La conception CEM dans le PCB bord devrait faire partie de la conception globale de tout appareil et système électronique, et elle est bien plus rentable que les autres méthodes qui tentent de faire en sorte que le produit atteigne EMC. La technologie clé de la conception de la compatibilité électromagnétique est l’étude des sources d’interférences électromagnétiques. La maîtrise de l’émission électromagnétique des sources d’interférences électromagnétiques est une solution permanente. Pour contrôler l’émission de sources d’interférences, en plus de réduire le niveau de bruit électromagnétique généré par le mécanisme des sources d’interférences électromagnétiques, les technologies de blindage (y compris l’isolation), de filtrage et de mise à la terre doivent être largement utilisées.

Les principales techniques de conception CEM incluent les méthodes de blindage électromagnétique, les techniques de filtrage des circuits et une attention particulière doit être portée à la conception de la mise à la terre du chevauchement de l’élément de mise à la terre.

Un, la pyramide de conception EMC dans la carte PCB
La Figure 9-4 montre la méthode recommandée pour la meilleure conception CEM des appareils et des systèmes. Il s’agit d’un graphique pyramidal.

Tout d’abord, la base d’une bonne conception CEM est l’application de bons principes de conception électrique et mécanique. Cela inclut des considérations de fiabilité, telles que le respect des spécifications de conception dans des tolérances acceptables, de bonnes méthodes d’assemblage et diverses techniques de test en cours de développement.

De manière générale, les appareils qui pilotent les équipements électroniques d’aujourd’hui doivent être montés sur le PCB. Ces appareils sont composés de composants et de circuits présentant des sources potentielles d’interférences et sensibles à l’énergie électromagnétique. Par conséquent, la conception CEM des PCB est le prochain problème le plus important dans la conception CEM. L’emplacement des composants actifs, le routage des lignes imprimées, l’adaptation de l’impédance, la conception de la mise à la terre et le filtrage du circuit doivent tous être pris en compte lors de la conception CEM. Certains composants PCB doivent également être blindés.

Troisièmement, les câbles internes sont généralement utilisés pour connecter des PCB ou d’autres sous-composants internes. Par conséquent, la conception CEM du câble interne, y compris la méthode de routage et le blindage, est très importante pour la CEM globale de tout appareil donné.

Comment réaliser la conception CEM dans la carte PCB?

Une fois la conception CEM du PCB et la conception du câble interne terminées, une attention particulière doit être accordée à la conception du blindage du châssis et aux méthodes de traitement de tous les espaces, perforations et trous de passage des câbles.

Enfin, devrait également se concentrer sur l’alimentation d’entrée et de sortie et d’autres problèmes de filtrage de câble.

2. Blindage électromagnétique
Le blindage utilise principalement divers matériaux conducteurs, fabriqués dans diverses coques et connectés à la terre pour couper le chemin de propagation du bruit électromagnétique formé par couplage électrostatique, couplage inductif ou couplage de champ électromagnétique alternatif à travers l’espace. L’isolation utilise principalement des relais, des transformateurs d’isolation ou des isolateurs photoélectriques et d’autres dispositifs pour couper le chemin de propagation du bruit électromagnétique sous forme de conduction se caractérisent par la séparation du système de masse des deux parties du circuit et la coupure de la possibilité de couplage à travers impédance.

L’efficacité du corps de blindage est représentée par l’efficacité de blindage (SE) (comme illustré à la Figure 9-5). L’efficacité du blindage est définie comme :

Comment réaliser la conception CEM dans la carte PCB?

La relation entre l’efficacité du blindage électromagnétique et l’atténuation de l’intensité du champ est indiquée dans le Tableau 9-1.

Comment réaliser la conception CEM dans la carte PCB?

Plus l’efficacité du blindage est élevée, plus il est difficile pour chaque augmentation de 20 dB. Le cas des équipements civils ne nécessite généralement qu’une efficacité de blindage d’environ 40 dB, tandis que le cas des équipements militaires nécessite généralement une efficacité de blindage supérieure à 60 dB.

