تأثیر طراحی یکپارچه (پرچی) درایو روی تست‌های EMC کلاس C2 و C3

طراحی یکپارچه پرچی (Rivet Design)باعث می‌شود میزان نویز Radiated Emission وConducted Emission  کاهش یافته و عملکرد فیلتر EMC بهبود پیدا کند. در این مقاله از تتا صنعت بررسی می‌کنیم که طراحی پرچی بدنه (Rivet Design) در درایو اینوت  GD200A چگونه روی پاس‌شدن تست‌های EMC کلاس C2 و C3 تأثیر می‌گذارد.

تأثیر طراحی پرچی در اینورتر GD200A

طراحی یکپارچه پرچی (Rivet Design) با ایجاد اتصال فلز به فلز با مقاومت پایین، باعث پیوستگی بدنه اینورتر شده و باعث می‌شود شاسی درایو بتواند میدان‌های الکترومغناطیسی را مهار کند و اجازه ندهد نویز به بیرون منتشر شود یا از بیرون وارد مدارهای داخلی شود.

در نتیجه، طراحی یکپارچه پرچی (Rivet Design) میزان نویز Radiated Emission یعنی نویزی که به‌صورت موج الکترومغناطیسی در فضا منتشر می‌شود، کاهش می‌یابد.

همچنین با کاهش امپدانس مسیر زمین، مسیر بازگشت جریان‌های فرکانس بالا، کوتاه‌تر و پایدارتر شده و نویز Conducted Emission کمتر می‌شود پس در نتیجه، عملکرد فیلتر EMC بهبود پیدا می‌کند.

مفهوم تست  EMC

ابتدا مفهوم تست EMC را مرور کنیم. در تست EMC دو مورد اصلی اندازه‌گیری می‌شود؛ نخست Conducted Emission  که همان نویز هدایت‌شده‌ای است که از طریق کابل برق به شبکه بازمی‌گردد و دوم Radiated Emission که همان نویزی است که به‌صورت تشعشعی در فضا پخش می‌شود.

کلاس C2  و C3 چیست؟

C2 و C3 کلاس‌های مربوط به استاندارد EMC هستند و سطح مجاز انتشار نویز را مشخص می‌کنند.

کلاس C3 مربوط به محیط‌های کاملاً صنعتی مانند کارخانه‌ها است. در این فضاها وجود نویز الکتریکی طبیعی است و محدودیت‌ها کمی بازتر در نظر گرفته می‌شود؛ بنابراین عبور از تست EMC در این کلاس ساده‌تر از C2 است.

کلاس C2 سخت‌گیرانه‌تر است و برای محیط‌های نیمه مسکونی، تجاری یا فضاهای حساس در نظر گرفته می‌شود؛ جایی که تجهیزات الکترونیکی بیشتری وجود دارد و سطح نویز باید پایین‌تر باشد. در این کلاس حد مجاز Radiated و Conducted Emission کمتر است و طراحی شاسی، فیلتر EMC و کیفیت اتصال به زمین (گراندینگ) اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

تأثیر طراحی پرچی اینورتر روی تست‌های EMC کلاس C2 و C3

بدنه فلزی درایو در عملکرد EMC نقش اساسی دارد و مانند یک قفس فارادی (Faraday Cage) عمل می‌کند. اگر این قفس فلزی کامل و پیوسته نباشد، نویز از درزها خارج می‌شود، سطح تشعشع افزایش می‌یابد و ممکن است تست Radiated  مردود شود. به همین دلیل است که طراحی پرچی باعث پاس‌کردن تست‌های EMC کلاس C2 و C3 می‌شود.

تأثیر مستقیم طراحی پرچی در کاهش نویز تشعشعی

در طراحی (پرچی) Rivet اتصال فلز به فلز بدون وجود رنگ عایق برقرار است، مقاومت اتصال بسیار پایین است و این اتصال در طول زمان شل نمی‌شود. نتیجه این طراحی ایجاد یک قفس فلزی پیوسته‌تر، کاهش نشت میدان الکترومغناطیسی و کاهش Radiated Emission است. این موضوع به‌ویژه برای کلاس C2 اهمیت بیشتری دارد، زیرا حد مجاز تشعشع در این کلاس پایین‌تر است.

طراحی پرچی یکی از عوامل مؤثر در رسیدن به سطح C2 است، اما به‌تنهایی تعیین‌کننده نیست.

تأثیر مستقیم طراحی پرچی در کاهش نویز هدایت شده

در مورد Conducted Emission، نویز هدایت‌شده معمولاً از طریق خازن‌های Y، مسیرهای ارت و شاسی فلزی به شبکه بازمی‌گردد.

 اگر اتصال شاسی ضعیف باشد، امپدانس مسیر زمین افزایش می‌یابد، جریان‌های فرکانس بالا مسیرهای ناخواسته پیدا می‌کنند و سطح نویز بیشتر می‌شود. اما در طراحی پرچی، مسیر برگشت جریان‌های فرکانس بالا (HF) که در اثر کلیدزنی IGBTها ایجاد می‌شوند، کوتاه‌تر و کم‌امپدانس‌تر می‌شود، نویز هدایت‌شده (Conducted Emission) کاهش می‌یابد و عملکرد فیلتر EMC بهبود پیدا می‌کند.

در کلاس C3 که برای محیط‌های صنعتی تعریف شده، شبکه برق خود دارای نویز است و استاندارد کمی بازتر در نظر گرفته می‌شود. اما در کلاس C2 محدودیت‌ها سخت‌تر است و حتی نشتی کوچک نیز می‌تواند باعث ردشدن تست شود. در چنین شرایطی کیفیت اتصال بدنه نقش تعیین‌کننده‌ای دارد.

جمع‌بندی

از نظر فنی، طراحی پرچی باعث کاهش مقاومت اتصال بدنه، افزایش پیوستگی شیلدینگ، کاهش نویز تشعشعی، کاهش نویز هدایت‌شده، افزایش پایداری در طول زمان و کاهش احتمال مردود شدن در تست کلاس C2 می‌شود.