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技术文章 > 第一个电磁兼容功能性安全(电磁兼容性风险管理)实用方法

2014/12/24 11:05:19

目前有许多适用于电子产品的关于功能性安全(风险管理)的标准,包括IEC 61508 和根据它发展而来的一些标准,如文献[2] 第二节所列举和文献[3] 的ISO 14971 标准。
       这些标准都要求抑制EMI,但遵循电磁兼容性的电磁发射和电磁敏感测试标准。即使使用提高极限的敏感度测试,仍一直被认为在功能性安全方面存在不足。不幸的是,直到现在还没有发布一种要求和方法来评估那些测试标准是否被合适。
       在2008 年,所有电磁兼容性功能安全方面的指南、标准草案和IEC 技术文件 [4,5] 都假设,如果没有使用体积大、重量重、花费昂贵的灰色屏蔽盒,可能会有更加聪明的处理方法出现在电磁兼容性设计、验证中。
       然而, 许多公司试图把这个聪明的电磁兼容性方法付诸实践,同时发现了它不切实际的几个原因[2,6]。在与这些公司和其他功能性安全工作者的讨论中,他们透漏出了可以替代的较为实际的方法,就是使用良好的硬件和软件设计技术和方法(T&Ms),再加上独立的评价体系。
       将最初的设计方案转化成实施文件已经被IET 广泛接受并出版。这个文件中包含了大量由电磁兼容性专家和IET 组织工作组的专家提出的要求。它还囊括了由大范围的功能性安全和电磁兼容性专家(其中包括英国政府安全监管机构)提出的160 多个高质量的关于设计初稿的评论。
       这个新方法分为三部分,见图1 所示。不寻常或极端的超过敏感测试标准中要求的保护限值的电磁骚扰将引发试验中的电磁干扰。这些干扰将导致试验信号和(或)电源供电中的错误、故障或失效。
      自从2000 年,IEC 61508[1] 标准已经提出了大量针对系统、硬件、软件和电源供电设计的优良技术和方法(T&Ms),来检测信号和电源供电中的错误、故障或失效,并从中恢复。
       一个围绕着这些技术和方法(T&Ms)来遵循设计和独立评估方面的功能性安全要求的行业已经发展起来。所有的全球安全审批机构(Intertek,TüV Rheinland/Nord/Süd, SGS 和其他)提供评估服务,并且如果一个独立评估员不批准某个设计, 则该设计它不允许被出售或实施。


       IET 的新指南推荐了处理电磁干扰特别有效的IEC 61508 技术方法(T&Ms),因此在某些情况下使用该方法可以提高有效性。
       要使用IET 的新指南,电磁兼容工程师需要设计和构建在真实环境全寿命周期(不只是在生产初期和电磁兼容性实验室中)中仍然遵循相关电磁兼容性测
试标准的装备。
       同时功能性安全方面的设计师和独立评估师需要以稍微不同的形式来应用他们所熟知的那些技术方法(T&Ms),使得电磁干扰不会引起在装备的全寿命周期中不可接受的风险。

   IET 的新指南[7] 可以适用于完整的安全系统或者该系统的任何一部分,如图2 所示。举个例子,某安全系统的一些部分可以使用传统的“大型灰色屏蔽盒”,而其他部分使用IET 提出的技术和方法(T&Ms)。
参考文献
[1] IEC 61508 Ed.2:2010,“ Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety- Related Systems”, IEC basic safety publication in seven parts.
[2] Keith Armstrong“, Cost-effective Risk Management of EMC without special EMC design expertise or testing”, IEEE 2013 Int’l EMC Symp., Denver, CO, USA, August 5-9, 2013, ISBN: 978-1-4799-0409-9
[3] ISO 14971“ Application of risk management to medical devices”
[4] IEC TS 61000-1-2, Ed.2.0, 2008-11,“ Methodology for the achievement of the functional safety of electrical and electronic equipment with regard to electromagnetic
phenomena”, IEC basic safety publication.
[5] The IET,“ EMC for Functional Safety”, Aug. 2008,from
www.theiet.org/factfiles/emc/emc-factfile.cfm, or www.emcacademy.org/books.asp
[6] Keith Armstrong,“ The first practical techniques for achieving EMC for Functional Safety (without using big grey boxes)”, The EMC Journal, Issue 108, September 2013, www.theemcjournal.com
[7] The IET,“ Overview of techniques and measures related to EMC and Functional Safety”, August 2013, free download: .cfm.www.theiet.org/factfiles/emc/emc-overview