Mae yna lawer o ffyrdd i ddatrys problemau EMI. Mae dulliau atal EMI modern yn cynnwys: defnyddio haenau atal EMI, dewis rhannau atal EMI priodol, a dyluniad efelychu EMI. Gan ddechrau o’r rhai mwyaf sylfaenol PCB cynllun, mae’r erthygl hon yn trafod rôl a thechnegau dylunio pentyrru haenog PCB wrth reoli ymbelydredd EMI.

Gall gosod cynwysyddion sydd â chynhwysedd priodol yn agos at binnau cyflenwi pŵer yr IC wneud i’r foltedd allbwn IC neidio’n gyflymach. Fodd bynnag, nid yw’r broblem yn gorffen yma. Oherwydd ymateb amledd cyfyngedig cynwysyddion, mae hyn yn golygu nad yw’r cynwysyddion yn gallu cynhyrchu’r pŵer harmonig sy’n ofynnol i yrru’r allbwn IC yn lân yn y band amledd llawn. Yn ogystal, bydd y foltedd dros dro a ffurfir ar y bar bws pŵer yn ffurfio cwymp foltedd ar draws inductor y llwybr datgysylltu. Y folteddau dros dro hyn yw’r prif ffynonellau ymyrraeth EMI modd cyffredin. Sut dylen ni ddatrys y problemau hyn?

Cyn belled ag y mae’r IC ar ein bwrdd cylched yn y cwestiwn, gellir ystyried yr haen bŵer o amgylch yr IC fel cynhwysydd amledd uchel rhagorol, a all gasglu’r rhan o’r egni sy’n cael ei ollwng gan y cynhwysydd arwahanol sy’n darparu egni amledd uchel i’w lanhau. allbwn. Yn ogystal, dylai anwythiad haen pŵer dda fod yn fach, felly mae’r signal dros dro a syntheseiddir gan yr inductance hefyd yn fach, a thrwy hynny leihau EMI modd cyffredin.

Wrth gwrs, rhaid i’r cysylltiad rhwng yr haen bŵer a’r pin pŵer IC fod mor fyr â phosib, oherwydd mae ymyl cynyddol y signal digidol yn dod yn gyflymach ac yn gyflymach, a’r peth gorau yw ei gysylltu’n uniongyrchol â’r pad lle mae’r pŵer IC yn pin wedi’i leoli. Mae angen trafod hyn ar wahân.

Er mwyn rheoli EMI modd cyffredin, rhaid i’r awyren bŵer helpu i ddatgysylltu a chael inductance digon isel. Rhaid i’r awyren bŵer hon fod yn bâr o awyrennau pŵer sydd wedi’u cynllunio’n dda. Efallai y bydd rhywun yn gofyn, pa mor dda sy’n dda? Mae’r ateb i’r cwestiwn yn dibynnu ar haeniad y cyflenwad pŵer, y deunyddiau rhwng yr haenau, a’r amledd gweithredu (hynny yw, swyddogaeth o amser codi’r IC). Yn gyffredinol, mae bylchau yr haen bŵer yn 6mil, ac mae’r interlayer yn ddeunydd FR4, mae cynhwysedd cyfatebol yr haen bŵer fesul modfedd sgwâr tua 75pF. Yn amlwg, y lleiaf yw’r bylchau haen, y mwyaf yw’r cynhwysedd.

Nid oes llawer o ddyfeisiau ag amser codi o 100 i 300 ps, ​​ond yn ôl y cyflymder datblygu IC cyfredol, bydd dyfeisiau sydd ag amser codi yn yr ystod o 100 i 300 ps yn meddiannu cyfran uchel. Ar gyfer cylchedau sydd ag amser codi o 100 i 300ps, ni fydd bylchau haen 3mil yn addas ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau mwyach. Bryd hynny, roedd angen defnyddio technoleg haenu gyda bylchau haen o lai nag 1 mil, a disodli deunyddiau dielectrig FR4 â deunyddiau â chysonion dielectrig uchel. Nawr, gall cerameg a phlastigau cerameg fodloni gofynion dylunio cylchedau amser codi 100 i 300 ps.

Er y gellir defnyddio deunyddiau newydd a dulliau newydd yn y dyfodol, ar gyfer cylchedau amser codi cyffredin 1 i 3ns heddiw, bylchau haen 3 i 6mil a deunyddiau dielectrig FR4, mae fel arfer yn ddigonol i drin harmonigau pen uchel a gwneud y signal dros dro yn ddigon isel , hynny yw, gellir lleihau modd cyffredin EMI yn isel iawn. Bydd yr enghreifftiau dylunio pentyrru haenog PCB a roddir yn yr erthygl hon yn rhagdybio bylchau haen o 3 i 6 milltir.

