Ensayos emc

GENERALIDADES DE PRUEBAS Y
ENSAYOS DE EMC
Autor: Angel Riobello

2004/108/E
C
 La directiva europea que regula la
compatibilidad electromagnética de los equipos
eléctricos y/o electrónicos es:
2004/108/EC
 Su objetivo es permitir su libre movimiento
dentro del mercado europeo, asegurando un
ambiente electromagnético aceptable.

Las
Directiva
 Directivas Europeas
SON CONSIDERADAS LEYES EN LOS ESTADOS MIEMBROS,
UNA VEZ PUBLICADAS EN EL DIARIO OFICIAL DE LAS
COMUNIDADES EUROPEAS ( DOCE )
Básicas
Aplican a todos los fabricantes, refieren
a comercio, obligaciones y
responsabilidades ( CE Marking ...)
Genéricas
Aplican a determinado grupo de
productos ( LVD, EMC, ITE ... )
Específicas
Aplican a determinados productos
REGULADOS ( Médicos, Gas,
Protección Personal ...)

La Directiva
2004/108/EC
 Familias de Producto excluidas de esta Directiva:
Equipos de radio y telecomunicaciones cubiertos por la
directiva 1999/5/EC.
Productos aeronáuticos, partes y aplicaciones referidos
en la regulación 1592/2002.
Equipos de radio usados por radioaficionados.

La Directiva
2004/108/EC
 Equipos cubiertos por otras directivas específicas:
Excluidos de emisión e inmunidad:
 Vehículos a motor (72/245/EEC y 2004/104/EC)
 Dispositivos de implantes médicos (90/385/EEC)
 Dispositivos médicos (93/42/EEC)
 Dispositivos de diagnóstico In Vitro (98/79/EC)
 Equipamiento marítimo cubierto por 96/08/EC
 Tractores agrícolas (75/322/EEC)
Excluidos de inmunidad:
 Instrumentos de medida (2004/22/EC)
 Instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático
(90/384/EEC)

La Directiva
2004/108/EC
 Equipos benignos inherentemente
Cables
Cargas resistivas sin dispositivos de control de potencia
Baterías y acumuladores (sin circuitos electrónicos)
Altavoces
Lámparas sin circuitos electrónicos
Transformadores e inductores de alta tensión
Condensadores
Motores de Inducción
Relojes de cuarzo
Antenas

Las
Directivas
 Principios de las Directivas de Nuevo Enfoque
La armonización se limita a los requisitos esenciales.
Únicamente los productos que cumplen los requisitos
esenciales pueden comercializarse y entrar en servicio.
Se presume que las normas armonizadas cuyos números de
referencia se hayan publicado en el Diario Oficial y que se
hayan transpuesto a normas nacionales, son conformes con
los requisitos esenciales correspondientes.
La aplicación de las normas armonizadas u otras
especificaciones técnicas es voluntaria y los fabricantes son
libres de elegir cualquier solución técnica que cumpla los
requisitos esenciales.
Los fabricantes pueden elegir entre los diversos
procedimientos de evaluación de la conformidad contemplados
en la Directiva aplicable.

El marcado
CE
 Los productos que cumplen todas las disposiciones de
las directivas aplicables que regulan el uso del
marcado CE deben llevar dicho marcado. Así, el
marcado CE es, sobre todo, una indicación de que los
productos cumplen los requisitos esenciales de las
directivas aplicables y que los productos han sido
objeto de un procedimiento de evaluación de la
conformidad contemplado en las directivas. Además,
los Estados miembros están obligados a adoptar las
medidas adecuadas para proteger el marcado CE.

El marcado CE
 Pasos para obtener el marcado CE:
Determinar todas las Directivas y Normas aplicables.
Decidir un procedimiento de Evaluación de Conformidad.
Probar el producto en todos sus requerimientos.
Evaluar resultados y reportar fallos.
Preparar Documentación Técnica (TF).
Declaración de Conformidad.
Colocación del marcado CE.

El marcado CE
 Pasos para obtener el marcado CE
Preparar la Documentación Técnica y evaluar la conformidad:
Expediente Técnico, Manual de Instrucciones.
Evaluación de la Conformidad. Diferentes casos:
 El fabricante evalúa la conformidad por su cuenta.
 El fabricante contrata de forma voluntaria a organismos de
certificación autorizados.
 El fabricante contrata de forma obligatoria a organismos
notificados. (Productos de alto riesgo).
Solucionar las no conformidades detectadas en el análisis,
si las hubiera.

