طراحی EMC در برد PCB باید بخشی از طراحی جامع هر دستگاه و سیستم الکترونیکی باشد و به مراتب مقرون به صرفه تر از روش های دیگری است که سعی در رساندن محصول به EMC دارند. فناوری کلیدی طراحی سازگاری الکترومغناطیسی، مطالعه منابع تداخل الکترومغناطیسی است. کنترل انتشار الکترومغناطیسی از منابع تداخل الکترومغناطیسی یک راه حل دائمی است. برای کنترل انتشار منابع تداخل، علاوه بر کاهش سطح نویز الکترومغناطیسی تولید شده توسط مکانیسم منابع تداخل الکترومغناطیسی، فناوری‌های محافظ (از جمله جداسازی)، فیلتر کردن و اتصال به زمین نیاز به استفاده گسترده دارند.

تکنیک‌های اصلی طراحی EMC شامل روش‌های محافظ الکترومغناطیسی، تکنیک‌های فیلتر کردن مدار است و باید توجه ویژه‌ای به طراحی زمین همپوشانی عنصر زمین شود.

یکی، هرم طراحی EMC در برد PCB
شکل 9-4 روش توصیه شده برای بهترین طراحی EMC دستگاه ها و سیستم ها را نشان می دهد. این یک نمودار هرمی است.

First of all, the foundation of good EMC design is the application of good electrical and mechanical design principles. This includes reliability considerations, such as meeting design specifications within acceptable tolerances, good assembly methods, and various testing techniques under development.

به طور کلی، دستگاه هایی که تجهیزات الکترونیکی امروزی را هدایت می کنند باید روی PCB نصب شوند. این دستگاه ها از اجزا و مدارهایی تشکیل شده اند که دارای منابع بالقوه تداخل بوده و به انرژی الکترومغناطیسی حساس هستند. بنابراین، طراحی EMC PCB مهمترین موضوع بعدی در طراحی EMC است. محل اجزای فعال، مسیریابی خطوط چاپ شده، تطابق امپدانس، طراحی زمین و فیلتر مدار همگی باید در طراحی EMC در نظر گرفته شوند. برخی از اجزای PCB نیز باید محافظ شوند.

سوم، کابل‌های داخلی معمولاً برای اتصال PCB یا سایر اجزای فرعی داخلی استفاده می‌شوند. بنابراین، طراحی EMC کابل داخلی از جمله روش مسیریابی و محافظ برای EMC کلی هر دستگاه بسیار مهم است.

چگونه طراحی EMC را در برد PCB انجام دهیم؟

پس از اتمام طراحی EMC PCB و طراحی کابل داخلی، باید به طراحی محافظ شاسی و روش های پردازش تمام شکاف ها، سوراخ ها و سوراخ های کابل توجه ویژه ای شود.

در نهایت، باید روی منبع تغذیه ورودی و خروجی و سایر مسائل فیلتر کابل نیز تمرکز کنید.

2. محافظ الکترومغناطیسی
محافظ عمدتاً از مواد رسانای مختلفی استفاده می کند که در پوسته های مختلف ساخته شده و به زمین متصل می شوند تا مسیر انتشار نویز الکترومغناطیسی را که توسط جفت الکترواستاتیکی، جفت القایی یا جفت شدن میدان الکترومغناطیسی متناوب در فضا ایجاد می شود، قطع کند. جداسازی عمدتاً از رله ها، ترانسفورماتورهای ایزوله یا ایزولاتورهای فوتوالکتریک و سایر دستگاه ها برای قطع مسیر انتشار نویز الکترومغناطیسی به شکل رسانایی استفاده می کند که با جداسازی سیستم زمین دو قسمت مدار و قطع امکان اتصال از طریق مشخص می شود. امپدانس

اثربخشی بدنه محافظ با اثربخشی محافظ (SE) نشان داده شده است (همانطور که در شکل 9-5 نشان داده شده است). اثربخشی محافظ به صورت زیر تعریف می شود:

چگونه طراحی EMC را در برد PCB انجام دهیم؟

رابطه بین اثربخشی محافظ الکترومغناطیسی و تضعیف قدرت میدان در جدول 9-1 ذکر شده است.

چگونه طراحی EMC را در برد PCB انجام دهیم؟

هرچه اثر محافظتی بالاتر باشد، برای هر افزایش 20 دسی بل دشوارتر است. مورد تجهیزات غیرنظامی معمولاً فقط به اثربخشی محافظ حدود 40 دسی بل نیاز دارد، در حالی که مورد تجهیزات نظامی به طور کلی به اثربخشی محافظ بیش از 60 دسی بل نیاز دارد.

