EMC-suunnittelu PCB-aluksella pitäisi olla osa minkä tahansa elektronisen laitteen ja järjestelmän kokonaisvaltaista suunnittelua, ja se on paljon kustannustehokkaampaa kuin muut menetelmät, joilla tuote pyritään saamaan EMC:hen. Sähkömagneettisen yhteensopivuuden suunnittelun avainteknologia on sähkömagneettisten häiriölähteiden tutkiminen. Sähkömagneettisten häiriölähteiden sähkömagneettisen säteilyn hallinta on pysyvä ratkaisu. Häiriöiden lähteiden päästöjen hallitsemiseksi sähkömagneettisten häiriölähteiden mekanismin tuottaman sähkömagneettisen kohinan tason vähentämisen lisäksi on käytettävä laajasti suojaus- (mukaan lukien eristys), suodatus- ja maadoitustekniikoita.

Tärkeimpiä EMC-suunnittelutekniikoita ovat sähkömagneettiset suojausmenetelmät, piirien suodatustekniikat, ja erityistä huomiota tulee kiinnittää maadoituselementtien päällekkäisyyden maadoitussuunnitteluun.

Yksi, EMC-suunnittelupyramidi piirilevyssä
Kuvassa 9-4 on esitetty suositeltu menetelmä laitteiden ja järjestelmien parhaan EMC-suunnittelun saavuttamiseksi. Tämä on pyramidikaavio.

Ensinnäkin hyvän EMC-suunnittelun perusta on hyvien sähköisten ja mekaanisten suunnitteluperiaatteiden soveltaminen. Tämä sisältää luotettavuusnäkökohdat, kuten suunnitteluvaatimusten noudattamisen hyväksyttävien toleranssien rajoissa, hyvät kokoonpanomenetelmät ja erilaiset kehitteillä olevat testaustekniikat.

Yleisesti ottaen nykypäivän elektronisia laitteita käyttävät laitteet on asennettava piirilevylle. Nämä laitteet koostuvat komponenteista ja piireistä, joissa on potentiaalisia häiriölähteitä ja jotka ovat herkkiä sähkömagneettiselle energialle. Siksi piirilevyjen EMC-suunnittelu on seuraavaksi tärkein kysymys EMC-suunnittelussa. Aktiivisten komponenttien sijainti, painettujen linjojen reititys, impedanssin sovitus, maadoituksen suunnittelu ja piirin suodatus tulee ottaa huomioon EMC-suunnittelussa. Jotkut piirilevykomponentit on myös suojattava.

Kolmanneksi sisäisiä kaapeleita käytetään yleensä piirilevyjen tai muiden sisäisten osakomponenttien liittämiseen. Siksi sisäisen kaapelin EMC-suunnittelu, mukaan lukien reititysmenetelmä ja suojaus, on erittäin tärkeä minkä tahansa laitteen yleisen EMC:n kannalta.

Kuinka suorittaa EMC-suunnittelu piirilevylle?

Kun piirilevyn EMC-suunnittelu ja sisäinen kaapelisuunnittelu on valmis, tulee kiinnittää erityistä huomiota rungon suojaussuunnitteluun sekä kaikkien rakojen, rei’itysten ja kaapelin läpivientireikien käsittelymenetelmiin.

Lopuksi tulisi myös keskittyä tulo- ja lähtövirtalähteeseen ja muihin kaapelin suodatusongelmiin.

2. Sähkömagneettinen suojaus
Suojauksessa käytetään pääasiassa erilaisia ​​johtavia materiaaleja, jotka on valmistettu erilaisiin kuoriin ja kytketty maahan sähköstaattisen kytkennän, induktiivisen kytkennän tai vuorottelevan sähkömagneettisen kentän kytkennän muodostaman sähkömagneettisen kohinan etenemisreitin katkaisemiseksi avaruuden läpi. Erotuksessa käytetään pääasiassa releitä, eristysmuuntajia tai valosähköisiä Erottimet ja muut laitteet sähkömagneettisen kohinan etenemispolun katkaisemiseksi johtumismuodossa, ja niille on tunnusomaista erottaa piirin kahden osan maajärjestelmä ja katkaista kytkentämahdollisuus impedanssi.

Suojausrungon tehokkuutta edustaa suojauksen tehokkuus (SE) (kuten kuvassa 9-5). Suojauksen tehokkuus määritellään seuraavasti:

Kuinka suorittaa EMC-suunnittelu piirilevylle?

Sähkömagneettisen suojauksen tehokkuuden ja kentänvoimakkuuden vaimennuksen välinen suhde on lueteltu taulukossa 9-1.

Kuinka suorittaa EMC-suunnittelu piirilevylle?

Mitä suurempi suojauksen tehokkuus on, sitä vaikeampaa on jokainen 20 dB:n lisäys. Siviilivarusteet tarvitsevat yleensä vain noin 40 dB:n suojaustehokkuuden, kun taas sotilasvarusteet vaativat yleensä yli 60 dB:n suojaustehokkuuden.

