Ο σχεδιασμός EMC στο PCB συμβούλιο θα πρέπει να αποτελεί μέρος του ολοκληρωμένου σχεδιασμού οποιασδήποτε ηλεκτρονικής συσκευής και συστήματος και είναι πολύ πιο οικονομικό από άλλες μεθόδους που προσπαθούν να κάνουν το προϊόν να φτάσει στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα. Η βασική τεχνολογία του σχεδιασμού ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας είναι η μελέτη των πηγών ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Ο έλεγχος της ηλεκτρομαγνητικής εκπομπής από πηγές ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών είναι μια μόνιμη λύση. Για τον έλεγχο της εκπομπής πηγών παρεμβολών, εκτός από τη μείωση του επιπέδου ηλεκτρομαγνητικού θορύβου που δημιουργείται από τον μηχανισμό των πηγών ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, πρέπει να χρησιμοποιούνται ευρέως τεχνολογίες θωράκισης (συμπεριλαμβανομένης της απομόνωσης), φιλτραρίσματος και γείωσης.

Οι κύριες τεχνικές σχεδίασης EMC περιλαμβάνουν μεθόδους ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, τεχνικές φιλτραρίσματος κυκλώματος και πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στον σχεδιασμό γείωσης της επικάλυψης στοιχείων γείωσης.

Το ένα, η πυραμίδα σχεδίασης EMC στην πλακέτα PCB
Το σχήμα 9-4 δείχνει τη συνιστώμενη μέθοδο για τον καλύτερο σχεδιασμό EMC συσκευών και συστημάτων. Αυτό είναι ένα πυραμιδικό γράφημα.

Πρώτα απ ‘όλα, το θεμέλιο του καλού σχεδιασμού EMC είναι η εφαρμογή καλών αρχών ηλεκτρικού και μηχανικού σχεδιασμού. Αυτό περιλαμβάνει ζητήματα αξιοπιστίας, όπως η τήρηση προδιαγραφών σχεδιασμού εντός αποδεκτών ανοχών, καλές μεθόδους συναρμολόγησης και διάφορες τεχνικές δοκιμών υπό ανάπτυξη.

Σε γενικές γραμμές, οι συσκευές που οδηγούν τον σημερινό ηλεκτρονικό εξοπλισμό πρέπει να είναι τοποθετημένες στο PCB. Αυτές οι συσκευές αποτελούνται από εξαρτήματα και κυκλώματα που έχουν πιθανές πηγές παρεμβολών και είναι ευαίσθητα στην ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Επομένως, η σχεδίαση ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας PCB είναι το επόμενο πιο σημαντικό ζήτημα στη σχεδίαση ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας. Η θέση των ενεργών εξαρτημάτων, η δρομολόγηση των τυπωμένων γραμμών, η αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης, ο σχεδιασμός της γείωσης και το φιλτράρισμα του κυκλώματος θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τη σχεδίαση EMC. Ορισμένα εξαρτήματα PCB πρέπει επίσης να θωρακίζονται.

Τρίτον, τα εσωτερικά καλώδια χρησιμοποιούνται γενικά για τη σύνδεση PCB ή άλλων εσωτερικών υποεξαρτημάτων. Επομένως, ο σχεδιασμός EMC του εσωτερικού καλωδίου, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου δρομολόγησης και της θωράκισης, είναι πολύ σημαντικός για τη συνολική ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα οποιασδήποτε συσκευής.

Πώς να πραγματοποιήσετε τη σχεδίαση EMC στην πλακέτα PCB;

Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού EMC του PCB και του εσωτερικού καλωδίου, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη σχεδίαση θωράκισης του πλαισίου και στις μεθόδους επεξεργασίας όλων των κενών, των διατρήσεων και των οπών του καλωδίου.

Τέλος, θα πρέπει επίσης να επικεντρωθεί στην παροχή ρεύματος εισόδου και εξόδου και άλλα ζητήματα φιλτραρίσματος καλωδίων.

