聊一聊：機器人EMC測試與整改
作者：宇冠檢測 發(fā)布時(shí)間：2021-07-30 閱讀： 來(lái)源：
眾所周知，在機器人CR檢測認證當中，EMC的測試是一類(lèi)非常難通過(guò)的測試類(lèi)別，為此很多機器人生產(chǎn)廠(chǎng)家被這項測試羈絆住了前進(jìn)的腳步。那么怎么讓機器人能有效快速地通過(guò)CR認證中的EMC測試，成為他們亟需解決的問(wèn)題。而其中，通過(guò)率最低的，則是EMC中輻射和傳導這兩項測試。主要問(wèn)題存在于在產(chǎn)品設計階段，生產(chǎn)廠(chǎng)家為了產(chǎn)品的功能提升和結構優(yōu)化，常常忽略了減少EMC干擾的電路設計，導致經(jīng)常出現樣品在認證過(guò)程中需要進(jìn)行EMC整改，費時(shí)費力，延誤獲證時(shí)間。那如何在產(chǎn)品設計初期就考慮產(chǎn)品的EMC的缺陷，或是如何對EMC測試不合格的項目進(jìn)行有效整改呢？
相對于其他內部空間結構很緊湊的產(chǎn)品來(lái)講，機器人產(chǎn)品內部電路結構空間相對比較大，但由于機器人功能相對較多。所以，各功能電路板塊的結構設計問(wèn)題、聯(lián)結線(xiàn)纜的走線(xiàn)問(wèn)題、濾波器的選型問(wèn)題等因素皆有可能導致EMC測試不通過(guò)。
EMC測試標準
現階段，機器人CR認證以及歐洲CE認證中，EMC測試要求主要分為電磁干擾（EMI）和電磁抗擾度抗干擾（EMS）兩部分。分別按照如下的標準：
如何解決機器人輻射電磁干擾
機器人電路內部的各種信號傳遞，經(jīng)常會(huì )無(wú)意間導致噪聲和有用信號以共模電流的方式，傳導到各種殼體或各種連接線(xiàn)纜，使得這些導體變?yōu)樘炀€(xiàn)并通過(guò)空間耦合到其他電路或電器，從而形成輻射發(fā)射干擾。解決機器人輻射電磁干擾問(wèn)題，主要考慮如下三點(diǎn)：屏蔽、濾波、接地。
1、屏蔽
屏蔽就是以金屬隔離的原理來(lái)控制某一區域的電場(chǎng)或磁場(chǎng)對另一區域的干擾。它包括兩個(gè)含義：一是將電路、電纜或整個(gè)系統的干擾源包圍起來(lái)，防止電磁干擾向外擴散；二是用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來(lái)，防止它們受到外界電磁干擾的影響。
1） 機器人控制電路與主功率電路要有明確的布局區分。
2） 盡量避免大電流高電壓布線(xiàn)與各種功能板的控制線(xiàn)、互連線(xiàn)和信號線(xiàn)并行布線(xiàn)，各種功能板的控制線(xiàn)和信號線(xiàn)盡量采用屏蔽線(xiàn)，將普通的大電流信號或數據傳輸信號電纜改為對稱(chēng)絞線(xiàn)電纜。
3） 在不影響機器人性能的前提下，適當調整各種互連線(xiàn)纜的走向和排列，做到不同類(lèi)型的電纜相互隔離。
4） 在可能的情況下，對重要器件進(jìn)行屏蔽、隔離處理，特別是服務(wù)機器人所使用的無(wú)線(xiàn)射頻模塊盡量帶有屏蔽罩。
2、濾波
機器人的電源模塊往往是EMC干擾的主要部件，針對電源模塊所產(chǎn)生的干擾，往往可以使用濾波器來(lái)解決。
1） 要選擇合適的濾波或濾波電路。認證之前最好做一下預測試，知曉或估計需濾掉的雜波頻點(diǎn)或頻段以及其輻射強度，然后定制合適的濾波器，市面上買(mǎi)來(lái)的通用濾波器有時(shí)候起不了作用。
2） 電源濾波器的輸入端和輸出端要完全隔離，濾波器金屬外殼和屏蔽盒緊密結合，實(shí)現良好接地。
3） 設計產(chǎn)品時(shí)，在結構空間上預留出裝濾波器的位置。
3、接地
接地技術(shù)是電磁兼容中的一項重要技術(shù)。
1）在機器人控制部分的電路設計中，盡量將數字電路與模擬電路分開(kāi)，電路板上既有高速邏輯電路，又有線(xiàn)性電路，應使它們盡量分開(kāi)，而兩者的地線(xiàn)不要相混，分別與電源端地線(xiàn)相連。要盡量加大線(xiàn)性電路的接地面積，且盡量避免形成不必要的地回路。
2）各種控制電路板卡盡量采用完整的地平面設計，多層板設計，鋪設地層，便于干擾信號泄放。
3）接地平面應采用低阻的導電材料制成，并且有足夠的長(cháng)度和寬度，厚度，以保證在所有頻率上它的兩邊均具有低阻抗。
4）機器人本體中一些起到接地和固定作用的金屬框架，工業(yè)機體中的電氣柜等，需要可靠接地，電氣柜內部金屬部件之間也要可靠連接。
如何解決機器人的電磁傳導騷擾
在傳導騷擾測試中，干擾信號主要是通過(guò)電源線(xiàn)傳導到測試人工電源網(wǎng)絡(luò )從而被探測到的。在機器人產(chǎn)品的設計之初，我們就要考慮通過(guò)產(chǎn)品構架的設計，來(lái)改變這種電流的傳遞路徑和大小，把風(fēng)險降到最低。所以，解決機器人電磁傳導騷擾，可以考慮如下幾點(diǎn)：
1、為機器人預留濾波器或濾波電路的位置，選擇合適的濾波器。
2、電源模塊中的電源輸入線(xiàn)的長(cháng)度要縮短，輸入線(xiàn)過(guò)長(cháng)，外面進(jìn)來(lái)的干擾還沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾波，就已經(jīng)通過(guò)空間耦合的方式串擾到電路板上，反之電路板上產(chǎn)生的干擾信號也會(huì )直接耦合到濾波器的輸入線(xiàn)上，傳導到機箱外造成傳導的超標。
3、電源濾波器要正確安裝，濾波器的輸入端和輸出端要盡量完全隔離。
4、電源濾波器金屬外殼，其他電路屏蔽殼體的接地線(xiàn)要盡量短，并實(shí)現良好接地。
5、選擇合適的磁環(huán)以扼制共模干擾。
微信
報告查詢(xún)