Zasnova EMC v PCB plošča bi moral biti del celovite zasnove katere koli elektronske naprave in sistema in je veliko bolj stroškovno učinkovit od drugih metod, ki poskušajo izdelek doseči EMC. Ključna tehnologija načrtovanja elektromagnetne združljivosti je preučevanje virov elektromagnetnih motenj. Nadzor elektromagnetne emisije iz virov elektromagnetnih motenj je trajna rešitev. Za nadzor oddajanja virov motenj je poleg zmanjšanja ravni elektromagnetnega hrupa, ki ga povzroča mehanizem virov elektromagnetnih motenj, treba široko uporabljati tehnologije zaščite (vključno z izolacijo), filtriranja in ozemljitve.

Glavne tehnike načrtovanja EMC vključujejo metode elektromagnetnega zaščite, tehnike filtriranja vezja, posebno pozornost pa je treba nameniti načrtovanju ozemljitve prekrivanja ozemljitvenega elementa.

Prvič, piramida oblikovanja EMC na plošči PCB
Slika 9-4 prikazuje priporočeno metodo za najboljšo EMC zasnovo naprav in sistemov. To je piramidalni graf.

Prvič, temelj dobrega načrtovanja EMC je uporaba dobrih električnih in mehanskih načel oblikovanja. To vključuje pomisleke glede zanesljivosti, kot so izpolnjevanje projektnih specifikacij znotraj sprejemljivih toleranc, dobre metode sestavljanja in različne tehnike testiranja, ki so v razvoju.

Na splošno morajo biti naprave, ki poganjajo današnjo elektronsko opremo, nameščene na PCB. Te naprave so sestavljene iz komponent in vezij, ki imajo potencialne vire motenj in so občutljive na elektromagnetno energijo. Zato je EMC zasnova PCB naslednje najpomembnejše vprašanje pri načrtovanju EMC. Pri načrtovanju EMC je treba upoštevati lokacijo aktivnih komponent, usmerjanje tiskanih vodov, ujemanje impedance, načrtovanje ozemljitve in filtriranje vezja. Nekatere komponente PCB morajo biti tudi zaščitene.

Tretjič, notranji kabli se običajno uporabljajo za povezavo PCB-jev ali drugih notranjih podkomponent. Zato je zasnova EMC notranjega kabla, vključno z metodo napeljave in zaščite, zelo pomembna za celotno EMC katere koli naprave.

Kako izvesti EMC načrtovanje v PCB plošči?

Po zaključku EMC zasnove tiskanega vezja in notranjega kabla je treba posebno pozornost nameniti zaščitni zasnovi ohišja in načinom obdelave vseh vrzeli, perforacij in lukenj kabla.

Končno se je treba osredotočiti tudi na vhodno in izhodno napajanje in druge težave s filtriranjem kablov.

2. Elektromagnetna zaščita
Zaščita v glavnem uporablja različne prevodne materiale, izdelane v različne lupine in povezane z zemljo, da se prekine pot širjenja elektromagnetnega hrupa, ki jo tvori elektrostatična sklopka, induktivna sklopka ali izmenična povezava elektromagnetnega polja skozi prostor. Pri izolaciji se večinoma uporabljajo releji, izolacijski transformatorji ali fotoelektrični izolatorji in druge naprave za prekinitev poti širjenja elektromagnetnega hrupa v obliki prevodnosti, za katere je značilna ločitev ozemljitvenega sistema dveh delov vezja in prekinitev možnosti povezovanja skozi impedanca.

Učinkovitost zaščitnega telesa je predstavljena z učinkovitostjo zaščite (SE) (kot je prikazano na sliki 9-5). Učinkovitost zaščite je opredeljena kot:

Kako izvesti EMC načrtovanje v PCB plošči?

Razmerje med učinkovitostjo elektromagnetne zaščite in oslabljenjem jakosti polja je navedeno v tabeli 9-1.

Kako izvesti EMC načrtovanje v PCB plošči?

Višja kot je učinkovitost zaščite, težje je za vsako povečanje za 20 dB. Primer civilne opreme na splošno potrebuje le učinkovitost zaščite približno 40 dB, medtem ko primer vojaške opreme na splošno zahteva učinkovitost zaščite več kot 60 dB.