Cysgodi electromagnetig

O safbwynt olion signal, strategaeth haenu dda ddylai fod i roi’r holl olion signal ar un neu fwy o haenau, mae’r haenau hyn wrth ymyl yr haen bŵer neu’r haen ddaear. Ar gyfer y cyflenwad pŵer, dylai strategaeth haenu dda fod bod yr haen bŵer yn gyfagos i’r haen ddaear, a bod y pellter rhwng yr haen bŵer a’r haen ddaear mor fach â phosib. Dyma beth rydyn ni’n ei alw’n strategaeth “haenu”.

Pentyrru PCB

Pa fath o strategaeth pentyrru all helpu i darian ac atal EMI? Mae’r cynllun pentyrru haenog canlynol yn tybio bod cerrynt y cyflenwad pŵer yn llifo ar haen sengl, a bod y foltedd sengl neu’r folteddau lluosog yn cael eu dosbarthu mewn gwahanol rannau o’r un haen. Bydd achos haenau pŵer lluosog yn cael ei drafod yn nes ymlaen.

Bwrdd 4-haen

Mae sawl problem bosibl gyda dyluniad y bwrdd 4 haen. Yn gyntaf oll, y bwrdd pedair haen traddodiadol gyda thrwch o 62 mils, hyd yn oed os yw’r haen signal ar yr haen allanol, a bod y pŵer a’r haenau daear ar yr haen fewnol, y pellter rhwng yr haen bŵer a’r haen ddaear yn dal yn rhy fawr.

Os mai’r gofyniad cost yw’r cyntaf, gallwch ystyried y ddau ddewis amgen canlynol i’r bwrdd 4 haen traddodiadol. Gall y ddau ddatrysiad hyn wella perfformiad ataliad EMI, ond maent ond yn addas ar gyfer cymwysiadau lle mae dwysedd y gydran ar y bwrdd yn ddigon isel a bod digon o arwynebedd o amgylch y cydrannau (rhowch yr haen gopr pŵer ofynnol).

Y dewis cyntaf yw’r dewis cyntaf. Mae haenau allanol y PCB i gyd yn haenau daear, ac mae’r ddwy haen ganol yn haenau signal / pŵer. Mae’r cyflenwad pŵer ar yr haen signal wedi’i gyfeirio â llinell eang, a all wneud rhwystriant llwybr y cyflenwad pŵer yn gyfredol yn isel, ac mae rhwystriant y llwybr microstrip signal hefyd yn isel. O safbwynt rheolaeth EMI, dyma’r strwythur PCB 4-haen gorau sydd ar gael. Yn yr ail gynllun, mae’r haen allanol yn defnyddio pŵer a daear, ac mae’r ddwy haen ganol yn defnyddio signalau. O’i gymharu â’r bwrdd 4-haen traddodiadol, mae’r gwelliant yn llai, ac mae’r rhwystriant interlayer mor wael â’r bwrdd 4-haen traddodiadol.

Os ydych chi am reoli’r rhwystriant olrhain, rhaid i’r cynllun pentyrru uchod fod yn ofalus iawn i drefnu’r olion o dan yr ynysoedd pŵer a chopr daear. Yn ogystal, dylai’r ynysoedd copr ar y cyflenwad pŵer neu’r haen ddaear fod yn rhyng-gysylltiedig cymaint â phosibl i sicrhau cysylltedd DC a amledd isel.

Bwrdd 6-haen

Os yw dwysedd y cydrannau ar fwrdd 4-haen yn gymharol uchel, bwrdd 6-haen sydd orau. Fodd bynnag, nid yw rhai cynlluniau pentyrru yn nyluniad y bwrdd 6 haen yn ddigon da i gysgodi’r maes electromagnetig, ac nid ydynt yn cael fawr o effaith ar leihau signal dros dro y bws pŵer. Trafodir dwy enghraifft isod.

Yn yr achos cyntaf, rhoddir y cyflenwad pŵer a’r ddaear ar yr 2il a’r 5ed haen yn y drefn honno. Oherwydd rhwystriant uchel gorchudd copr y cyflenwad pŵer, mae’n anffafriol iawn rheoli ymbelydredd EMI modd cyffredin. Fodd bynnag, o safbwynt rheoli rhwystriant signal, mae’r dull hwn yn gywir iawn.