Demo Project 6 : Debugging Conducted Susceptibility For Damper Control System

   

EMC DEBUGGING CONDUCTED SUSCEPTIBILITY FOR DAMPER CONTROL SYSTEM

 1. Introduction

To maintain stable operation in real-world environments, electromagnetic compatibility (EMC) is essential to prevent malfunctions caused by external electromagnetic interference (EMI). Conducted Susceptibility (CS) testing, performed according to IEC 61000-4-6, evaluates how the system responds to RF disturbances conducted through power and signal lines. This report analyzes the root causes of CS failures in Damper systems and proposes mitigation strategies to enhance their electromagnetic immunity.

2. Objectives

• Identify noise coupling mechanisms leading to CS test failures.
• Evaluate the system’s immunity performance under IEC 61000-4-6 conducted disturbance tests.
• Implement design and shielding optimizations to improve noise resilience.

3. Methodology

3.1. Test Environment Setup:

• The CS test is conducted in accordance with IEC 61000-4-6, applying RF disturbances to the power and signal lines of the fire alarm system.

  • Frequency range: 150 kHz – 80 MHz.
  • Injection method: CDN (Coupling Decoupling Network) for power lines, and current injection clamps for signal lines.
  • Test levels: 1V, 3V, 10V depending on compliance requirements.

3.2. Measurement and Analysis:

• Signal Injection: RF disturbances are injected into AC/DC power lines and communication cables.
• System Monitoring: Fire alarm sensors and control units are observed for malfunction, false alarms, or communication loss.
• Failure Identification: If the system triggers unintended alarms or loses communication, the failure mode is documented for debugging.

4. Debugging and Mitigation Strategies:

4.1. Identifying Susceptibility Points

• Power Supply Susceptibility: Noise propagating through AC/DC power lines can cause voltage fluctuations or disrupt microcontroller operation.
• PCB-Level Susceptibility: High-impedance traces and poor grounding increase the risk of unintended noise pickup.

4.2. Mitigation Techniques

• System: Motor makes noise at 600kHz and 360 kHz
• Diagnosis: Motor noise due to relay at K1 (connected to pin 3 of JP2) and S3 (connected to pin 6 of JP2

Case 1 : Insert ferrite core at motor 1 and motor 2

Case 2 : Insert capacitor 10pF between pin 3 and ground, Insert capacitor 10pF between pin 6 and ground

Final test :

5. Evaluation and Conclusion

Evaluation:

After testing three different improvement solutions, the results indicate that:

• Solutions helped the system meet the immunity requirements of IEC 61000-4-6.
• Insert capacitor 10pF between pin 3 and ground and insert capacitor 10pF between pin 6 and ground, no errors were observed on the EUT during testing, and the results met the standard requirements.

Conclusion:

By integrating advanced design techniques and modern protection methods, the EMC debugging process has yielded positive results, ensuring the stability of the Damper control system and full compliance with international EMC standards. Beyond enhancing operational reliability, this process also optimizes future product designs for improved performance and robustness.

This report has been compiled by the GCL HCM engineering team to share expertise and technical solutions for troubleshooting conducted susceptibility (CS) issues in Damper systems.

If you are interested in more optimized solutions or need EMC testing consultation, feel free to contact us for free technical resources.

Or click the link below to explore more advanced techniques for reducing conducted noise in  systems:

👉 [Link]

If you find this article helpful, please SHARE and leave a COMMENT – your feedback motivates us to continue delivering valuable content.

Thank you for your support!

— GCL HCM

Contact Information:

🚀 GCL HCM – EMC Debugging Center

📞 Contact Information:

📌 EMC Team
📲 Tel: 0357515079 - 098 546 68 50
📧 Email: khuongpham747@gmail.com - dangnghia06@gmail.com
🏢 Company: EMC Debugging Center - GCL HCM

📖 References:

[1] International Special Committee on Radio Interference, CISPR 32:2015 – Electromagnetic Compatibility of Multimedia Equipment – Emission Requirements, and CISPR 35:2015 – Electromagnetic Compatibility Measurement Techniques for Multimedia Equipment, 2015.

[2] System Design and Layout Techniques for Noise Reduction in
MCU-Based Systems, Freescale Application Note, AN1259.
[3] Determining MCU Oscillator Start-up Parameters,
Freescale Application Note, AN1783.
[4] Resetting Microcontrollers During Power Transitions,
Freescale Application Note, AN1744.
[5] Resetting MCUs, Freescale Engineering Bulletin, EB413.
[6] Trends in EMC Testing of Household Appliances,
SCHAFFNER Application Note, SAN014.
[7] EMC at Component and PCB Level,
Martin O’Hara, Newnes, 1998.

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

EMC DEBUGGING CONDUCTED SUSCEPTIBILITY FOR DAMPER CONTROL SYSTEM

 1. Introduction

Để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định trong môi trường thực tế, tương thích điện từ (EMC) đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn các lỗi do nhiễu điện từ bên ngoài (EMI) gây ra.
Thử nghiệm nhiễu miễn nhiễm dẫn (Conducted Susceptibility - CS) theo IEC 61000-4-6 đánh giá khả năng hệ thống chịu ảnh hưởng từ nhiễu RF dẫn qua đường nguồn và đường tín hiệu.
Báo cáo này phân tích nguyên nhân gây lỗi CS trong hệ thống Damper và đề xuất các giải pháp khắc phục nhằm nâng cao khả năng miễn nhiễm điện từ của hệ thống.

2. Objectives

• Xác định các cơ chế ghép nhiễu gây lỗi trong thử nghiệm CS.
• Đánh giá hiệu suất miễn nhiễm của hệ thống theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-6.
• Tối ưu hóa thiết kế và che chắn để nâng cao khả năng chống nhiễu.