Des matériaux à haute conductivité électrique et perméabilité magnétique peuvent être utilisés comme matériaux de blindage. Les matériaux de blindage couramment utilisés sont les plaques d’acier, les plaques d’aluminium, les feuilles d’aluminium, les plaques de cuivre, les feuilles de cuivre, etc. Avec les exigences de compatibilité électromagnétique plus strictes pour les produits civils, de plus en plus de fabricants ont adopté la méthode de placage de nickel ou de cuivre sur le boîtier en plastique pour obtenir un blindage.

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Trois, filtrage
Le filtrage est une technique de traitement du bruit électromagnétique dans le domaine fréquentiel, fournissant un chemin à faible impédance pour le bruit électromagnétique afin d’atteindre l’objectif de suppression des interférences électromagnétiques. Coupez le chemin que les interférences se propagent le long de la ligne de signal ou de la ligne électrique, et le blindage ensemble constitue une parfaite protection contre les interférences. Par exemple, le filtre d’alimentation présente une impédance élevée à la fréquence d’alimentation de 50 Hz, mais présente une impédance faible au spectre de bruit électromagnétique.

Selon les différents objets de filtrage, le filtre est divisé en filtre d’alimentation CA, filtre de ligne de transmission de signal et filtre de découplage. Selon la bande de fréquence du filtre, le filtre peut être divisé en quatre types de filtres : passe-bas, passe-haut, passe-bande et coupe-bande.

Comment réaliser la conception CEM dans la carte PCB?

Quatre, alimentation, technologie de mise à la terre
Qu’il s’agisse d’équipements informatiques, d’électronique radio ou de produits électriques, ils doivent être alimentés par une source d’alimentation. L’alimentation est divisée en une alimentation externe et une alimentation interne. L’alimentation est une source typique et sérieuse d’interférences électromagnétiques. Comme l’impact du réseau électrique, la tension de crête peut atteindre des kilovolts ou plus, ce qui causera des dommages dévastateurs à l’équipement ou au système. De plus, la ligne d’alimentation secteur est un moyen pour une variété de signaux d’interférence d’envahir l’équipement. Par conséquent, le système d’alimentation, en particulier la conception CEM de l’alimentation à découpage, est une partie importante de la conception au niveau des composants. Les mesures sont variées, telles que le câble d’alimentation est directement tiré de la grille principale du réseau électrique, le courant alternatif tiré du réseau électrique est stabilisé, le filtrage passe-bas, l’isolement entre les enroulements du transformateur de puissance, le blindage, la suppression des surtensions, et protection contre les surtensions et les surintensités.

La mise à la terre comprend la mise à la terre, la mise à la terre du signal, etc. La conception du corps de mise à la terre, la disposition du fil de mise à la terre et l’impédance du fil de mise à la terre à différentes fréquences sont non seulement liées à la sécurité électrique du produit ou du système, mais également à la compatibilité électromagnétique et à sa technologie de mesure.

Une bonne mise à la terre peut protéger le fonctionnement normal de l’équipement ou du système et la sécurité personnelle, et peut éliminer diverses interférences électromagnétiques et coups de foudre. Par conséquent, la conception de la mise à la terre est très importante, mais c’est aussi un sujet difficile. Il existe de nombreux types de fils de terre, notamment la terre logique, la terre du signal, la terre du blindage et la terre de protection. Les méthodes de mise à la terre peuvent également être divisées en mise à la terre à point unique, mise à la terre multipoint, mise à la terre mixte et mise à la terre flottante. La surface de mise à la terre idéale doit être au potentiel zéro et il n’y a pas de différence de potentiel entre les points de mise à la terre. Mais en fait, tout “terre” ou fil de terre a une résistance. Lorsqu’un courant circule, une chute de tension se produit, de sorte que le potentiel sur le fil de terre n’est pas nul, et il y aura une tension de terre entre les deux points de mise à la terre. Lorsque le circuit est mis à la terre en plusieurs points et qu’il existe des connexions de signal, il formera une tension d’interférence de boucle de terre. Par conséquent, la technologie de mise à la terre est très particulière, telle que la mise à la terre du signal et la mise à la terre de l’alimentation doivent être séparées, les circuits complexes utilisent une mise à la terre multipoint et une mise à la terre commune.