Dizajn EMC v Doska s plošnými spojmi by mala byť súčasťou komplexného návrhu akéhokoľvek elektronického zariadenia a systému a je oveľa nákladovo efektívnejšia ako iné metódy, ktoré sa snažia dosiahnuť EMC. Kľúčovou technológiou návrhu elektromagnetickej kompatibility je štúdium zdrojov elektromagnetického rušenia. Riadenie elektromagnetického vyžarovania zo zdrojov elektromagnetického rušenia je trvalým riešením. Na kontrolu vyžarovania zdrojov rušenia je okrem zníženia úrovne elektromagnetického šumu generovaného mechanizmom zdrojov elektromagnetického rušenia potrebné široko používať technológie tienenia (vrátane izolácie), filtrovania a uzemnenia.

Medzi hlavné techniky návrhu EMC patria metódy elektromagnetického tienenia, techniky filtrovania obvodov a osobitná pozornosť by sa mala venovať návrhu uzemnenia prekrytia uzemňovacieho prvku.

Po prvé, pyramída dizajnu EMC v doske PCB
Obrázok 9-4 zobrazuje odporúčanú metódu pre najlepší návrh EMC zariadení a systémov. Toto je pyramídový graf.

V prvom rade je základom dobrého návrhu EMC aplikácia dobrých princípov elektrického a mechanického návrhu. To zahŕňa úvahy o spoľahlivosti, ako je splnenie konštrukčných špecifikácií v rámci prijateľných tolerancií, dobré montážne metódy a rôzne testovacie techniky vo vývoji.

Všeobecne povedané, zariadenia, ktoré poháňajú dnešné elektronické zariadenia, musia byť namontované na doske plošných spojov. Tieto zariadenia sa skladajú z komponentov a obvodov, ktoré majú potenciálne zdroje rušenia a sú citlivé na elektromagnetickú energiu. Preto je EMC návrh PCB ďalšou najdôležitejšou otázkou v EMC návrhu. Pri návrhu EMC by sa malo zvážiť umiestnenie aktívnych komponentov, smerovanie tlačených čiar, prispôsobenie impedancie, návrh uzemnenia a filtrovanie obvodu. Niektoré súčiastky PCB musia byť tienené.

Po tretie, interné káble sa vo všeobecnosti používajú na pripojenie dosiek plošných spojov alebo iných vnútorných komponentov. Preto je návrh EMC vnútorného kábla vrátane spôsobu vedenia a tienenia veľmi dôležitý pre celkovú EMC každého daného zariadenia.

Ako vykonať návrh EMC na doske PCB?

Po dokončení návrhu EMC dosky plošných spojov a návrhu vnútorného kábla by sa mala venovať osobitná pozornosť dizajnu tienenia šasi a metódam spracovania všetkých medzier, perforácií a otvorov pre káble.

Nakoniec by sa malo zamerať aj na vstupné a výstupné napájanie a ďalšie problémy s filtrovaním káblov.

2. Elektromagnetické tienenie
Tienenie používa hlavne rôzne vodivé materiály, vyrábané do rôznych škrupín a spojené so zemou, aby prerušili cestu šírenia elektromagnetického hluku vytvorenú elektrostatickou väzbou, indukčnou väzbou alebo väzbou striedavého elektromagnetického poľa cez priestor. Izolácia využíva hlavne relé, izolačné transformátory alebo fotoelektrické Izolátory a iné zariadenia na odrezanie cesty šírenia elektromagnetického šumu vo forme vedenia sa vyznačujú oddelením uzemňovacieho systému dvoch častí obvodu a odrezaním možnosti spojenia cez impedancia.

Účinnosť tieniaceho telesa predstavuje účinnosť tienenia (SE) (ako je znázornené na obrázku 9-5). Účinnosť tienenia je definovaná ako:

Ako vykonať návrh EMC na doske PCB?

Vzťah medzi účinnosťou elektromagnetického tienenia a útlmom intenzity poľa je uvedený v tabuľke 9-1.

Ako vykonať návrh EMC na doske PCB?

Čím vyššia je účinnosť tienenia, tým ťažšie je každé zvýšenie o 20 dB. V prípade civilného vybavenia je vo všeobecnosti potrebná účinnosť tienenia len okolo 40 dB, zatiaľ čo v prípade vojenského vybavenia je vo všeobecnosti potrebná účinnosť tienenia vyššia ako 60 dB.