Evaluación de la
Conformidad
 Antes de comercializar un producto en el mercado
comunitario, el fabricante debe someter su producto a
un procedimiento de evaluación de la conformidad
establecido en la directiva aplicable, con vistas a
colocar el marcado CE.
 La evaluación de la conformidad por terceros corre a
cargo de organismos notificados designados por los
Estados miembros como organismos que cumplen los
requisitos establecidos en la directiva y afincados en su
territorio.

Evaluación de la Conformidad
La evaluación de la conformidad es comprobar que el
producto cumple con los requisitos esenciales de seguridad
establecidos por la directiva aplicable.
Directiva 93/465/CEE armoniza estos procedimientos para
todas las directivas en forma de módulos independientes.
Los módulos se refieren al control realizado en las etapas de
diseño y producción.
Se encuentran ordenados de menor a mayor en función a la
cantidad de inspecciones que requiere cada uno.

 Depende de cada directiva.
 Existen 8 módulos combinables que contienen los
procedimientos de evaluación.
 Se refieren a la parte de Diseño y Producción.
 El fabricante puede elegirlo en el caso que se provean
varias opciones.
 Los protagonistas:
 El Fabricante.
 El Representante legal en europa.
 El Organismo Notificado.

 Declaración de Conformidad:
 Nombre del Fabricante, Dirección, Producto, Marca y
Modelo, Normas EN aplicadas, firmado por un responsable
(representante legal o importador).
 Documentación Técnica (TF)
 Es compuesto por el fabricante y en su caso, también por
el Organismo Notificado; incluye:
DECLARACION DE CONFORMIDAD
DESCRIPCION
INFORME DE ENSAYO
CERTIFICADOS
MANUALES FOLLETOS
COMERCIALES
LISTAS DE COMPONENTES PROCESOS
DE FABRICACION
PLANOS CONSEJOS

Modulo Descripción Detalle
A Control interno de la
producción
Abarca el control interno del diseño y la producción.
Este módulo no requiere la intervención de un
organismo notificado
B Examen de tipo CE Abarca la fase de diseño y debe ir seguido de un módulo
que permita la evaluación en la fase de producción. Un
organismo notificado emite el certificado de examen de
tipo CE.
C Conformidad con el
tipo
Abarca la fase de producción y sigue al módulo B. Se
ocupa de la conformidad con el tipo descrito en el
certificado de examen de tipo CE emitido con arreglo al
módulo B. Este módulo no requiere la intervención de un
organismo notificado.
D Aseguramiento de la
calidad de la
producción
deriva de la norma de aseguramiento de la calidad EN
ISO 9002, con la intervención de un organismo
notificado que será responsable de la aprobación y
control del sistema de calidad establecido por el
fabricante.

Modulo Descripción Detalle
E Aseguramiento de la
calidad del producto
deriva de la norma de aseguramiento de la calidad EN
ISO 9003, con la intervención de un organismo
notificado que será responsable de la aprobación y
control del sistema de calidad establecido por el
fabricante.
F Verificación del
producto
Abarca la fase de producción y sigue al módulo B. Un
organismo notificado controla la conformidad con el tipo
descrito en el certificado de examen de tipo emitido con
arreglo al módulo B y emite un certificado de
conformidad.
G Verificación de
unidades
Abarca las fases de diseño y producción. Un organismo
notificado examina cada unidad del producto, controla la
verificación unitaria del diseño y producción de cada
producto y emite un certificado de conformidad.
H Aseguramiento
integral de la calidad
Abarca las fases de diseño y producción. Se deriva de la
norma de aseguramiento de la calidad EN ISO 9001, con
la intervención de un organismo notificado que será
responsable de la aprobación y control del sistema de
calidad establecido por el fabricante.

