EMC dizajn u PCB ploča trebao bi biti dio sveobuhvatnog dizajna svakog elektronskog uređaja i sistema, i daleko je isplativiji od drugih metoda koje pokušavaju učiniti da proizvod dosegne EMC. Ključna tehnologija dizajna elektromagnetne kompatibilnosti je proučavanje izvora elektromagnetnih smetnji. Kontrola elektromagnetne emisije iz izvora elektromagnetnih smetnji je trajno rješenje. Za kontrolu emisije izvora smetnji, pored smanjenja nivoa elektromagnetne buke koju stvara mehanizam izvora elektromagnetnih smetnji, potrebno je široko koristiti tehnologije zaštite (uključujući izolaciju), filtriranja i uzemljenja.

Glavne tehnike EMC dizajna uključuju metode elektromagnetne zaštite, tehnike filtriranja kola, a posebnu pažnju treba posvetiti dizajnu uzemljenja preklapanja elemenata uzemljenja.

Prvo, piramida EMC dizajna na PCB ploči
Slika 9-4 prikazuje preporučenu metodu za najbolji EMC dizajn uređaja i sistema. Ovo je piramidalni graf.

Prije svega, temelj dobrog EMC dizajna je primjena dobrih principa električnog i mehaničkog dizajna. Ovo uključuje razmatranja pouzdanosti, kao što je ispunjavanje specifikacija dizajna u okviru prihvatljivih tolerancija, dobre metode sastavljanja i različite tehnike testiranja u razvoju.

Uopšteno govoreći, uređaji koji pokreću današnju elektronsku opremu moraju biti montirani na PCB. Ovi uređaji se sastoje od komponenti i kola koji imaju potencijalne izvore smetnji i osjetljivi su na elektromagnetnu energiju. Stoga je EMC dizajn PCB-a sljedeće najvažnije pitanje u EMC dizajnu. Lokacija aktivnih komponenti, usmjeravanje štampanih linija, usklađivanje impedanse, dizajn uzemljenja i filtriranje kola treba uzeti u obzir prilikom EMC dizajna. Neke PCB komponente također moraju biti zaštićene.

Treće, unutrašnji kablovi se generalno koriste za povezivanje PCB-a ili drugih internih podkomponenti. Stoga je EMC dizajn unutrašnjeg kabla, uključujući metodu usmjeravanja i zaštitu, vrlo važan za ukupnu EMC svakog uređaja.

Kako izvesti EMC dizajn u PCB ploči?

Nakon što se završi EMC dizajn PCB-a i dizajn unutrašnjeg kabla, posebnu pažnju treba posvetiti dizajnu oklopa šasije i metodama obrade svih zazora, perforacija i rupa kroz kablove.

Konačno, trebalo bi se fokusirati i na ulazno i ​​izlazno napajanje i druga pitanja filtriranja kablova.

2. Elektromagnetna zaštita
Zaštita uglavnom koristi različite provodljive materijale, proizvedene u različite ljuske i povezane sa zemljom kako bi se prekinuo put širenja elektromagnetskog šuma formiran elektrostatičkim spajanjem, induktivnim spajanjem ili naizmjeničnim spajanjem elektromagnetskog polja kroz prostor. Izolacija uglavnom koristi releje, izolacione transformatore ili fotoelektrične izolatore i druge uređaje za presecanje putanje širenja elektromagnetne buke u obliku provodljivosti karakteriše razdvajanje uzemljenja dva dela kola i odsecanje mogućnosti spajanja kroz impedansa.

Efikasnost zaštitnog tijela predstavljena je efektivnošću zaštite (SE) (kao što je prikazano na slici 9-5). Efikasnost zaštite se definiše kao:

Kako izvesti EMC dizajn u PCB ploči?

Odnos između efikasnosti elektromagnetne zaštite i slabljenja jačine polja naveden je u Tabeli 9-1.

Kako izvesti EMC dizajn u PCB ploči?

Što je veća efikasnost zaštite, to je teže za svaki porast od 20 dB. Slučaju civilne opreme generalno je potrebna samo efektivnost zaštite od oko 40 dB, dok je u slučaju vojne opreme generalno potrebna efektivnost zaštite od više od 60 dB.