Ako tieniace materiály možno použiť materiály s vysokou elektrickou vodivosťou a magnetickou permeabilitou. Bežne používané tieniace materiály sú oceľová doska, hliníková doska, hliníková fólia, medená doska, medená fólia atď. S prísnejšími požiadavkami na elektromagnetickú kompatibilitu pre civilné produkty stále viac výrobcov používa metódu pokovovania niklom alebo meďou na plastové puzdro, aby sa dosiahlo tienenie.

Dizajn PCB, kontaktujte prosím 020-89811835

Tri, filtrovanie
Filtrovanie je technika na spracovanie elektromagnetického šumu vo frekvenčnej oblasti, ktorá poskytuje cestu s nízkou impedanciou pre elektromagnetický šum na dosiahnutie účelu potlačenia elektromagnetického rušenia. Odrežte cestu, ktorou sa rušenie šíri pozdĺž signálneho vedenia alebo elektrického vedenia, a tienenie spolu tvorí dokonalú ochranu proti rušeniu. Napríklad napájací filter vykazuje vysokú impedanciu pre výkonovú frekvenciu 50 Hz, ale predstavuje nízku impedanciu pre spektrum elektromagnetického šumu.

Podľa rôznych filtračných objektov je filter rozdelený na filter striedavého prúdu, filter prenosovej linky a oddeľovací filter. Podľa frekvenčného pásma filtra možno filter rozdeliť na štyri typy filtrov: dolná priepust, horná priepust, pásmová priepust a pásmová zádrž.

Ako vykonať návrh EMC na doske PCB?

Štyri, napájanie, technológia uzemnenia
Či už ide o zariadenia informačných technológií, rádiovú elektroniku a elektrické produkty, musia byť napájané zdrojom energie. Zdroj je rozdelený na externý zdroj a interný zdroj. Napájací zdroj je typickým a vážnym zdrojom elektromagnetického rušenia. Napríklad pri náraze elektrickej siete môže byť špičkové napätie až kilovolty alebo viac, čo spôsobí zničujúce poškodenie zariadenia alebo systému. Okrem toho, sieťové vedenie je spôsob, ako rôzne rušivé signály preniknúť do zariadenia. Preto je systém napájania, najmä návrh EMC spínaného zdroja, dôležitou súčasťou návrhu na úrovni komponentov. Opatrenia sú rôzne, ako je napájací kábel vyvedený priamo z hlavnej brány rozvodnej siete, stabilizovaný striedavý prúd odvádzaný z rozvodnej siete, dolnopriepustná filtrácia, izolácia medzi vinutiami výkonového transformátora, tienenie, potlačenie prepätia, a prepäťovú a nadprúdovú ochranu.

Uzemnenie zahŕňa uzemnenie, uzemnenie signálu atď. Konštrukcia uzemňovacieho telesa, rozmiestnenie uzemňovacieho vodiča a impedancia uzemňovacieho vodiča pri rôznych frekvenciách nesúvisia len s elektrickou bezpečnosťou produktu alebo systému, ale súvisia aj s elektromagnetickou kompatibilitou a jej meracou technológiou.

Dobré uzemnenie môže chrániť normálnu prevádzku zariadenia alebo systému a osobnú bezpečnosť a môže eliminovať rôzne elektromagnetické rušenie a údery blesku. Preto je návrh uzemnenia veľmi dôležitý, ale je to aj náročná téma. Existuje mnoho typov uzemňovacích vodičov, vrátane logického uzemnenia, signálového uzemnenia, ochranného uzemnenia a ochranného uzemnenia. Spôsoby uzemnenia možno rozdeliť aj na jednobodové uzemnenie, viacbodové uzemnenie, zmiešané uzemnenie a plávajúce uzemnenie. Ideálny uzemňovací povrch by mal mať nulový potenciál a medzi uzemňovacími bodmi nie je žiadny potenciálny rozdiel. Ale v skutočnosti má akýkoľvek „zem“ alebo uzemňovací vodič odpor. Keď prúd preteká, dôjde k poklesu napätia, takže potenciál na uzemňovacom vodiči nie je nulový a medzi dvoma uzemňovacími bodmi bude zemné napätie. Keď je obvod uzemnený vo viacerých bodoch a existujú signálové spojenia, vytvorí sa rušivé napätie pozemnej slučky. Preto je technológia uzemnenia veľmi špecifická, napríklad uzemnenie signálu a uzemnenie napájania by malo byť oddelené, zložité obvody používajú viacbodové uzemnenie a spoločné uzemnenie.