 Resumen esquemático
MODULO A
MODULO G
MODULO H
MODULO F
MODULO E
MODULO D
MODULO C
MODULO BFABRICANTE
FASE DISEÑO FASE PRODUCCIÓN

EVALUACION INTERNA DE
EMC REALIZADO POR EL
FABRICANTE
EVALUACION INTERNA DE
EMC REALIZADO POR EL
FABRICANTE
ENSAYOS REALIZADOS Y
VERIFICACIONES POR UN
Organismo Notificado
DOCUMENTACION TECNICA
ELABORADA POR EL
FABRICANTE
DOCUMENTACION TECNICA
ELABORADA POR EL
FABRICANTE
ARCHIVO TECNICO
(SEGURIDAD O EMC) CON
TEST REPORT DEL ON
EL ON EMITE DECLARACION DE
CONFORMIDAD CON LOS RR.EE.
DE APLICACION
EL ON EMITE CERTIFICADO +
VIGILANCIA
EL FABRICANTE EMITE DECL. CE
DE CONFORMIDAD + MARCADO
CE
DE CONFORMIDAD + MARCADO
CE
DE CONFORMIDAD PARA EL TIPO
APROB + MARCADO CE
INGRESA EL PRODUCTO AL MERCADO EUROPEO
AUTODECLARACION CERT. VOLUNTARIA CERT. OBLIGATORIA

Ensayos de
EMC
 Aseguramiento de la Conformidad

Ensayos de
EMC
 Aseguramiento de la Conformidad
El fabricante o su representante legal está obligado a:
 Realizar una evaluación de conformidad EMC ó aplicar normas
armonizadas (límites y métodos de test).
 Documentar la conformidad mediante un expediente técnico:
- Descripción del aparato / equipo.
- Referencia del cumplimiento con normas (si aplica).
- Descripción de la evaluación de conformidad EMC y de las
medidas realizadas para el cumplimiento de los requisitos
esenciales.
- Report de un NB si el fabricante desea que confirme el total o
parcial cumplimiento. La participación del NB la decide el
fabricante.
- La participación de un NB no es obligatoria ni considerada
como una marca de calidad.
- Elaborar la Declaración de conformidad y poner la marca CE.

Ensayos de
EMC
 Requisitos esenciales
Emisión: Las perturbaciones electromagnéticas
generadas no excederán un nivel que permita que
los demás equipos/aparatos funcionen como está
previsto.
Inmunidad: Los equipos/aparatos tendrán un
adecuado nivel de inmunidad que permita su
correcto funcionamiento bajo la presencia de
perturbaciones electromagnéticas.

Ensayos de
EMC
 Normas Armonizadas (Límites y métodos de medida)
Siempre Voluntarias, nunca Obligatorias.
Cumplimiento Presunción de conformidad.
Aprox. 130 normas armonizadas.
La lista actualizada de estas normas son publicadas en
el Diario Oficial:
http://europa.eu.int/comm/enterprise/newapproach/
standardization/harmstds/reflist/emc.html

Ensayos de
EMC
 Ensayos de emisión de interferencias (EMI).
Límites de emisión en base a normas:
 EN 61000-3-2, EN61000-3-3
 EN 55011, EN55014, EN55015
 EN 55022
En AF se limitan tanto las emisiones conducidas (9Khz
a 30Mhz) como las radiadas (30Mhz a 1000Mhz).
En BF se limitan los armónicos de intensidad (hasta
2Khz), las perturbaciones discontínuas y las
fluctuaciones de V.
Receptor de medida específico que analiza valores PK,
QP y AV.

Ensayos de
EMC
 El EMI conducido depende de la impedancia de línea.
 Según donde esté conectado el equipo generará unas
caídas de tensión u otras.
 Es necesario “normalizar” la impedancia de linea.
Equipo A
Equipo B
VS

Ensayos de
EMC
 Para conseguirlo se utiliza una red pasiva normalizada
internacionalmente llamada LISN.
 LISN: Line Impedance Stabilizing Network
Se utiliza para asegurar la repetitividad de las medidas.
No modifica las señales de potencia .
Presenta una impedancia de entrada de 50 ohm.
De esta forma, todas las medidas, al ser realizadas de la
misma forma, son comparables
Equipo
Z
VS
ZIN
LISN
LISN

Ensayos de
EMC
 Estructura de la LISN
Es una red pasiva (RLC)
50µH
50µH
50Ω50Ω
100nF100nF
1µF 1µF
Analizador
AC
AC
Equipo
Tierra
(cable verde y
amarillo)

