Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej I Systemów Zasilania

W ramach laboratorium wykonywane są wstępne badania EMC i RED (ang. pre-compliance tests) w zakresie zdefiniowanym w normach: 

  • PN‑EN 61000‑4‑2 (ESD - Electrostatic discharges) - do 8kV/15kV.
  • PN-EN 61000-4-4 (Burst) - do 7kV w sieciach jednofazowych i trójfazowych, liniach zasilnia DC oraz liniach transmisyjnych do 1Gbps).
  • PN-EN 61000-4-5 (Surge) - do 10kV w sieciach jednofazowych i trójfazowych, liniach zasilnia DC oraz liniach transmisyjnych do 1Gbps.
  • PN-EN 61000-4-6 (Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields) w zakresie od 10kHz do 400MHz, generator o mocy 110W. 
  • PN-EN 61000-4-13 (Harmonics) - w sieciach do jednofazowych do 7kVA.
  • PN-EN 61000‑4‑14 (Mains voltage fluctuations) - w sieciach do jednofazowych do 7kVA.
  • PN-EN 61000‑4‑28 (Power frequency variations)- w sieciach do jednofazowych do 7kVA. 
  • PN-EN 61000-4-17 (Voltage ripples) - w sieciach do jednofazowych do 7kVA. 
  • PN-EN 61000-4-29 (voltage dips, short interruptions and voltage variations) - w sieciach jednofazowych do 7kVA.

 

oraz w wybranych obszarach:  

  • ETSI EN 300 220, ETSI EN 301 489-1, ETSI EN 301 489-17, ETSI EN 300 328.

 

W laboratorium prowadzone są badania nad układami elektroniki przemysłowej i systemami zasilania o wysokich parametrach użytkowych przeznaczonych, do pracy w środowisku o wysokim poziomie zaburzeń elektromagnetycznych. Ze względu na swój uzupełniający charakter duża część prac wykonywanych w laboratoriach "Elektronika Przemysłowa i Kompatybilność Elektromagnetyczna" realizowana jest jako podzadania większych projektów badawczych. Opracowywane są również sposoby i metody zwiększania odporności urządzeń na narażenia elektromagnetyczne jak i zmniejszania emisji elektromagnetycznej, promieniowanej i przewodzonej. 

Najbardziej złożoną i kosztowną częścią badań EMC są:

  • badanie odporności i emisji promieniowanej urządzeń elektrycznych i elektronicznych, które w pracowni przeprowadzane są w zakresie od 30 MHz do 6 GHz w komorze GTEM 1250. Dodatkowo pracownia posiada możliwości badania emisji zaburzeń przewodzonych w zakresie od 9 kHz do 30 MHz (Emisja zaburzeń przewodzonych - napięcie zaburzeń).
  • badania rozkładu elektromagnetycznych pól bliskich w zakresie od 100 kHz do 6 GHz występujących wokół urządzeń elektrycznych i elektronicznych.

 

Efektem tych badań jest optymalizacja konstrukcji urządzeń i elementów elektronicznych pod kątem zmniejszenia oddziaływań pomiędzy wewnętrznymi elementami urządzenia (tzw. kompatybilność wewnętrzna).

Ze względu na powszechnie występujące zagrożenie związane z wyładowaniami elektrostatycznymi pracownia wyposażona jest w stanowisko do badania odporności układów oraz sprzętu elektronicznego na wyładowania ESD według normy PN-EN61000-4-2. Służy ono opracowywaniu metod sprzętowych i programowych mających na celu zwiększeniu odporności na wyładowania elektrostatyczne oraz opracowaniu przybliżonych metod badania odporności na zaburzenia elektromagnetyczne.

W pracowni prowadzone są badania odporności układów oraz sprzętu elektronicznego na zaburzenia w liniach zasilających stałoprądowych oraz sieciowych jednofazowych i trójfazowych według norm PN‑EN61000-4-4 (BURST) i PN-EN 61000-4-5 (Surge). Dzięki temu jesteśmy w stanie opracowywać metody sprzętowe i programowe zwiększające odporności na wysokoczęstotliwościowe zaburzenia przewodzone w liniach zasilających i sygnałowych oraz badać systemy transmisji danych i opracowywać algorytmy zwiększające odporności na stany przejściowe i udary prądowo-napięciowe.

Aby zwiększyć niezawodność działania urządzeń elektronicznych w laboratorium prowadzone są również prace związane z zaburzeniami niskoczęstotliwościowymi w liniach zasilających. Stanowisko do ich badania pozwala na testowanie odporności na zaburzenia w liniach zasilających stałoprądowych i sieciowych jednofazowych według norm PN-EN61000-4-13, PN-EN 61000-4-14, PN-EN61000-4-28, PN-EN 61000-4-17, PN-EN 61000-4-29 i badań wstępnych zgodnych z wymaganiami normy PN-EN61000-4-11. Celem tych badań jest opracowywanie metod sprzętowych jak i opracowywanie algorytmów oraz oprogramowania zwiększających odporność na niskoczęstotliwościowe zaburzenia w liniach zasilających.

Z dotychczasowych, blisko 30-letnich doświadczeń przy wdrażaniu przez zespół rozwiązań dla przemysłu wynika, że specjalizowane i efektywne systemy zasilania są jednym z kluczowych elementów zapewniających niezawodność pracy urządzeń elektronicznych. Dlatego też w pracowni wykorzystując nabytą wiedzę w tym zakresie oraz unikatowe wyposażenie (np. symulator baterii, komora klimatyczna, mierniki mocy i energii, wysokorozdzielcze systemy pomiarowe, oscyloskopy, specjalistyczne sondy napięciowe i prądowe, elektroniczne obciążenia itp.) rozwijane są systemy zasilania obejmujące:

  • układy ultraniskomocowe (pobory prądu na poziomie pojedynczych uA),
  • bateryjne układy z zaawansowanymi algorytmami konserwacji, monitoringu, ładowania i oszczędzania energii,
  • autorskie bezstykowe systemy zasilania jak i te obejmujące standardy takie jak Qi, PMA, itp.
  • autorskie, wysokosprawne rezonansowe układy przetwarzania energii (do około 6-8kW).

 

Wyposażenie laboratorium pozwala również na przeprowadzenie zaawansowanych pomiarów wielkości elektrycznych wykonywanych w bardzo szerokim zakresie prądów (od części uA do 500 A), napięć (od miliwoltów do 5 kV) i częstotliwości (od DC do 400 MHz dla prądów i od DC do 2 GHz dla napięć). Umożliwia to badanie i testowanie układów energoelektronicznych obejmując grupę urządzeń ultraniskomocowych zasilanych z energii szczątkowej/odpadowej (Energy Harvesting, RFID) po rezonansowe układy przetwarzania energii o mocy do 6-8kW. Powyższe stanowiska służą również do testowania i opracowywania nowatorskich układów pomiarowych i systemów zasilających o wysokich parametrach użytkowych takich jak niska emisja i wysoka odporność na zaburzenia elektromagnetyczne, wysoka sprawność energetyczna, wysoki poziom izolacji napięciowej i niski poziom pojemności pasożytniczych. Wymienione parametry są szczególnie pożądane w przemysłowych układach pomiarowych, aparaturze naukowej i diagnostycznej oraz w miejscach o dużym narażeniu na warunki środowiskowe. 

 

Kontakt:

dr hab. inż. Cezary Worek, prof. AGH

dr inż. Łukasz Krzak

Kontakt: (+48) 12 617 55 22, e-mail: ce(at)agh.edu.pl 

 

Wstecz