Het EMC-ontwerp in de Printplaat moet deel uitmaken van het uitgebreide ontwerp van elk elektronisch apparaat en systeem, en het is veel kosteneffectiever dan andere methoden die proberen het product EMC te laten bereiken. De sleuteltechnologie van het ontwerp van elektromagnetische compatibiliteit is de studie van elektromagnetische interferentiebronnen. Het beheersen van de elektromagnetische emissie van elektromagnetische storingsbronnen is een permanente oplossing. Om de emissie van interferentiebronnen te beheersen, moeten naast het verminderen van het niveau van elektromagnetische ruis die wordt gegenereerd door het mechanisme van elektromagnetische interferentiebronnen, afscherming (inclusief isolatie), filtering en aardingstechnologieën op grote schaal worden gebruikt.

De belangrijkste EMC-ontwerptechnieken omvatten elektromagnetische afschermingsmethoden, circuitfiltertechnieken en er moet speciale aandacht worden besteed aan het aardingsontwerp van de overlapping van het aardingselement.

Een, de EMC-ontwerppiramide in de printplaat
Afbeelding 9 toont de aanbevolen methode voor het beste EMC-ontwerp van apparaten en systemen. Dit is een piramidale grafiek.

Allereerst is de basis van een goed EMC-ontwerp de toepassing van goede elektrische en mechanische ontwerpprincipes. Dit omvat betrouwbaarheidsoverwegingen, zoals het voldoen aan ontwerpspecificaties binnen acceptabele toleranties, goede montagemethoden en verschillende testtechnieken in ontwikkeling.

Over het algemeen moeten de apparaten die de elektronische apparatuur van vandaag aandrijven, op de printplaat worden gemonteerd. Deze apparaten zijn samengesteld uit componenten en circuits die potentiële storingsbronnen hebben en gevoelig zijn voor elektromagnetische energie. Daarom is het EMC-ontwerp van PCB het volgende belangrijkste punt in het EMC-ontwerp. De locatie van actieve componenten, de routering van gedrukte lijnen, de aanpassing van de impedantie, het ontwerp van de aarding en de filtering van het circuit moeten allemaal worden overwogen tijdens het EMC-ontwerp. Sommige PCB-componenten moeten ook worden afgeschermd.

Ten derde worden over het algemeen interne kabels gebruikt om PCB’s of andere interne subcomponenten aan te sluiten. Daarom is het EMC-ontwerp van de interne kabel, inclusief de routeringsmethode en afscherming, erg belangrijk voor de algehele EMC van een bepaald apparaat.

Hoe EMC-ontwerp in printplaat uit te voeren?

Nadat het EMC-ontwerp van de PCB en het interne kabelontwerp zijn voltooid, moet speciale aandacht worden besteed aan het afschermingsontwerp van het chassis en de verwerkingsmethoden van alle openingen, perforaties en kabeldoorvoergaten.

Ten slotte moet u zich ook concentreren op de invoer- en uitvoervoeding en andere problemen met kabelfiltering.

2. Elektromagnetische afscherming
Afscherming maakt voornamelijk gebruik van verschillende geleidende materialen, vervaardigd in verschillende schalen en verbonden met de aarde om het pad van elektromagnetische ruis af te snijden dat wordt gevormd door elektrostatische koppeling, inductieve koppeling of alternerende elektromagnetische veldkoppeling door de ruimte. De isolatie maakt voornamelijk gebruik van relais, isolatietransformatoren of foto-elektrische isolatoren en andere apparaten om het voortplantingspad van elektromagnetische ruis in de vorm van geleiding af te snijden, worden gekenmerkt door het scheiden van het aardsysteem van de twee delen van het circuit en het afsnijden van de mogelijkheid van koppeling door impedantie.

De effectiviteit van het afschermingslichaam wordt weergegeven door de afschermingseffectiviteit (SE) (zoals weergegeven in figuur 9-5). De afschermingseffectiviteit wordt gedefinieerd als:

Hoe EMC-ontwerp in printplaat uit te voeren?

De relatie tussen de effectiviteit van de elektromagnetische afscherming en de demping van de veldsterkte staat vermeld in Tabel 9-1.

Hoe EMC-ontwerp in printplaat uit te voeren?

Hoe hoger de afschermingseffectiviteit, hoe moeilijker het is voor elke toename van 20 dB. Het geval van civiele apparatuur heeft over het algemeen slechts een afschermingseffectiviteit van ongeveer 40dB nodig, terwijl het geval van militair materieel in het algemeen een afschermingseffectiviteit van meer dan 60dB vereist.