Ensayos de
EMC
 Normativa sobre EMI conducida y radiada
 Las normas fijan un límite máximo en función de la frecuencia
Se diferencian los equipos en
función de la aplicación
Clase A: Industriales
Clase B: de consumo

Ensayos de
EMC
 Test setup EMI conducida

Ensayos de
EMC
 Test setup EMI radiada

Ensayos de
EMC
 Ensayos de inmunidad a las interferencias
(EMS)
Inmunidad ante fenómenos tales como:
Descargas electrostáticas (ESD). Norma EN 61000-4-2.
Acoplamiento electromagnético radiado. EN 61000-4-3.
Transitorios rápidos (EFT). Norma EN 61000-4-4.
Ondas de choque (surge). Norma EN 61000-4-5.
Acoplamiento electromagnético conducido. EN 61000-4-6.
Campos magnéticos de baja frecuencia. EN 61000-4-8.
Microcortes y variaciones de tensión. EN 61000-4-11.

Ensayos de
EMC
 Evaluación del resultado de los ensayos.
La variedad y diversidad de los equipos y sistemas a ensayar hace
difícil el establecimiento de los efectos de estos ensayos sobre los
equipos y los sistemas.
La evaluación del resultado de los ensayos será clasificada según las
condiciones de explotación y las especificaciones funcionales del
equipo ensayado, como se indica a continuación, a menos que sean
proporcionadas especificaciones diferentes por los comités de
producto o las especificaciones de producto:
 A: Comportamiento normal dentro de los límites de la
especificación.
 B: Degradación temporal o pérdida de función o
comportamiento autorecuperable.
 C: Degradación temporal o pérdida de función o
comportamiento que necesita la intervención de un operador o
una puesta a cero del sistema.
 D: Degradación o pérdida de función no recuperable debido a
una avería del equipo (componentes) o del soporte lógico
(software), o una pérdida de datos.

Ensayos de
EMC
Descargas electrostáticas (EN61000-4-2)
Directas
Indirectas
Por
Contacto
Al aire
Sobre PH
Sobre PV

Ensayos de
EMC
 Descargas electrostáticas (EN61000-4-2)
Nivel de severidad 4 kV modo contacto
6 kV modo aire
4 kV modo contacto
8 kV modo aire
Criterio de
aceptación
B B
Ambiente Comercial Ambiente Industrial

Ensayos de
EMC
 Descargas electrostáticas (EN61000-4-2)
 Elección de los puntos de aplicación
Aplicación en todos los puntos accesibles por el usuario.
Se excluyen las operaciones de mantenimiento no
realizadas por el usuario.
Selección de puntos críticos (búsqueda en modo
contínuo o 20 desc/s).

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a campos radiados (EN61000-4-3)
 Aplicado sobre la envolvente del equipo baja prueba.
 Frecuencias de ensayo: 80 Mhz a 2,7 Ghz
 Modulación en AM al 80% - 1 Khz
 Modulación por pulsos al 50% - 200 Hz
 Nivel de severidad de 3 V/m en ambiente comercial y de 10 V/m
en ambiente industrial.
 Criterio de aceptación: A.

Ensayos de EMC
Inmunidad a campos
radiados

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a transitorios rápidos (EN61000-4-4)
Nivel de severidad de 2kV en alimentación y 1kV en señales, para
ambiente industrial.
Nivel de severidad de 1kV en alimentación y 0,5kV en señales, para
ambiente comercial.
Criterio de aceptación: B.

Ensayos de
EMC
Inmunidad a transitorios rápidos (EN61000-4-4)

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a ondas de choque “Surge” (EN61000-4-5)
Onda de choque provocada por descargas atmosféricas y
maniobras eléctricas.

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a ondas de choque “Surge”
Niveles de ensayo : es habitual aplicar 5 pulsos negativos y
cinco positivos en cada terminal del equipo, con cadencias de
1 minuto.
Hasta ±2 kV (MC), ±1 kV (MD) para terminales de
alimentación AC.
Hasta ±1 kV (MC), ±0,5 kV (MD) para E/S.
Criterio de aceptación: C.

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a campos electromagnéticos conducidos
(EN61000-4-6)
 Frecuencias de ensayo: 150 Khz a 80 Mhz
 Modulación en AM al 80% - 1 Khz
 Nivel de severidad de 3 Vrms en ambiente comercial y de 10 Vrms
en ambiente industrial.