2. Ηλεκτρομαγνητική θωράκιση
Η θωράκιση χρησιμοποιεί κυρίως διάφορα αγώγιμα υλικά, κατασκευασμένα σε διάφορα κελύφη και συνδεδεμένα με τη γη για να αποκόψουν τη διαδρομή διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού θορύβου που σχηματίζεται από ηλεκτροστατική σύζευξη, επαγωγική σύζευξη ή σύζευξη εναλλασσόμενου ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στο διάστημα. Η απομόνωση χρησιμοποιεί κυρίως ρελέ, μετασχηματιστές απομόνωσης ή φωτοηλεκτρικούς απομονωτές και άλλες συσκευές για την αποκοπή της διαδρομής διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού θορύβου με τη μορφή αγωγιμότητας που χαρακτηρίζονται από το διαχωρισμό του συστήματος γείωσης των δύο τμημάτων του κυκλώματος και την αποκοπή της δυνατότητας σύζευξης μέσω αντίσταση.

Η αποτελεσματικότητα του σώματος θωράκισης αντιπροσωπεύεται από την αποτελεσματικότητα θωράκισης (SE) (όπως φαίνεται στο Σχήμα 9-5). Η αποτελεσματικότητα της θωράκισης ορίζεται ως:

Πώς να πραγματοποιήσετε τη σχεδίαση EMC στην πλακέτα PCB;

Η σχέση μεταξύ της αποτελεσματικότητας της ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης και της εξασθένησης της ισχύος πεδίου παρατίθεται στον Πίνακα 9-1.

Πώς να πραγματοποιήσετε τη σχεδίαση EMC στην πλακέτα PCB;

Όσο μεγαλύτερη είναι η αποτελεσματικότητα θωράκισης, τόσο πιο δύσκολο είναι για κάθε αύξηση 20dB. Η περίπτωση του πολιτικού εξοπλισμού χρειάζεται γενικά μόνο αποτελεσματικότητα θωράκισης περίπου 40dB, ενώ η περίπτωση στρατιωτικού εξοπλισμού απαιτεί γενικά αποτελεσματικότητα θωράκισης μεγαλύτερη από 60dB.

Ως υλικά θωράκισης μπορούν να χρησιμοποιηθούν υλικά με υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και μαγνητική διαπερατότητα. Τα υλικά θωράκισης που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι πλάκα χάλυβα, πλάκα αλουμινίου, φύλλο αλουμινίου, πλάκα χαλκού, φύλλο χαλκού και ούτω καθεξής. Με τις αυστηρότερες απαιτήσεις ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας για μη στρατιωτικά προϊόντα, όλο και περισσότεροι κατασκευαστές έχουν υιοθετήσει τη μέθοδο επιμετάλλωσης νικελίου ή χαλκού στην πλαστική θήκη για να επιτύχουν θωράκιση.

Σχεδιασμός PCB, επικοινωνήστε με το 020-89811835

Τρία, φιλτράρισμα
Το φιλτράρισμα είναι μια τεχνική για την επεξεργασία του ηλεκτρομαγνητικού θορύβου στον τομέα της συχνότητας, παρέχοντας μια διαδρομή χαμηλής αντίστασης για τον ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο για την επίτευξη του σκοπού της καταστολής των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Κόψτε τη διαδρομή που διαδίδεται η παρεμβολή κατά μήκος της γραμμής σήματος ή της γραμμής ισχύος και η θωράκιση μαζί αποτελεί μια τέλεια προστασία από παρεμβολές. Για παράδειγμα, το φίλτρο τροφοδοσίας παρουσιάζει υψηλή σύνθετη αντίσταση στη συχνότητα ισχύος των 50 Hz, αλλά παρουσιάζει χαμηλή σύνθετη αντίσταση στο φάσμα ηλεκτρομαγνητικού θορύβου.

Σύμφωνα με τα διαφορετικά αντικείμενα φιλτραρίσματος, το φίλτρο χωρίζεται σε φίλτρο εναλλασσόμενου ρεύματος, φίλτρο γραμμής μετάδοσης σήματος και φίλτρο αποσύνδεσης. Σύμφωνα με τη ζώνη συχνοτήτων του φίλτρου, το φίλτρο μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις τύπους φίλτρων: χαμηλοπερατό, υψιπερατό, band-pass και band-stop.