Suojamateriaalina voidaan käyttää materiaaleja, joilla on korkea sähkönjohtavuus ja magneettinen läpäisevyys. Yleisesti käytetyt suojamateriaalit ovat teräslevy, alumiinilevy, alumiinifolio, kuparilevy, kuparikalvo ja niin edelleen. Siviilituotteiden sähkömagneettista yhteensopivuutta koskevien tiukempien vaatimusten myötä yhä useammat valmistajat ovat ottaneet käyttöön menetelmän pinnoittaa nikkeliä tai kuparia muovikoteloon suojauksen saavuttamiseksi.

Piirilevyn suunnittelu, ota yhteyttä 020-89811835

Kolme, suodatus
Suodatus on tekniikka, jolla käsitellään sähkömagneettista kohinaa taajuusalueella, joka tarjoaa matalan impedanssin polun sähkömagneettiselle kohinalle, jotta saavutetaan sähkömagneettisten häiriöiden vaimennus. Katkaise häiriön etenemisreitti signaalilinjaa tai voimajohtoa pitkin, ja suojaus yhdessä muodostaa täydellisen häiriösuojan. Esimerkiksi teholähteen suodatin esittää korkean impedanssin 50 Hz:n tehotaajuudelle, mutta alhaisen impedanssin sähkömagneettisen kohinan spektrille.

Eri suodatusobjektien mukaan suodatin on jaettu vaihtovirtasuodattimeen, signaalinsiirtolinjasuodattimeen ja erotussuodattimeen. Suodattimen taajuuskaistan mukaan suodatin voidaan jakaa neljään tyyppiin: alipäästö-, ylipäästö-, kaistanpäästö- ja kaistanpysäytyssuodattimet.

Kuinka suorittaa EMC-suunnittelu piirilevylle?

Neljä, virtalähde, maadoitustekniikka
Olipa kyse tietotekniikan laitteista, radioelektroniikasta tai sähkötuotteista, sen on saatava virtaa virtalähteestä. Virtalähde on jaettu ulkoiseen virtalähteeseen ja sisäiseen virtalähteeseen. Virtalähde on tyypillinen ja vakava sähkömagneettisten häiriöiden lähde. Kuten sähköverkkoon kohdistuva vaikutus, huippujännite voi olla jopa kilovoltteja tai enemmän, mikä aiheuttaa tuhoisia vaurioita laitteelle tai järjestelmälle. Lisäksi verkkovirtajohto on tapa erilaisille häiriösignaaleille tunkeutua laitteisiin. Siksi tehonsyöttöjärjestelmä, erityisesti hakkuriteholähteen EMC-suunnittelu, on tärkeä osa komponenttitason suunnittelua. Toimenpiteet ovat vaihtelevia, kuten virransyöttökaapeli vedetään suoraan sähköverkon pääportista, sähköverkosta vedetty vaihtovirta stabiloidaan, alipäästösuodatus, tehomuuntajan käämien välinen eristys, suojaus, ylijännitesuoja, sekä ylijännite- ja ylivirtasuoja.

Maadoitus sisältää maadoituksen, signaalin maadoituksen ja niin edelleen. Maadoitusrungon suunnittelu, maadoitusjohtimen sijoittelu ja maadoitusjohtimen impedanssi eri taajuuksilla eivät liity pelkästään tuotteen tai järjestelmän sähköturvallisuuteen, vaan liittyvät myös sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen ja sen mittaustekniikkaan.

Hyvä maadoitus voi suojata laitteen tai järjestelmän normaalia toimintaa ja henkilökohtaista turvallisuutta sekä poistaa erilaisia ​​sähkömagneettisia häiriöitä ja salamaniskuja. Siksi maadoitussuunnittelu on erittäin tärkeää, mutta se on myös vaikea aihe. Maadoitusjohtoja on monenlaisia, mukaan lukien logiikkamaa, signaalimaa, suojamaa ja suojamaa. Maadoitusmenetelmät voidaan jakaa myös yksipistemaadoitus-, monipiste-, sekamaadoitus- ja kelluviin maadoitusmenetelmiin. Ihanteellisen maadoituspinnan tulee olla nollapotentiaalissa, eikä maadoituspisteiden välillä ole potentiaalieroa. Mutta itse asiassa millä tahansa “maa”- tai maadoitusjohdolla on vastus. Kun virta kulkee, tapahtuu jännitehäviö, joten maadoitusjohtimen potentiaali ei ole nolla, ja kahden maadoituspisteen välillä on maajännite. Kun piiri on maadoitettu useista kohdista ja signaalikytkennät ovat, se muodostaa maasilmukan häiriöjännitteen. Siksi maadoitustekniikka on hyvin erityinen, kuten signaalin maadoitus ja tehomaadoitus on erotettava toisistaan, monimutkaiset piirit käyttävät monipistemaadoitusta ja yhteistä maadoitusta.