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a campos magnéticos de BF (EN61000-4-8)
 Frecuencias de ensayo: 50 o 60 Hz
 Nivel de severidad de 3 A/m en ambiente comercial y de 30 A/m en
ambiente industrial.

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a microcortes y variaciones de alimentación (EN61000-4-11)
 El ensayo está destinado a comprobar la posible degradación de
funcionamiento del equipo bajo prueba cuando éste se somete a
cortes y huecos de tensión en la alimentación alterna con niveles y
duraciones definidos. Los cortes son interrupciones del 100% de la
tensión de alimentación. Los huecos son interrupciones parciales en
las que la tensión disminuye en un cierto porcentaje pero no llega a
cero. A efectos de la norma básica aplicada, los huecos superiores
al 95% de la tensión nominal son considerados cortes.

Ensayos de
EMC
 Inmunidad a microcortes y variaciones de alimentación
Niveles de ensayo habituales:
Dependen de la norma de producto. Un conjunto habitual es:
 Huecos de 40% de profundidad de 200 ms.
 Huecos de 60% de profundidad de 500 ms.
 Interrupciones (0% de profundidad) de 10, 20 y 5000 ms.
Se aplican tres cortes/huecos al paso por cero de la red.
Criterio mínimo exigido: criterio B en aplicaciones de 10 ó 20
ms y criterio C en resto.

Ensayos de
EMC
 Otros ensayos de Inmunidad
EN61000-4-9 Inmunidad a campos magnéticos
amortiguados.
EN61000-4-10 Inmunidad a campos magnéticos
pulsados.
EN61000-4-12 Inmunidad a onda amortiguada.
EN61000-4-16 Inmunidad a señales conducidas de BF.
EN61000-4-17 Inmunidad al rizado en la alimentación.
EN61000-4-29 Inmunidad a interrupciones en DC.

Ensayos de
EMC
 ¡¡ IMPORTANTE!! Antes de los ensayos, el
fabricante debería:
Conocer y comprender la norma de aplicación.
Definir un plan de pruebas antes de ir al laboratorio.
Utilizar un laboratorio que sepa cómo hacer las
pruebas.
Preparar la muestra de ensayos.
Preparar el soporte, cables y accesorios.
Asegurarse que se siguen todas las particularidades
y detalles para el “test setup”.

Ensayos de
EMC
 Recuerda:
Los comités IEC y CENELEC no son infalibles.
Las normas pueden resultar vagas y erróneas en
algunos aspectos.
Los laboratorios de ensayo pueden utilizar sus
propias interpretaciones de la norma y aplicar
ciertas desviaciones.

Bibliografía
básica
 - “Introduction on Electromagnetic Compatibility” 2º Ed.,Clayton R. Paul,Wiley(2006)
 - “Electromagnetic Compatibility”, J. Goedbloed. Prentice Hall (1992)
 - “EMC Control y Limitación de Energía Electromagnética “, Tim Williams, Paraninfo, (1997)
 - “EMC for Product Designers”, Tim Williams, (2001)
 - “Engineering Electromagnetic Compatibility” V. Prasad Kodali. Wiley-IEEE Press (2001)
 - “Fundamentos de Compatibilidad Electromagnética” J. L. Sebastián. Addison Wesley (1999)
 - “Introduction to Electromagnetic Compatibility” C.R. Paul. Willey Inter-Science (1992)
 - “Electrónica y Automática Industriales” Varios autores. Marcombo (1979)
 - “Interferencias Electromagnéticas en Sistemas Electrónicos” J. Balcells, F. Daura, R.
Esparza
 y R. Pallás. Marcombo (1992)
 - “Principles of Electromagnetic Compatibility”, Bemhard E. Kaiser, Artech House, (1987)
 - “Principles and Techniques of Electromagnetic Compatibility”, Christos Christopoulos, CRC
 press. Inc., (1995)
 - “Numerical Techniques in Electromagnetics”, Matthew & Sadiku, 2ª Edición, CRC Press, Inc.,
 (2001)
 OTROS
 “Handbook of Electromagnetic Compatubility” R. Pérez, Academic Press, (1995)
 “IEEE Tran. On Electromagnetic Compatibility”
 “EMC Design Guide for Printed Circuit Boards”, Ford Motor Company (2002)

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