Ensayos de EMC en la industria automotriz y pruebas de antenas a nivel de vehículo

Los ensayos rigurosos de EMC aseguran que los componentes y los sistemas en automóviles puedan funcionar sin causar interferencias electromagnéticas ni verse afectados por ellas. Tanto los componentes como los sistemas sensibles dejarán de funcionar correctamente si se ven afectados por interferencias y esto puede poner en peligro la seguridad del vehículo. Los ensayos de EMC basados en las normas aseguran la coexistencia de los sistemas dentro de los vehículos y con el entorno de RF externo.

Las pruebas de antenas a nivel de vehículo (FVAT) aseguran que todas las antenas en un vehículo funcionen de manera correcta dentro de su entorno de funcionamiento real, y no solo de manera aislada en un banco de pruebas. Verifica el posicionamiento de la antena, los patrones de radiación, además de la coexistencia de todas las tecnologías inalámbricas en la plataforma, desde el sistema GNSS y la tecnología 5G, hasta la comunicación de vehículos con todo su entorno (C-V2X) y Bluetooth, lo que reduce el riesgo de que se descubran costosos problemas de rendimiento tras la producción.

Las cámaras de reverberación son la manera más efectiva de recrear una exposición electromagnética realista en los ensayos de EMC en la industria automotriz, ya que genera una distribución de campo estadísticamente uniforme que una cámara anecoica no puede replicar. Tanto las señales multiportadora como el ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN) simulan aún más los entornos de RF saturados. Para poder lograr una validación más completa, los escenarios de conducción dinámica añaden condiciones reales que varían al simular el desplazamiento del vehículo a través de diferentes entornos electromagnéticos.

Los receptores de interferencias electromagnéticas con un amplio ancho de banda constituyen el factor más determinante para reducir la duración de los ensayos de EMC en la industria automotriz, ya que escanean gamas de frecuencia más amplias en una sola pasada en lugar de realizar múltiples barridos secuenciales. Los amplificadores de banda ancha de alta potencia permiten realizar pruebas de inmunidad en un solo barrido, al tiempo que el software de automatización elimina los pasos manuales y asegura resultados consistentes y repetibles. En conjunto, estos enfoques pueden reducir de manera significativa el tiempo que se necesita para llevar a cabo una campaña completa de mediciones de EMC en la industria automotriz.

Los ensayos de conformidad con las normas de EMC aseguran la homologación, mientras que los ensayos funcionales de EMC aseguran que el vehículo funcione correctamente. Los ensayos de conformidad verifican que un vehículo o sus componentes cumplan con los límites establecidos por las normas internacionales como CISPR e ISO: ¿Pasan o no pasan? Los ensayos funcionales van más allá, validan que las funciones y sistemas críticos para la seguridad continúen funcionando de manera correcta bajo condiciones reales de estrés electromagnético, en los entornos que el vehículo realmente encontrará en el mundo real.

Los tiempos de subida/bajada (en el rango de los nanosegundos) generan transitorios de conmutación de alta frecuencia. Esto produce mayor interferencia electromagnética (EMI) en comparación con los conductores de silicio convencionales. Además, debido a que los dispositivos de banda ancha prohibida conmutan tan rápido, incluso las inductancias y capacitancias más pequeñas en el diseño de la placa del circuito impreso, las uniones de los cables o el empaquetado del módulo cobran importancia.

Al utilizar un receptor de EMI con un amplio ancho de banda, como el R&S®ESW con un ancho de banda FFT de 970 MHz, puede reducirse la duración de las secuencias de prueba, especialmente si se lo combina con un software de automatización de pruebas.

Los sistemas de propulsión de los vehículos eléctricos (inversores, convertidores CC-CC, BMS) a menudo suelen generar ruido de banda ancha considerable debido a los conmutadores (IGBT/SiC), así como a los flancos de conmutación de alta velocidad. Por lo tanto, solucionar las fallas en los ensayos de EMC en los sistemas de propulsión de los vehículos eléctricos requiere de un enfoque sistemático. Un osciloscopio de muestreo rápido es una herramienta de mucha utilidad para capturar emisiones transitorias y una sonda adecuada puede indicar la fuente de las emisiones radiadas.