EMC disain PCB plaat peaks olema osa iga elektroonilise seadme ja süsteemi terviklikust disainist ning see on palju kuluefektiivsem kui muud meetodid, millega püütakse toodet EMC-ni jõuda. Elektromagnetilise ühilduvuse disaini võtmetehnoloogia on elektromagnetiliste häirete allikate uurimine. Elektromagnetiliste häirete allikate elektromagnetkiirguse juhtimine on püsiv lahendus. Häireallikate emissiooni kontrollimiseks tuleb lisaks elektromagnetiliste häirete allikate mehhanismi poolt tekitatava elektromagnetilise müra taseme vähendamisele laialdaselt kasutada varjestus- (sh isolatsiooni-), filtreerimis- ja maandustehnoloogiaid.

Peamised elektromagnetilise ühilduvuse projekteerimise tehnikad hõlmavad elektromagnetilise varjestuse meetodeid, vooluahela filtreerimistehnikaid ning erilist tähelepanu tuleks pöörata maanduselementide kattumise maanduskonstruktsioonile.

Üks, EMC disainipüramiid PCB plaadil
Joonisel 9-4 on näidatud seadmete ja süsteemide parima elektromagnetilise ühilduvuse kavandamise soovitatav meetod. See on püramiidgraafik.

Esiteks on hea EMC-disaini aluseks heade elektri- ja mehaaniliste projekteerimispõhimõtete rakendamine. See hõlmab usaldusväärsuse kaalutlusi, nagu projekteerimisnõuete täitmine vastuvõetavate tolerantside piires, head monteerimismeetodid ja mitmesugused väljatöötamisel olevad testimistehnikad.

Üldiselt tuleb öelda, et seadmed, mis käitavad tänapäevaseid elektroonikaseadmeid, tuleb paigaldada PCB-le. Need seadmed koosnevad komponentidest ja vooluringidest, millel on potentsiaalsed häirete allikad ja mis on tundlikud elektromagnetilise energia suhtes. Seetõttu on PCB-de EMC-disain EMC-disaini kõige olulisem küsimus. EMC projekteerimisel tuleks arvesse võtta aktiivsete komponentide asukohta, trükitud liinide marsruutimist, impedantsi sobitamist, maanduse kavandamist ja vooluahela filtreerimist. Mõned PCB komponendid peavad olema ka varjestatud.

Kolmandaks kasutatakse tavaliselt PCB-de või muude sisemiste alamkomponentide ühendamiseks sisemisi kaableid. Seetõttu on sisemise kaabli EMC disain, sealhulgas marsruutimismeetod ja varjestus, iga seadme üldise elektromagnetilise ühilduvuse jaoks väga oluline.

Kuidas teostada EMC projekteerimist PCB-plaadil?

Pärast trükkplaadi elektromagnetilise ühilduvuse ja sisemise kaabli konstruktsiooni valmimist tuleks erilist tähelepanu pöörata šassii varjestuse konstruktsioonile ning kõigi tühimike, perforatsioonide ja läbiva kaabli töötlemismeetoditele.

Lõpuks tuleks keskenduda ka sisend- ja väljundtoiteallikale ning muudele kaabli filtreerimisprobleemidele.

2. Elektromagnetiline varjestus
Varjestuses kasutatakse peamiselt mitmesuguseid juhtivaid materjale, mis on valmistatud erinevatesse kestadesse ja ühendatud maandusega, et katkestada elektromagnetilise müra levimistee, mis moodustub elektrostaatilise sidestuse, induktiivse sidestuse või vahelduva elektromagnetvälja sidestusest läbi ruumi. Eraldamisel kasutatakse peamiselt releesid, isolatsioonitrafosid või fotoelektrilisi Isolaatoreid ja muid seadmeid elektromagnetilise müra levimistee katkestamiseks juhtivuse kujul, mida iseloomustab ahela kahe osa maandussüsteemi eraldamine ja ühendamise võimaluse katkestamine. impedants.

Varjestuskeha efektiivsust väljendab varjestuse efektiivsus (SE) (nagu on näidatud joonisel 9-5). Varjestuse tõhusust määratletakse järgmiselt:

Kuidas teostada EMC projekteerimist PCB-plaadil?

Elektromagnetilise varjestuse efektiivsuse ja väljatugevuse sumbumise vaheline seos on loetletud tabelis 9-1.

Kuidas teostada EMC projekteerimist PCB-plaadil?