مواد با رسانایی الکتریکی بالا و نفوذپذیری مغناطیسی می توانند به عنوان مواد محافظ استفاده شوند. معمولاً از مواد محافظ استفاده می شود ورق فولادی، ورق آلومینیوم، فویل آلومینیوم، ورق مس، فویل مس و غیره. با الزامات سخت‌گیرانه‌تر سازگاری الکترومغناطیسی برای محصولات غیرنظامی، تولیدکنندگان بیشتر و بیشتری از روش آبکاری نیکل یا مس روی بدنه پلاستیکی برای دستیابی به محافظ استفاده می‌کنند.

طراحی PCB، لطفا با شماره 020-89811835 تماس بگیرید

سه، فیلتر کردن
فیلتر کردن تکنیکی برای پردازش نویز الکترومغناطیسی در حوزه فرکانس است که یک مسیر امپدانس کم برای نویز الکترومغناطیسی برای دستیابی به هدف سرکوب تداخل الکترومغناطیسی فراهم می کند. مسیری که تداخل در امتداد خط سیگنال یا خط برق منتشر می‌شود را قطع کنید و محافظ با هم یک محافظت کامل از تداخل ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، فیلتر منبع تغذیه امپدانس بالایی را به فرکانس توان 50 هرتز ارائه می دهد، اما امپدانس پایینی را برای طیف نویز الکترومغناطیسی ارائه می دهد.

با توجه به اشیاء فیلتر مختلف، فیلتر به فیلتر برق AC، فیلتر خط انتقال سیگنال و فیلتر جداکننده تقسیم می شود. با توجه به باند فرکانسی فیلتر، فیلتر را می توان به چهار نوع فیلتر پایین گذر، بالا گذر، باند گذر و باند استاپ تقسیم کرد.

چگونه طراحی EMC را در برد PCB انجام دهیم؟

چهار، منبع تغذیه، تکنولوژی زمین
خواه تجهیزات فناوری اطلاعات، الکترونیک رادیویی و محصولات الکتریکی باشد، باید از یک منبع برق تغذیه شود. منبع تغذیه به یک منبع تغذیه خارجی و یک منبع تغذیه داخلی تقسیم می شود. منبع تغذیه یک منبع معمولی و جدی تداخل الکترومغناطیسی است. مانند ضربه شبکه برق، پیک ولتاژ می تواند تا کیلوولت یا بیشتر باشد که باعث آسیب مخرب به تجهیزات یا سیستم می شود. علاوه بر این، خط برق اصلی راهی برای انواع سیگنال های تداخلی برای هجوم به تجهیزات است. بنابراین، سیستم منبع تغذیه، به ویژه طراحی EMC منبع تغذیه سوئیچینگ، بخش مهمی از طراحی سطح قطعه است. اقدامات متنوع هستند، مانند کابل منبع تغذیه مستقیماً از دروازه اصلی شبکه برق کشیده می شود، AC گرفته شده از شبکه برق تثبیت می شود، فیلتر پایین گذر، ایزوله بین سیم پیچ های ترانسفورماتور قدرت، محافظ، سرکوب نوسانات، و حفاظت از اضافه ولتاژ و جریان اضافی.

اتصال زمین شامل زمین، زمین سیگنال و غیره است. طراحی بدنه اتصال زمین، چیدمان سیم اتصال به زمین و امپدانس سیم اتصال به زمین در فرکانس های مختلف نه تنها به ایمنی الکتریکی محصول یا سیستم مربوط می شود، بلکه به سازگاری الکترومغناطیسی و فناوری اندازه گیری آن نیز مربوط می شود.

زمین خوب می تواند از عملکرد عادی تجهیزات یا سیستم و ایمنی شخصی محافظت کند و می تواند تداخل های مختلف الکترومغناطیسی و صاعقه را از بین ببرد. بنابراین، طراحی زمین بسیار مهم است، اما همچنین موضوع دشواری است. انواع مختلفی از سیم های زمین وجود دارد، از جمله زمین منطقی، زمین سیگنال، زمین محافظ و زمین محافظ. روش های زمین را نیز می توان به زمین تک نقطه ای، زمین چند نقطه ای، زمین مختلط و زمین شناور تقسیم کرد. سطح زمین ایده آل باید در پتانسیل صفر باشد و هیچ تفاوت پتانسیلی بین نقاط زمین وجود ندارد. اما در واقع، هر سیم “زمین” یا زمین دارای مقاومت است. هنگامی که یک جریان جاری می شود، افت ولتاژ رخ می دهد، به طوری که پتانسیل روی سیم زمین صفر نیست و ولتاژ زمین بین دو نقطه اتصال زمین وجود خواهد داشت. هنگامی که مدار در چندین نقطه به زمین متصل می شود و اتصالات سیگنال وجود دارد، ولتاژ تداخل حلقه زمین را تشکیل می دهد. بنابراین، تکنولوژی زمین بسیار خاص است، مانند اتصال زمین سیگنال و زمین باید از هم جدا شوند، مدارهای پیچیده از زمین چند نقطه ای و زمین مشترک استفاده می کنند.