Постоји много начина за решавање ЕМИ проблема. Модерне методе сузбијања ЕМИ укључују: коришћење премаза за сузбијање ЕМИ, одабир одговарајућих делова за сузбијање ЕМИ и дизајн симулације ЕМИ. Почевши од најосновнијег ПЦБ- лаиоут, овај чланак разматра улогу и технике дизајна ПЦБ слојевитог слагања у контроли ЕМИ зрачења.

Razumno postavljanje kondenzatora odgovarajućeg kapaciteta blizu pinova za napajanje IC-a može dovesti do bržeg skoka izlaznog napona IC-a. Међутим, проблем се не завршава овде. Због ограниченог фреквентног одзива кондензатора, ово чини кондензаторе неспособним да генеришу хармонијску снагу потребну за чист ИЦ излаз у пуном фреквентном опсегу. Pored toga, prelazni napon formiran na traci sabirnice snage će formirati pad napona na induktoru puta za razdvajanje. Ови пролазни напони су главни извори ЕМИ сметњи у уобичајеном моду. Како да решимо ове проблеме?

Што се тиче ИЦ-а на нашој плочи, слој напајања око ИЦ-а може се сматрати одличним високофреквентним кондензатором, који може прикупити део енергије пропуштене дискретним кондензатором који обезбеђује енергију високе фреквенције за чисту излаз. Поред тога, индуктивност доброг слоја снаге треба да буде мала, тако да је пролазни сигнал синтетизован индуктивношћу такође мали, чиме се смањује ЕМИ заједничког мода.

Наравно, веза између слоја напајања и пина за напајање ИЦ мора бити што је могуће краћа, јер је растућа ивица дигиталног сигнала све бржа и бржа, а најбоље је да га повежете директно на пад где је напајање ИЦ пин се налази. О томе треба посебно разговарати.

Да би се контролисао ЕМИ у заједничком моду, раван напајања мора помоћи раздвајању и имати довољно ниску индуктивност. Овај моторни авион мора да буде добро дизајниран пар електричних авиона. Неко ће можда питати колико је добро? Одговор на питање зависи од слојевитости извора напајања, материјала између слојева и радне фреквенције (односно, функције времена пораста ИЦ). Генерално, размак енергетског слоја је 6 мил, а међуслој је ФР4 материјал, еквивалентна капацитивност слоја снаге по квадратном инчу је око 75 пФ. Очигледно, што је мањи размак слојева, већи је капацитет.

Нема много уређаја са временом пораста од 100 до 300 пс, али према тренутној брзини развоја ИЦ-а, уређаји са временом пораста у распону од 100 до 300 пс ће заузимати велики удео. За кола са временом пораста од 100 до 300пс, размак слојева од 3 мил више неће бити погодан за већину апликација. У то време било је неопходно користити технологију наношења слојева са размаком слојева мањим од 1 мил, и заменити ФР4 диелектричне материјале материјалима са високим диелектричним константама. Сада, керамика и керамичка пластика могу да задовоље захтеве дизајна за кола са временом пораста од 100 до 300 пс.

Иако се нови материјали и нове методе могу користити у будућности, за данашња уобичајена кола времена пораста од 1 до 3 нс, размак слојева од 3 до 6 мил и ФР4 диелектричне материјале, обично је довољно да се рукује врхунским хармоницима и да се прелазни сигнал учини довољно ниским. , to jest, EMI u zajedničkom modu se može smanjiti na veoma nisku. Примери дизајна слојевитог слагања ПЦБ-а дати у овом чланку претпостављају размак између слојева од 3 до 6 милс.

Електромагнетна заштита

Из перспективе трагова сигнала, добра стратегија слојевитости треба да буде да се сви трагови сигнала ставе на један или више слојева, ови слојеви су поред слоја снаге или слоја земље. Za napajanje, dobra strategija slojevitosti treba da bude da je energetski sloj u blizini sloja zemlje, a rastojanje između sloja energije i sloja zemlje je što je moguće manje. То је оно што ми називамо стратегијом „слојевања“.

ПЦБ стацкинг

Која врста стратегије слагања може помоћи у заштити и сузбијању ЕМИ? Следећа слојевита шема слагања претпоставља да струја напајања тече на једном слоју, а један напон или више напона су распоређени у различитим деловима истог слоја. Случај вишеструких слојева моћи ће бити разматран касније.

4-слојна плоча

Постоји неколико потенцијалних проблема са дизајном 4-слојне плоче. Пре свега, традиционална четворослојна плоча дебљине 62 мил, чак и ако је сигнални слој на спољашњем слоју, а слојеви снаге и земље на унутрашњем слоју, растојање између слоја снаге и слоја земље је и даље превелика.

Ako je zahtev za troškovima prvi, možete razmotriti sledeće dve alternative tradicionalnoj 4-slojnoj ploči. Ova dva rešenja mogu da poboljšaju performanse suzbijanja EMI, ali su pogodna samo za aplikacije gde je gustina komponenti na ploči dovoljno niska i ima dovoljno prostora oko komponenti (postavite potreban sloj bakra za snagu).

Prva opcija je prvi izbor. Spoljni slojevi PCB-a su svi slojevi tla, a srednja dva sloja su slojevi signala/snage. Напајање на слоју сигнала је усмерено широком линијом, што може учинити импедансу путање струје напајања ниском, а импеданса микротракасте стазе сигнала је такође ниска. Из перспективе ЕМИ контроле, ово је најбоља 4-слојна ПЦБ структура доступна. У другој шеми, спољни слој користи напајање и уземљење, а средња два слоја користе сигнале. У поређењу са традиционалном 4-слојном плочом, побољшање је мање, а међуслојна импеданса је лоша као код традиционалне 4-слојне плоче.

Ако желите да контролишете импедансу трага, горња шема слагања мора бити веома пажљива да распоредите трагове испод острва напајања и уземљења бакра. Pored toga, bakarna ostrva na napajanju ili sloju uzemljenja treba da budu međusobno povezana što je više moguće kako bi se obezbedila jednosmerna i niskofrekventna povezanost.

6-слојна плоча

Ако је густина компоненти на 4-слојној плочи релативно висока, најбоља је 6-слојна плоча. Međutim, neke šeme slaganja u dizajnu 6-slojne ploče nisu dovoljno dobre da zaštite elektromagnetno polje i imaju mali uticaj na smanjenje prolaznog signala magistrale napajanja. У наставку се разматрају два примера.

У првом случају, напајање и уземљење су постављени на 2. и 5. слој. Zbog visoke impedanse bakarne prevlake izvora napajanja, veoma je nepovoljno kontrolisati EMI zračenje uobičajenog režima. Међутим, са становишта контроле импедансе сигнала, овај метод је веома исправан.