Mida suurem on varjestuse efektiivsus, seda keerulisem on iga 20 dB suurenemine. Tsiviilvarustuse puhul on tavaliselt vaja ainult umbes 40 dB varjestuse efektiivsust, samal ajal kui sõjavarustuse puhul on tavaliselt vaja rohkem kui 60 dB varjestuse efektiivsust.

Varjestusmaterjalina võib kasutada kõrge elektrijuhtivuse ja magnetilise läbilaskvusega materjale. Tavaliselt kasutatavad varjestusmaterjalid on terasplaat, alumiiniumplaat, alumiiniumfoolium, vaskplaat, vaskfoolium ja nii edasi. Tsiviiltoodete elektromagnetilise ühilduvuse rangemate nõuete tõttu on üha enam tootjaid varjestuse saavutamiseks kasutanud plastkorpuse nikli või vase katmist.

PCB disain, võtke ühendust 020-89811835

Kolmas, filtreerimine
Filtreerimine on elektromagnetilise müra töötlemise meetod sageduspiirkonnas, mis tagab elektromagnetilise müra madala impedantsi tee, et saavutada elektromagnetiliste häirete summutamise eesmärk. Lõigake ära tee, mille kaudu häired levivad mööda signaaliliini või toiteliini, ja varjestus koos moodustab täiusliku häirete kaitse. Näiteks toiteallika filtril on kõrge impedants 50 Hz võimsuse sagedusele, kuid elektromagnetilise müra spektrile on see madal.

Vastavalt erinevatele filtreerimisobjektidele jagatakse filter vahelduvvoolufiltriks, signaaliülekandeliini filtriks ja lahtisidumise filtriks. Filtri sagedusriba järgi saab filtri jagada nelja tüüpi filtriteks: madalpääs-, kõrgpääs-, ribapääs- ja ribapeatus.

Kuidas teostada EMC projekteerimist PCB-plaadil?

Neli, toiteallikas, maandustehnoloogia
Olgu tegemist infotehnoloogia seadmete, raadioelektroonika ja elektritoodetega, peab see saama toiteallikast. Toiteallikas on jagatud väliseks toiteallikaks ja sisemiseks toiteallikaks. Toiteallikas on tüüpiline ja tõsine elektromagnetiliste häirete allikas. Nagu elektrivõrgu mõju, võib tipppinge ulatuda kilovoltideni või rohkemgi, mis põhjustab seadmele või süsteemile laastavat kahju. Lisaks on võrgu toitejuhe viis mitmesuguste häirete signaalide tungimiseks seadmetesse. Seetõttu on toitesüsteem, eriti lülitustoiteallika EMC konstruktsioon, komponenditasandi konstruktsiooni oluline osa. Meetmed on mitmekesised, näiteks toitekaabel tõmmatakse otse elektrivõrgu peaväravast, elektrivõrgust võetav vahelduvvool on stabiliseeritud, madalpääsfiltreerimine, jõutrafo mähiste vaheline isolatsioon, varjestus, liigpinge summutamine, ning ülepinge- ja ülevoolukaitse.

Maandus hõlmab maandust, signaali maandust jne. Maanduskorpuse konstruktsioon, maandusjuhtme paigutus ja maandusjuhtme impedants erinevatel sagedustel ei ole seotud mitte ainult toote või süsteemi elektriohutusega, vaid ka elektromagnetilise ühilduvuse ja selle mõõtmistehnoloogiaga.

Hea maandus võib kaitsta seadme või süsteemi normaalset tööd ja isiklikku ohutust ning kõrvaldada mitmesugused elektromagnetilised häired ja pikselöögid. Seetõttu on maanduse disain väga oluline, kuid see on ka keeruline teema. Maandusjuhtmeid on mitut tüüpi, sealhulgas loogikamaandus, signaalimaandus, varjestusmaandus ja kaitsemaandus. Maandusmeetodid võib jagada ka ühepunkti-, mitmepunkti-, segamaanduseks ja ujuvaks maandamiseks. Ideaalne maanduspind peaks olema nullpotentsiaaliga ja maanduspunktide vahel ei ole potentsiaalide erinevust. Kuid tegelikult on igal “maandusel” või maandusjuhtmel takistus. Voolu voolamisel tekib pingelangus, nii et maandusjuhtme potentsiaal ei ole null ja kahe maanduspunkti vahel tekib maanduspinge. Kui vooluahel on mitmes punktis maandatud ja signaaliühendused on olemas, moodustab see maandusahela häirepinge. Seetõttu on maandustehnoloogia väga eriline, näiteks tuleks eraldada signaali maandus ja toitemaandus, keerukates ahelates kasutatakse mitmepunktilist ja ühist maandust.