O design EMC no Placa PCB deve fazer parte do projeto abrangente de qualquer dispositivo e sistema eletrônico, e é muito mais econômico do que outros métodos que tentam fazer com que o produto alcance a EMC. A tecnologia chave do projeto de compatibilidade eletromagnética é o estudo das fontes de interferência eletromagnética. Controlar a emissão eletromagnética de fontes de interferência eletromagnética é uma solução permanente. Para controlar a emissão de fontes de interferência, além de reduzir o nível de ruído eletromagnético gerado pelo mecanismo de fontes de interferência eletromagnética, tecnologias de blindagem (incluindo isolamento), filtragem e aterramento precisam ser amplamente utilizadas.

As principais técnicas de projeto EMC incluem métodos de blindagem eletromagnética, técnicas de filtragem de circuito e atenção especial deve ser dada ao projeto de aterramento da sobreposição do elemento de aterramento.

Um, a pirâmide de design EMC na placa PCB
A Figura 9-4 mostra o método recomendado para o melhor projeto EMC de dispositivos e sistemas. Este é um gráfico piramidal.

Em primeiro lugar, a base de um bom design EMC é a aplicação de bons princípios de design elétrico e mecânico. Isso inclui considerações de confiabilidade, como atender às especificações de projeto dentro de tolerâncias aceitáveis, bons métodos de montagem e várias técnicas de teste em desenvolvimento.

De modo geral, os dispositivos que acionam os equipamentos eletrônicos atuais devem ser montados no PCB. Esses dispositivos são compostos por componentes e circuitos que possuem fontes potenciais de interferência e são sensíveis à energia eletromagnética. Portanto, o projeto EMC do PCB é a próxima questão mais importante no projeto EMC. A localização dos componentes ativos, o roteamento das linhas impressas, o casamento de impedância, o projeto de aterramento e a filtragem do circuito devem ser considerados durante o projeto EMC. Alguns componentes do PCB também precisam ser blindados.

Terceiro, cabos internos são geralmente usados ​​para conectar PCBs ou outros subcomponentes internos. Portanto, o projeto EMC do cabo interno, incluindo o método de roteamento e a blindagem, é muito importante para o EMC geral de qualquer dispositivo.

Como realizar o projeto EMC na placa PCB?

Depois que o projeto EMC do PCB e o projeto do cabo interno forem concluídos, deve-se prestar atenção especial ao projeto de blindagem do chassi e aos métodos de processamento de todas as lacunas, perfurações e orifícios de passagem de cabo.

Finalmente, também deve se concentrar na fonte de alimentação de entrada e saída e outras questões de filtragem de cabo.

2. Blindagem eletromagnética
A blindagem usa principalmente vários materiais condutores, fabricados em vários invólucros e conectados à terra para cortar o caminho de propagação do ruído eletromagnético formado por acoplamento eletrostático, acoplamento indutivo ou acoplamento de campo eletromagnético alternado através do espaço. A isolação utiliza principalmente relés, transformadores de isolação ou isoladores fotoelétricos e outros dispositivos para cortar o caminho de propagação do ruído eletromagnético na forma de condução são caracterizados por separar o sistema de aterramento das duas partes do circuito e cortar a possibilidade de acoplamento através impedância.

A eficácia do corpo de blindagem é representada pela eficácia da blindagem (SE) (conforme mostrado na Figura 9-5). A eficácia da blindagem é definida como:

Como realizar o projeto EMC na placa PCB?

A relação entre a eficácia da blindagem eletromagnética e a atenuação da intensidade do campo está listada na Tabela 9-1.

Como realizar o projeto EMC na placa PCB?

Quanto maior a eficácia da blindagem, mais difícil será para cada aumento de 20dB. O caso do equipamento civil geralmente só precisa de uma eficácia de blindagem de cerca de 40dB, enquanto o caso de equipamento militar geralmente requer uma eficácia de blindagem de mais de 60dB.