Materialen met een hoge elektrische geleidbaarheid en magnetische permeabiliteit kunnen als afschermingsmaterialen worden gebruikt. Veelgebruikte afschermingsmaterialen zijn staalplaat, aluminiumplaat, aluminiumfolie, koperplaat, koperfolie enzovoort. Met de strengere elektromagnetische compatibiliteitsvereisten voor civiele producten, hebben steeds meer fabrikanten de methode aangenomen om nikkel of koper op de plastic behuizing te plateren om afscherming te bereiken.

PCB-ontwerp, neem dan contact op met 020-89811835

Drie, filteren
Filteren is een techniek voor het verwerken van elektromagnetische ruis in het frequentiedomein, waarbij een pad met lage impedantie voor elektromagnetische ruis wordt geboden om het doel van het onderdrukken van elektromagnetische interferentie te bereiken. Snijd het pad af dat de interferentie voortplant langs de signaallijn of voedingslijn, en de afscherming vormt samen een perfecte interferentiebescherming. Het voedingsfilter heeft bijvoorbeeld een hoge impedantie voor de voedingsfrequentie van 50 Hz, maar een lage impedantie voor het elektromagnetische ruisspectrum.

Volgens de verschillende filterobjecten is het filter verdeeld in AC-stroomfilter, signaaltransmissielijnfilter en ontkoppelingsfilter. Volgens de frequentieband van het filter kan het filter worden onderverdeeld in vier soorten filters: laagdoorlaat, hoogdoorlaat, banddoorlaat en bandstop.

Hoe EMC-ontwerp in printplaat uit te voeren?

Vier, voeding, aardingstechnologie;
Of het nu gaat om informatietechnologie-apparatuur, radio-elektronica of elektrische producten, het moet worden gevoed door een stroombron. De voeding is verdeeld in een externe voeding en een interne voeding. De voeding is een typische en ernstige bron van elektromagnetische interferentie. Zoals de impact van het elektriciteitsnet, kan de piekspanning oplopen tot kilovolt of meer, wat verwoestende schade aan de apparatuur of het systeem zal veroorzaken. Bovendien is de netvoeding een manier voor een verscheidenheid aan interferentiesignalen om de apparatuur binnen te dringen. Daarom is het voedingssysteem, met name het EMC-ontwerp van de schakelende voeding, een belangrijk onderdeel van het ontwerp op componentniveau. De maatregelen zijn gevarieerd, zoals de voedingskabel wordt rechtstreeks getrokken uit de hoofdpoort van het elektriciteitsnet, de AC die van het elektriciteitsnet wordt getrokken, is gestabiliseerd, laagdoorlaatfiltering, isolatie tussen de wikkelingen van de transformator, afscherming, overspanningsonderdrukking, en overspannings- en overstroombeveiliging.

Aarding omvat aarding, signaalaarding, enzovoort. Het ontwerp van het aardingslichaam, de lay-out van de aardingsdraad en de impedantie van de aardingsdraad bij verschillende frequenties zijn niet alleen gerelateerd aan de elektrische veiligheid van het product of systeem, maar ook aan elektromagnetische compatibiliteit en de meettechnologie.

Een goede aarding kan de normale werking van de apparatuur of het systeem en de persoonlijke veiligheid beschermen en kan verschillende elektromagnetische interferentie en blikseminslagen elimineren. Daarom is aardingsontwerp erg belangrijk, maar het is ook een moeilijk onderwerp. Er zijn veel soorten aardingsdraden, waaronder logische aarding, signaalaarde, afschermingsaarde en beschermende aarding. Aardingsmethoden kunnen ook worden onderverdeeld in eenpuntsaarding, meerpuntsaarding, gemengde aarding en zwevende grond. Het ideale aardingsoppervlak moet een nulpotentiaal hebben en er is geen potentiaalverschil tussen de aardingspunten. Maar in feite heeft elke “aarde” of aarddraad weerstand. Wanneer een stroom vloeit, zal een spanningsdaling optreden, zodat de potentiaal op de aardingsdraad niet nul is, en er zal een aardspanning zijn tussen de twee aardingspunten. Wanneer het circuit op meerdere punten is geaard en er signaalverbindingen zijn, zal het een aardlus-ontstoringsspanning vormen. Daarom is de aardingstechnologie heel bijzonder, zoals signaalaarding en stroomaarding moeten worden gescheiden, complexe circuits gebruiken meerpuntsaarding en gemeenschappelijke aarding.