Kot zaščitni materiali se lahko uporabljajo materiali z visoko električno prevodnostjo in magnetno prepustnostjo. Običajno uporabljeni zaščitni materiali so jeklena plošča, aluminijasta plošča, aluminijasta folija, bakrena plošča, bakrena folija in tako naprej. S strožjimi zahtevami glede elektromagnetne združljivosti za civilne izdelke je vse več proizvajalcev sprejelo metodo nanosa niklja ali bakra na plastično ohišje, da bi dosegli zaščito.

Dizajn PCB, se obrnite na 020-89811835

Tretjič, filtriranje
Filtriranje je tehnika za obdelavo elektromagnetnega šuma v frekvenčni domeni, ki zagotavlja pot z nizko impedanco za elektromagnetni šum, da se doseže namen zatiranja elektromagnetnih motenj. Odrežite pot, po kateri se motnja širi vzdolž signalne linije ali daljnovoda, in oklop skupaj predstavlja popolno zaščito pred motnjami. Na primer, napajalni filter predstavlja visoko impedanco na napajalno frekvenco 50 Hz, vendar predstavlja nizko impedanco za spekter elektromagnetnega hrupa.

Glede na različne objekte filtriranja je filter razdeljen na filter za izmenični tok, filter za prenos signala in filter za ločitev. Glede na frekvenčni pas filtra lahko filter razdelimo na štiri vrste filtrov: nizkoprepustni, visokoprepustni, pasovni in pasovni.

Kako izvesti EMC načrtovanje v PCB plošči?

Štiri, napajanje, tehnologija ozemljitve
Ne glede na to, ali gre za opremo informacijske tehnologije, radijsko elektroniko in električne izdelke, jo mora napajati vir energije. Napajalnik je razdeljen na zunanji in notranji napajalnik. Napajalnik je tipičen in resen vir elektromagnetnih motenj. Kot je udarec električnega omrežja, je lahko najvišja napetost tako visoka kot kilovoltov ali več, kar bo povzročilo uničujočo škodo na opremi ali sistemu. Poleg tega je omrežni daljnovod način, da različni moteči signali vdrejo v opremo. Zato je napajalni sistem, zlasti EMC zasnova stikalnega napajalnika, pomemben del zasnove na ravni komponent. Ukrepi so različni, na primer napajalni kabel se vleče neposredno iz glavnih vrat električnega omrežja, AC, vzet iz električnega omrežja, je stabiliziran, nizkoprepustno filtriranje, izolacija med navitji močnostnega transformatorja, oklop, zatiranje prenapetosti, ter prenapetostna in pretokovna zaščita.

Ozemljitev vključuje ozemljitev, ozemljitev signala itd. Zasnova ozemljitvenega telesa, postavitev ozemljitvene žice in impedanca ozemljitvene žice pri različnih frekvencah niso povezani le z električno varnostjo izdelka ali sistema, temveč tudi z elektromagnetno združljivostjo in njeno merilno tehnologijo.

Dobra ozemljitev lahko zaščiti normalno delovanje opreme ali sistema in osebno varnost ter lahko odpravi različne elektromagnetne motnje in udare strele. Zato je načrtovanje ozemljitve zelo pomembno, vendar je tudi težka tema. Obstaja veliko vrst ozemljitvenih žic, vključno z logično ozemljitvijo, signalno ozemljitvijo, ozemljitvijo ščita in zaščitno ozemljitev. Metode ozemljitve lahko razdelimo tudi na enotočkovno ozemljitev, večtočkovno ozemljitev, mešano ozemljitev in plavajoče ozemljitev. Idealna ozemljitvena površina mora biti z ničelnim potencialom in ni potencialne razlike med ozemljitvenimi točkami. Toda v resnici ima vsaka “ozemljitvena” ali ozemljitvena žica upor. Ko teče tok, bo prišlo do padca napetosti, tako da potencial na ozemljitveni žici ni nič, med obema ozemljitvenima točkama pa bo ozemljitvena napetost. Ko je vezje ozemljeno na več točkah in obstajajo signalne povezave, bo tvorilo interferenčno napetost ozemljitvene zanke. Zato je tehnologija ozemljitve zelo posebna, na primer ozemljitev signala in ozemljitev moči je treba ločiti, zapletena vezja uporabljajo večtočkovno ozemljitev in skupno ozemljitev.