Materiais com alta condutividade elétrica e permeabilidade magnética podem ser usados ​​como materiais de blindagem. Os materiais de proteção comumente usados ​​são placa de aço, placa de alumínio, folha de alumínio, placa de cobre, folha de cobre e assim por diante. Com os requisitos de compatibilidade eletromagnética mais rígidos para produtos civis, mais e mais fabricantes adotaram o método de revestimento de níquel ou cobre na caixa de plástico para obter proteção.

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Três, filtragem
Filtragem é uma técnica para processar ruído eletromagnético no domínio da frequência, fornecendo um caminho de baixa impedância para o ruído eletromagnético atingir o objetivo de suprimir a interferência eletromagnética. Corte o caminho que a interferência se propaga ao longo da linha de sinal ou linha de alimentação, e a blindagem em conjunto constitui uma proteção perfeita contra interferência. Por exemplo, o filtro da fonte de alimentação apresenta uma alta impedância para a frequência energética de 50 Hz, mas apresenta uma baixa impedância para o espectro de ruído eletromagnético.

De acordo com os diferentes objetos de filtragem, o filtro é dividido em filtro de energia CA, filtro de linha de transmissão de sinal e filtro de desacoplamento. De acordo com a banda de frequência do filtro, o filtro pode ser dividido em quatro tipos de filtros: passa-baixo, passa-alto, passa-banda e pára-banda.

Como realizar o projeto EMC na placa PCB?

Quatro, fonte de alimentação, tecnologia de aterramento
Quer se trate de equipamento de tecnologia da informação, rádio eletrônico e produtos elétricos, deve ser alimentado por uma fonte de alimentação. A fonte de alimentação é dividida em uma fonte de alimentação externa e uma fonte de alimentação interna. A fonte de alimentação é uma fonte típica e séria de interferência eletromagnética. Tal como o impacto da rede elétrica, o pico de tensão pode chegar a quilovolts ou mais, o que causará danos devastadores ao equipamento ou sistema. Além disso, a rede elétrica é uma forma de uma variedade de sinais de interferência invadir o equipamento. Portanto, o sistema de fonte de alimentação, especialmente o projeto EMC da fonte de alimentação chaveada, é uma parte importante do projeto de nível de componente. As medidas são variadas, como o cabo de alimentação é retirado diretamente do portão principal da rede elétrica, a CA retirada da rede elétrica é estabilizada, filtragem passa-baixa, isolamento entre os enrolamentos do transformador de energia, blindagem, supressão de surto, e proteção contra sobretensão e sobrecorrente.

O aterramento inclui aterramento, aterramento de sinal e assim por diante. O projeto do corpo de aterramento, o layout do fio de aterramento e a impedância do fio de aterramento em várias frequências não estão apenas relacionados à segurança elétrica do produto ou sistema, mas também à compatibilidade eletromagnética e sua tecnologia de medição.

Um bom aterramento pode proteger a operação normal do equipamento ou sistema e a segurança pessoal, e pode eliminar várias interferências eletromagnéticas e quedas de raios. Portanto, o projeto de aterramento é muito importante, mas também é um assunto difícil. Existem muitos tipos de fios de aterramento, incluindo aterramento lógico, aterramento de sinal, aterramento de blindagem e aterramento de proteção. Os métodos de aterramento também podem ser divididos em aterramento de ponto único, aterramento de vários pontos, aterramento misto e solo flutuante. A superfície de aterramento ideal deve estar em potencial zero, e não há diferença de potencial entre os pontos de aterramento. Mas, na verdade, qualquer “terra” ou fio terra tem resistência. Quando uma corrente flui, ocorre uma queda de tensão, de modo que o potencial no fio terra não é zero e há uma tensão terra entre os dois pontos de aterramento. Quando o circuito é aterrado em vários pontos e há conexões de sinal, ele formará uma tensão de interferência de loop de aterramento. Portanto, a tecnologia de aterramento é muito particular, como aterramento de sinal e aterramento de energia devem ser separados, circuitos complexos usam aterramento multiponto e aterramento comum.