Electromagnetic Compatibility

EMC ย่อมาจาก Electromagnetic Compatibility หรือ ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นหลักการที่ใช้อธิบายความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการทำงานร่วมกันได้โดยไม่ก่อให้เกิดการรบกวนซึ่งกันและกัน หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้นที่อยู่ใกล้กันควรสามารถทำงานได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์อื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบ Isolation ที่ต้องการแยกสัญญาณหรือพลังงานไฟฟ้าออกจากกัน เพื่อป้องกันการรบกวนและอันตรายที่อาจเกิดขึ้น

ตัวอย่าง
Magnetic contactor เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปิด-ปิดวงจรไฟฟ้า เมื่อมันทำงาน จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งบางครั้งอาจทำให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ต่ออุปกรณ์อื่นๆ ในระบบได้ การรบกวนนี้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในช่วงที่มีการเปิดหรือปิดวงจร ซึ่งอาจสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงชั่วขณะ ทำให้อุปกรณ์อื่นๆ อาจทำงานผิดพลาด การป้องกัน EMI ที่เกิดจาก magnetic contactor สามารถทำได้โดยการใช้ตัวกรอง EMI หรือ snubber circuit เพื่อลดการรบกวนที่เกิดขึ้น

ทำไม EMC จึงสำคัญในระบบ Isolation?

1. ป้องกันการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Interference – EMI)

• การ isolation มีบทบาทสำคัญในการป้องกันไม่ให้สัญญาณไฟฟ้ารบกวนจากภายนอกเข้ามาในวงจรหรืออุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหวต่อสัญญาณรบกวน เช่น เช่น อุตสาหกรรม, ยานยนต์ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ การใช้ isolation ที่มี EMC ช่วยลดการเกิด EMI ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของอุปกรณ์และความปลอดภัยในการใช้งาน

2. การป้องกันการแพร่กระจายของ EMI จากระบบ

• ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีการ isolation ที่มีคุณภาพจะช่วยลดการแพร่กระจายของ EMI ออกไปยังอุปกรณ์อื่น ๆ ในระบบ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในสภาพแวดล้อมที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดทำงานร่วมกัน การป้องกันการแพร่กระจายของ EMI ทำให้ระบบทำงานได้อย่างเสถียรและลดปัญหาความเข้ากันไม่ได้ของอุปกรณ์ต่าง ๆ

3. การเพิ่มความปลอดภัยในระบบไฟฟ้า

• การ isolation มีบทบาทในการแยกส่วนที่มีศักย์ไฟฟ้าต่างกันออกจากกันเพื่อป้องกันการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร หรือการปล่อยประจุไฟฟ้าเกินที่อาจเป็นอันตราย การใช้ EMC ที่ดีในระบบ isolation ช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดการลัดวงจรหรือปัญหาอื่น ๆ ที่เกิดจากการรบกวนของสัญญาณไฟฟ้า

4. เพิ่มความเชื่อถือได้ของระบบ (Reliability)

• ระบบที่มีการจัดการ EMC ที่ดีภายใน isolation จะช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์ เนื่องจากจะลดปัญหาการทำงานผิดพลาดหรือการสูญเสียข้อมูลที่อาจเกิดขึ้นจาก EMI ทำให้อุปกรณ์สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพมากยิ่งขึ้น

ตัวอย่างวงจรกรองสัญญาณรบกวน EMC Filter ใน Power Isolation

https://www.mornsun-power.com/html/pdf/B0505S-1WR3.html

ในวงจร EMC compliance ที่แสดงในภาพ ประกอบไปด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

LC Low Pass Filter

1. ตัวเหนี่ยวนำ (inductor):
   • LDM: เป็นตัวเหนี่ยวนำ (L) ที่ทำงานร่วมกับตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เพื่อสร้าง LC low pass filter มีหน้าที่ลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงจากแรงดันไฟฟ้าขาเข้า (Vin) ก่อนที่จะเข้าสู่ DC/DC converter
2. ตัวเก็บประจุ (Capacitors):
   • C1 และ C2: ตัวเก็บประจุเหล่านี้ทำงานร่วมกับตัวเหนี่ยวนำ LDM เพื่อสร้าง LC low pass filter ช่วยลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงจากด้านขาเข้า
   • C3: ตัวเก็บประจุนี้อยู่ที่ด้านขาออกของ DC/DC converter มีหน้าที่กรองแรงดันขาออก ลดสัญญาณรบกวนและการกระเพื่อม (ripple)
   • CY: ตัวเก็บประจุนี้เชื่อมต่อระหว่างกราวด์ (0V) ของ DC/DC converter และกราวด์ของโหลด โดยปกติจะใช้ในการกรองสัญญาณรบกวนแบบ common-mode

วงจรนี้ถูกออกแบบมาเพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) โดยการลดการปล่อยสัญญาณรบกวนและการรบกวน รวมถึงป้องกันวงจรจากสัญญาณรบกวนที่เข้ามา

สรุป

EMC เป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในการออกแบบระบบ Isolation การออกแบบระบบให้มี EMC ช่วยลดการเกิด EMI จะช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดปัญหาที่อาจส่งผลกระทบต่อระบบอื่นๆ หรือผู้ใช้งาน
 

กดติดตามเพื่อไม่พลาดทุกบทความดีๆ! 💡
ถ้าคุณชอบเนื้อหานี้ อย่าลืมกดติดตามเป็นกำลังใจ ❤️
รับอัพเดตเนื้อหาใหม่ๆ และไอเดียเจ๋งๆ ได้ที่นี่ทันที!

ขอแนะนำ i-Mation Pico Dev Board บอร์ดพัฒนา ไอ-เมชั่น พิโก้

Generate by OpenAI, Gemini, Adobe Firefly

แหล่งอ้างอิง

Disclaimer: ข้อมูลนี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นแนวทางในการศึกษาและทำความเข้าใจเท่านั้น ไม่ควรถือเป็นคำแนะนำทางวิชาการหรือทางการค้า