Materijali visoke električne provodljivosti i magnetne permeabilnosti mogu se koristiti kao zaštitni materijali. Obično korišteni zaštitni materijali su čelična ploča, aluminijska ploča, aluminijska folija, bakrena ploča, bakrena folija i tako dalje. Sa strožim zahtjevima elektromagnetne kompatibilnosti za civilne proizvode, sve više proizvođača je usvojilo metodu nanošenja nikla ili bakra na plastično kućište kako bi se postigla zaštita.

PCB dizajn, kontaktirajte 020-89811835

Tri, filtriranje
Filtriranje je tehnika za obradu elektromagnetnog šuma u frekvencijskom domenu, obezbjeđujući put niske impedancije za elektromagnetski šum kako bi se postigla svrha suzbijanja elektromagnetnih smetnji. Prekinite put kojim se smetnje šire duž signalne linije ili dalekovoda, a izolacija zajedno čini savršenu zaštitu od smetnji. Na primjer, filter za napajanje ima visoku impedanciju na frekvenciju napajanja od 50 Hz, ali predstavlja nisku impedanciju spektra elektromagnetnog šuma.

Prema različitim objektima filtriranja, filter je podijeljen na AC filter napajanja, filtar za prijenos signala i filter za razdvajanje. Prema frekventnom opsegu filtera, filter se može podijeliti na četiri tipa filtera: niskopropusni, visokopropusni, band-pass i band-stop.

Kako izvesti EMC dizajn u PCB ploči?

Četiri, napajanje, tehnologija uzemljenja
Bilo da se radi o opremi informacijske tehnologije, radio elektronici i električnim proizvodima, mora se napajati iz izvora napajanja. Napajanje je podijeljeno na vanjsko napajanje i interno napajanje. Napajanje je tipičan i ozbiljan izvor elektromagnetnih smetnji. Kao što je udar električne mreže, vršni napon može biti visok kao kilovolti ili više, što će uzrokovati razornu štetu na opremi ili sistemu. Osim toga, mrežni vod je način na koji različiti signali smetnje upadaju u opremu. Stoga je sistem napajanja, posebno EMC dizajn prekidačkog napajanja, važan dio dizajna na nivou komponenti. Mere su različite, kao što je kabl za napajanje direktno izvučen iz glavne kapije električne mreže, AC izvučena iz električne mreže je stabilizovana, niskopropusno filtriranje, izolacija između namotaja energetskog transformatora, zaštita, suzbijanje prenapona, i zaštita od prenapona i struje.

Uzemljenje uključuje uzemljenje, uzemljenje signala i tako dalje. Dizajn tijela za uzemljenje, raspored žice za uzemljenje i impedansa žice za uzemljenje na različitim frekvencijama nisu povezani samo sa električnom sigurnošću proizvoda ili sistema, već se odnose i na elektromagnetnu kompatibilnost i njegovu tehnologiju mjerenja.

Dobro uzemljenje može zaštititi normalan rad opreme ili sistema i ličnu sigurnost i može eliminisati razne elektromagnetne smetnje i udare groma. Stoga je dizajn uzemljenja veoma važan, ali i teška tema. Postoji mnogo vrsta žica za uzemljenje, uključujući logičko uzemljenje, signalno uzemljenje, uzemljenje štita i zaštitno uzemljenje. Metode uzemljenja se također mogu podijeliti na uzemljenje u jednoj tački, uzemljenje s više tačaka, mješovito uzemljenje i plutajuće uzemljenje. Idealna površina uzemljenja treba da bude na nultom potencijalu i da nema razlike potencijala između tačaka uzemljenja. Ali u stvari, svaka žica za uzemljenje ili uzemljenje ima otpor. Kada struja teče, doći će do pada napona, tako da potencijal na žici uzemljenja nije nula, a između dvije tačke uzemljenja će postojati napon uzemljenja. Kada je kolo uzemljeno na više tačaka i postoje signalne veze, formirat će napon interferencije uzemljenja. Stoga je tehnologija uzemljenja vrlo specifična, kao što je signalno uzemljenje i uzemljenje napajanja treba razdvojiti, složeni krugovi koriste uzemljenje s više tačaka i zajedničko uzemljenje.