Πώς να πραγματοποιήσετε τη σχεδίαση EMC στην πλακέτα PCB;

Τέσσερα, τροφοδοτικό, τεχνολογία γείωσης
Είτε πρόκειται για εξοπλισμό τεχνολογίας πληροφοριών, ραδιοηλεκτρονικά και ηλεκτρικά προϊόντα, πρέπει να τροφοδοτείται από πηγή ενέργειας. Το τροφοδοτικό χωρίζεται σε ένα εξωτερικό τροφοδοτικό και ένα εσωτερικό τροφοδοτικό. Το τροφοδοτικό είναι μια τυπική και σοβαρή πηγή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Όπως η επίδραση του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, η τάση αιχμής μπορεί να είναι τόσο υψηλή όσο κιλοβολτ ή περισσότερο, γεγονός που θα προκαλέσει καταστροφική ζημιά στον εξοπλισμό ή το σύστημα. Επιπλέον, η γραμμή ηλεκτρικού ρεύματος είναι ένας τρόπος για μια ποικιλία σημάτων παρεμβολής να εισβάλλουν στον εξοπλισμό. Επομένως, το σύστημα τροφοδοσίας, ειδικά ο σχεδιασμός EMC του τροφοδοτικού μεταγωγής, είναι σημαντικό μέρος του σχεδιασμού σε επίπεδο εξαρτημάτων. Τα μέτρα ποικίλλουν, όπως το καλώδιο τροφοδοσίας τροφοδοτείται απευθείας από την κύρια πύλη του ηλεκτρικού δικτύου, το εναλλασσόμενο ρεύμα που λαμβάνεται από το ηλεκτρικό δίκτυο σταθεροποιείται, χαμηλοπερατό φιλτράρισμα, απομόνωση μεταξύ των περιελίξεων του μετασχηματιστή ισχύος, θωράκιση, καταστολή υπερτάσεων, και προστασία από υπέρταση και υπερένταση.

Η γείωση περιλαμβάνει γείωση, γείωση σήματος και ούτω καθεξής. Ο σχεδιασμός του σώματος γείωσης, η διάταξη του καλωδίου γείωσης και η σύνθετη αντίσταση του καλωδίου γείωσης σε διάφορες συχνότητες δεν σχετίζονται μόνο με την ηλεκτρική ασφάλεια του προϊόντος ή του συστήματος, αλλά σχετίζονται επίσης με την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και την τεχνολογία μέτρησής του.

Η καλή γείωση μπορεί να προστατεύσει την κανονική λειτουργία του εξοπλισμού ή του συστήματος και την προσωπική ασφάλεια και μπορεί να εξαλείψει διάφορες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και κεραυνούς. Επομένως, ο σχεδιασμός γείωσης είναι πολύ σημαντικός, αλλά είναι επίσης ένα δύσκολο θέμα. Υπάρχουν πολλοί τύποι καλωδίων γείωσης, όπως λογική γείωση, γείωση σήματος, γείωση θωράκισης και προστατευτική γείωση. Οι μέθοδοι γείωσης μπορούν επίσης να χωριστούν σε γείωση ενός σημείου, γείωση πολλαπλών σημείων, μικτή γείωση και αιωρούμενη γείωση. Η ιδανική επιφάνεια γείωσης πρέπει να είναι σε μηδενικό δυναμικό και δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων γείωσης. Αλλά στην πραγματικότητα, οποιοδήποτε «γείωση» ή καλώδιο γείωσης έχει αντίσταση. Όταν ρέει ρεύμα, θα συμβεί πτώση τάσης, έτσι ώστε το δυναμικό στο καλώδιο γείωσης να μην είναι μηδενικό και να υπάρχει τάση γείωσης μεταξύ των δύο σημείων γείωσης. Όταν το κύκλωμα είναι γειωμένο σε πολλά σημεία και υπάρχουν συνδέσεις σήματος, θα σχηματίσει μια τάση παρεμβολής βρόχου γείωσης. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία γείωσης είναι πολύ συγκεκριμένη, όπως η γείωση σήματος και η γείωση ισχύος πρέπει να διαχωρίζονται, τα πολύπλοκα κυκλώματα χρησιμοποιούν γείωση πολλαπλών σημείων και κοινή γείωση.