может пропадать сигнал если она подглючивает ? Как ее защитить тогда ?

 

Вообще при подаче импульса он может никуда и не уходит, не стекает высокое, а распределяется как по емкости ПРИБОР+кабель ЮСБ + ноутбук.. Поскольку Ноут сам по себе значительно больше чем прибор, и его минусовая шина имеет большую емкость относительно земли на столе, то импульс туда уходит. На кабеле стоит феррит. Он ВЧ компоненту немного гасит.. т.е. туда убегает относительно низкочастотная компонента, ну а ВЧ разбегается по земляной шине прибора. Что перглючивает и процессор.

 

ожет имеет смысл неиспользуемые ноги проца на землю кинуть? Но прошивку поменять нет возможности... В общем такой вот геморой..

 

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

1-е сколько слоев плата? - рекомендую не менее 4-х.

2-е используйте сплошные поверхности земли и питания.

3-е кроме варисторов применяйте специальные устройства (их делают TI, ON, FC, ST, AD и др. производители)

4-е смотрите у тех же производителей защиту интерфейсов от есд.

Share this post


Link to post
Share on other sites
На листе лежит изоляционный материал, типа кожи убитого дерьмантина, толщиной около 0,5мм.

1. На кожу дерьманитина ставят мой девайс, подключив его к рядом стоящему ноутбуку USB кабелем.

Насколько мне известно, стандарты на ЭМС испытания требуют, чтобы устройство находилось на расстоянии 100 мм от земляной поверхности. Не 0.5 мм, а 100 мм.

 

2. Подключают измерительные щупы ко входам девайса, они около полутора метров длиной

Насколько мне известно, стандарты на ЭМС испытания требуют, чтобы в тех случаях, когда подключение к объекту производится "по месту" и длина кабеля заранее неизвестна, то при испытаниях должен использоваться кабель длиной 3 м.

 

2. Контактный разряд уровня 3-4кВ на наружную поверхность входных разъемов, вызывет сбой работы, который видим как пропадание индикации на LCD или перезагрузка девайса.

Значит, в вашем устройстве по пути прохождения разряда с корпуса разъема на землю имеются чувствительные цепи, наведенная на них помеха вызывает сбой. Вам необходимо перераспределить и переразвести земляные цепи в вашем устройстве.

 

по входу задавлено кондерами и програмно

3. Разряд контактный величиной 3-4кВ на выходные контакты на концах проводов выдерживает и нормально работает. Но когда уровень повышают до номинала - до 6кВ начинает уче вырубать и подвешивать схему.

Программно от сброса не защитишься. Кондеры помогают только тогда, когда земли разведены нормально, а без этого они как мертвому припарки.

 

Дисплей с задней стороны, где у него свой контролер оклеен алюминевой фольгой, соединена она с общим проводом, с минусом. После чего индикацие не сбивается, но гланый процессор продолжает заглючивать.

Без анализа разводки земли о пользе этого решения ничего сказать нельзя. А данных о том, как разведена земля, нет. И телепатов нет.

 

На сигнальных цепях, на самой плате установлены пленочные варисторы для защиты от ESD, на землю.

Зависит от того, с какoй землей они соединены. Могут помочь, а могут и ухудшить помехоустойчивость.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this