3. Phương pháp

3.1. Thiết lập môi trường thử nghiệm:

• Thử nghiệm CS được thực hiện theo IEC 61000-4-6, áp nhiễu RF vào đường nguồn và đường tín hiệu của hệ thống Damper.

  • Dải tần số kiểm tra: 150 kHz – 80 MHz.
  • Phương pháp tiêm nhiễu:
    • CDN (Coupling Decoupling Network) cho đường nguồn AC/DC.
    • Kẹp dòng (Current Injection Clamp) cho dây tín hiệu.
  • Mức nhiễu kiểm tra: 1V, 3V, 10V tùy theo yêu cầu tuân thủ.

3.2. Measurement and Analysis:

• Tiêm tín hiệu RF: Nhiễu được áp vào dây nguồn AC/DC và dây tín hiệu truyền thông.
• Giám sát hệ thống: Quan sát hoạt động của bộ điều khiển Damper để phát hiện lỗi như mất điều khiển, phản hồi sai hoặc gián đoạn tín hiệu.
• Xác định lỗi: Nếu hệ thống hoạt động không ổn định hoặc mất kết nối, lỗi sẽ được ghi nhận để phân tích và khắc phục.

4. Phân tích lỗi và giải pháp khắc phục

4.1. Xác định điểm nhạy cảm với nhiễu

• Nhiễu trên đường nguồn: Nhiễu RF có thể gây dao động điện áp, làm gián đoạn hoạt động của vi điều khiển.
• Nhiễu trên PCB: Các đường tín hiệu có trở kháng cao và thiết kế tiếp đất kém làm tăng nguy cơ hấp thụ nhiễu ngoài ý muốn.

4.2. Giải pháp giảm thiểu nhiễu

• Hệ thống: Động cơ phát ra nhiễu tại tần số 600 kHz và 360 kHz.
• Chẩn đoán: Nhiễu từ động cơ do rơ-le tại K1 (kết nối với chân 3 của JP2) và S3 (kết nối với chân 6 của JP2).

TH 1 : Lắp lõi ferrite tại động cơ 1 và động cơ 2.

TH 2 : Lắp tụ điện 10pF giữa chân 3 và mass, lắp tụ điện 10pF giữa chân 6 và mass.

Thử nghiệm lại :

5. Đánh giá và Kết luận

Đánh giá:

Sau khi thử nghiệm ba giải pháp cải tiến khác nhau, kết quả cho thấy:

• Các giải pháp đã giúp hệ thống đáp ứng yêu cầu miễn nhiễm theo IEC 61000-4-6.
• Khi lắp tụ điện 10pF giữa chân 3 và mass và 10pF giữa chân 6 và mass, không phát hiện lỗi trên thiết bị được thử nghiệm (EUT) trong quá trình kiểm tra, và kết quả đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn.

Kết luận:

Bằng cách tích hợp các kỹ thuật thiết kế tiên tiến và các phương pháp bảo vệ hiện đại, quá trình debug EMC đã mang lại kết quả tích cực, giúp hệ thống điều khiển Damper hoạt động ổn định và đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn EMC quốc tế. Ngoài việc nâng cao độ tin cậy trong vận hành, quá trình này còn giúp tối ưu hóa thiết kế sản phẩm trong tương lai, cải thiện hiệu suất và độ bền của hệ thống.

Báo cáo này được biên soạn bởi đội ngũ kỹ thuật GCL HCM nhằm chia sẻ kinh nghiệm và giải pháp kỹ thuật trong xử lý vấn đề nhiễu miễn nhiễm dẫn (CS) trên hệ thống Damper.

Nếu bạn quan tâm đến các giải pháp tối ưu hơn hoặc cần tư vấn về thử nghiệm EMC, vui lòng liên hệ với chúng tôi để nhận tài liệu kỹ thuật miễn phí.

Hoặc bấm vào liên kết bên dưới để khám phá các kỹ thuật tiên tiến giúp giảm nhiễu dẫn trong hệ thống:

👉 [Link]

🔔 Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy CHIA SẺ và để lại BÌNH LUẬN – phản hồi của bạn là động lực để chúng tôi tiếp tục cung cấp nội dung giá trị!

🚀 GCL HCM – Trung tâm Debugging EMC

📞 Liên hệ:
📌 EMC Team
📲 Tel: 0357515079 - 098 546 68 50
📧 Email: khuongpham747@gmail.com - dangnghia06@gmail.com
🏢 Công ty: EMC Debugging Center - GCL HCM
📖 Tài liệu tham khảo:

[1] International Special Committee on Radio Interference, CISPR 32:2015 – Electromagnetic Compatibility of Multimedia Equipment – Emission Requirements, and CISPR 35:2015 – Electromagnetic Compatibility Measurement Techniques for Multimedia Equipment, 2015.

[2] System Design and Layout Techniques for Noise Reduction in
MCU-Based Systems, Freescale Application Note, AN1259.
[3] Determining MCU Oscillator Start-up Parameters,
Freescale Application Note, AN1783.
[4] Resetting Microcontrollers During Power Transitions,
Freescale Application Note, AN1744.
[5] Resetting MCUs, Freescale Engineering Bulletin, EB413.
[6] Trends in EMC Testing of Household Appliances,
SCHAFFNER Application Note, SAN014.
[7] EMC at Component and PCB Level,
Martin O’Hara, Newnes, 1998.

#EMC #ConductedSusceptibility #IEC61000_4_6 #EMCDebugging #NoiseReduction #DamperSystem #ElectromagneticCompatibility #GCLHCM #EMCSolutions #ElectricalEngineering #SignalIntegrity #RFInterference