のEMC設計 PCBボード 電子デバイスおよびシステムの包括的な設計の一部である必要があり、製品をEMCに到達させようとする他の方法よりもはるかに費用効果が高くなります。 電磁両立性設計の重要な技術は、電磁干渉源の研究です。 電磁干渉源からの電磁放射を制御することは恒久的な解決策です。 干渉源の放出を制御するには、電磁干渉源のメカニズムによって生成される電磁ノイズのレベルを低減することに加えて、シールド（分離を含む）、フィルタリング、および接地技術を広く使用する必要があります。

主なEMC設計技術には、電磁シールド法、回路フィルタリング技術が含まれ、接地要素のオーバーラップの接地設計に特別な注意を払う必要があります。

XNUMXつは、PCBボードのEMC設計ピラミッドです。
図9-4は、デバイスとシステムの最適なEMC設計に推奨される方法を示しています。 これはピラミッドグラフです。

まず第一に、優れたEMC設計の基礎は、優れた電気的および機械的設計原理の適用です。 これには、許容範囲内の設計仕様への適合、優れた組み立て方法、開発中のさまざまなテスト手法など、信頼性に関する考慮事項が含まれます。

一般的に、今日の電子機器を駆動するデバイスは、PCBにマウントする必要があります。 これらのデバイスは、潜在的な干渉源があり、電磁エネルギーに敏感なコンポーネントと回路で構成されています。 したがって、PCBのEMC設計は、EMC設計で次に重要な問題です。 EMCの設計時には、アクティブコンポーネントの位置、印刷されたラインのルーティング、インピーダンスの整合、接地の設計、および回路のフィルタリングをすべて考慮する必要があります。 一部のPCBコンポーネントもシールドする必要があります。

第三に、内部ケーブルは通常、PCBまたはその他の内部サブコンポーネントを接続するために使用されます。 したがって、配線方法とシールドを含む内部ケーブルのEMC設計は、特定のデバイスのEMC全体にとって非常に重要です。

PCBボードでEMC設計を実行する方法は？

PCBのEMC設計と内部ケーブルの設計が完了したら、シャーシのシールド設計と、すべてのギャップ、ミシン目、ケーブル貫通穴の処理方法に特別な注意を払う必要があります。

最後に、入力および出力電源とその他のケーブルフィルタリングの問題にも焦点を当てる必要があります。

2.電磁シールド
シールドは主に、さまざまなシェルに製造され、地球に接続されたさまざまな導電性材料を使用して、空間を介した静電結合、誘導結合、または交流電磁界結合によって形成される電磁ノイズ伝搬経路を遮断します。 絶縁は、主にリレー、絶縁トランス、光電式アイソレータなどのデバイスを使用して、伝導の形で電磁ノイズの伝搬経路を遮断します。これは、回路のXNUMXつの部分の接地システムを分離し、インピーダンス。

シールド体の有効性は、シールド効果（SE）で表されます（図9-5を参照）。 シールド効果は次のように定義されます。

PCBボードでEMC設計を実行する方法は？

電磁シールドの有効性と電界強度の減衰の関係を表9-1に示します。

PCBボードでEMC設計を実行する方法は？

シールド効果が高いほど、20dBずつ増加するのが難しくなります。 土木機器の場合は一般に約40dBのシールド効果しか必要ありませんが、軍事機器の場合は一般に60dB以上のシールド効果が必要です。

シールド材としては、導電性と透磁率の高い材料が使用できます。 一般的に使用されるシールド材は、鋼板、アルミ板、アルミ箔、銅板、銅箔などです。 民間製品に対するより厳しい電磁両立性要件により、ますます多くの製造業者が、シールドを達成するためにプラスチックケースにニッケルまたは銅をめっきする方法を採用しています。

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XNUMX、フィルタリング
フィルタリングは、周波数領域で電磁ノイズを処理するための技術であり、電磁干渉を抑制する目的を達成するために電磁ノイズの低インピーダンスパスを提供します。 干渉が信号線または電力線に沿って伝播する経路を遮断すると、シールドが一緒になって完全な干渉保護を構成します。 たとえば、電源フィルタは50 Hzの電源周波数に対して高インピーダンスを示しますが、電磁ノイズスペクトルに対しては低インピーダンスを示します。

さまざまなフィルタリングオブジェクトに応じて、フィルタはAC電力フィルタ、信号伝送ラインフィルタ、およびデカップリングフィルタに分けられます。 フィルタの周波数帯域に応じて、フィルタはローパス、ハイパス、バンドパス、バンドストップのXNUMX種類のフィルタに分けることができます。

PCBボードでEMC設計を実行する方法は？

XNUMX、電源、接地技術
それが情報技術機器、無線電子機器、および電気製品であるかどうかにかかわらず、それは電源によって電力を供給されなければなりません。 電源は外部電源と内部電源に分かれています。 電源は、電磁干渉の典型的で深刻な原因です。 電力網の影響など、ピーク電圧はキロボルト以上になる可能性があり、機器やシステムに壊滅的な損傷を与える可能性があります。 さらに、主電源ラインは、さまざまな干渉信号が機器に侵入するための手段です。 したがって、電源システム、特にスイッチング電源のEMC設計は、コンポーネントレベルの設計の重要な部分です。 電源ケーブルが電力網のメインゲートから直接引き出される、電力網から引き出されるACが安定化される、ローパスフィルタリング、電力変圧器巻線間の分離、シールド、サージ抑制、過電圧および過電流保護。

接地には、接地、信号接地などが含まれます。 接地体の設計、接地線のレイアウト、およびさまざまな周波数での接地線のインピーダンスは、製品またはシステムの電気的安全性だけでなく、電磁両立性とその測定技術にも関係しています。

適切な接地は、機器またはシステムの通常の動作と個人の安全を保護し、さまざまな電磁干渉や落雷を排除することができます。 したがって、接地設計は非常に重要ですが、それは難しい問題でもあります。 アース線には、ロジックアース、信号アース、シールドアース、保護アースなど、さまざまな種類があります。 接地方法は、シングルポイント接地、マルチポイント接地、混合接地、フローティング接地に分けることもできます。 理想的な接地面はゼロ電位である必要があり、接地点間に電位差はありません。 しかし実際には、「アース」またはアース線には抵抗があります。 電流が流れると電圧降下が発生するため、アース線の電位はゼロではなく、XNUMXつのアース点の間にアース電圧が発生します。 回路が複数のポイントで接地され、信号接続がある場合、それはグランドループ干渉電圧を形成します。 したがって、信号接地と電力接地を分離する必要があるなど、接地技術は非常に特殊であり、複雑な回路は多点接地と共通接地を使用します。