การออกแบบ EMC ใน PCB บอร์ด ควรเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบอุปกรณ์และระบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างครอบคลุม และคุ้มค่ากว่าวิธีอื่นๆ ที่พยายามทำให้ผลิตภัณฑ์เข้าถึง EMC เทคโนโลยีหลักของการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าคือการศึกษาแหล่งสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า การควบคุมการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นวิธีแก้ปัญหาแบบถาวร เพื่อควบคุมการปล่อยของแหล่งรบกวน นอกเหนือจากการลดระดับของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากกลไกของแหล่งสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า การป้องกัน (รวมถึงการแยก) เทคโนโลยีการกรอง และเทคโนโลยีกราวด์จำเป็นต้องใช้อย่างกว้างขวาง

เทคนิคการออกแบบหลักของ EMC ได้แก่ วิธีการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า เทคนิคการกรองวงจร และความสนใจเป็นพิเศษกับการออกแบบการลงกราวด์ขององค์ประกอบกราวด์คาบเกี่ยวกัน

หนึ่ง พีระมิดการออกแบบ EMC ในบอร์ด PCB
รูปที่ 9-4 แสดงวิธีการที่แนะนำสำหรับการออกแบบอุปกรณ์และระบบ EMC ที่ดีที่สุด นี่คือกราฟเสี้ยม

ประการแรก รากฐานของการออกแบบ EMC ที่ดีคือการประยุกต์ใช้หลักการออกแบบทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่ดี ซึ่งรวมถึงการพิจารณาความน่าเชื่อถือ เช่น ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบภายในพิกัดความเผื่อที่ยอมรับได้ วิธีการประกอบที่ดีและเทคนิคการทดสอบต่างๆ ที่อยู่ระหว่างการพัฒนา

โดยทั่วไป อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันจะต้องติดตั้งบน PCB อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยส่วนประกอบและวงจรที่มีแหล่งสัญญาณรบกวนและมีความไวต่อพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นการออกแบบ EMC ของ PCB จึงเป็นประเด็นที่สำคัญที่สุดลำดับต่อไปในการออกแบบ EMC ตำแหน่งของส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ การกำหนดเส้นทางของเส้นที่พิมพ์ การจับคู่อิมพีแดนซ์ การออกแบบการลงกราวด์ และการกรองของวงจรควรพิจารณาในการออกแบบ EMC ส่วนประกอบ PCB บางตัวยังต้องได้รับการป้องกัน

ประการที่สาม สายเคเบิลภายในมักใช้เพื่อเชื่อมต่อ PCB หรือส่วนประกอบย่อยภายในอื่นๆ ดังนั้น การออกแบบ EMC ของสายเคเบิลภายในรวมถึงวิธีการกำหนดเส้นทางและการป้องกันจึงมีความสำคัญมากต่อ EMC โดยรวมของอุปกรณ์ที่ระบุ

จะทำการออกแบบ EMC ในบอร์ด PCB ได้อย่างไร?

หลังจากการออกแบบ EMC ของ PCB และการออกแบบสายเคเบิลภายในเสร็จสิ้นแล้ว ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการออกแบบตัวป้องกันของแชสซีและวิธีการประมวลผลของช่องว่าง การเจาะรู และสายเคเบิลผ่านรูทั้งหมด

สุดท้ายควรเน้นที่แหล่งจ่ายไฟอินพุตและเอาต์พุตและปัญหาการกรองสายเคเบิลอื่นๆ

2. การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า
การป้องกันส่วนใหญ่ใช้วัสดุนำไฟฟ้าต่างๆ ที่ผลิตขึ้นในเปลือกต่างๆ และเชื่อมต่อกับโลกเพื่อตัดเส้นทางการแพร่กระจายสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการมีเพศสัมพันธ์ด้วยไฟฟ้าสถิต คัปปลิ้งแบบเหนี่ยวนำ หรือคัปปลิ้งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบสลับผ่านช่องว่าง การแยกส่วนใหญ่ใช้รีเลย์ หม้อแปลงแยก หรือโฟโตอิเล็กทริกไอโซเลเตอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อตัดเส้นทางการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบของการนำมีลักษณะโดยการแยกระบบกราวด์ของสองส่วนของวงจรและตัดความเป็นไปได้ของการมีเพศสัมพันธ์ผ่าน อิมพีแดนซ์

ประสิทธิภาพของเกราะป้องกันแสดงโดยประสิทธิภาพการป้องกัน (SE) (ดังแสดงในรูปที่ 9-5) ประสิทธิภาพการป้องกันถูกกำหนดเป็น:

จะทำการออกแบบ EMC ในบอร์ด PCB ได้อย่างไร?

ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและการลดทอนความแรงของสนามแสดงไว้ในตารางที่ 9-1

จะทำการออกแบบ EMC ในบอร์ด PCB ได้อย่างไร?

ยิ่งประสิทธิภาพการป้องกันสูงเท่าใด การเพิ่มแต่ละครั้ง 20dB ก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น กรณีของอุปกรณ์พลเรือนโดยทั่วไปต้องการเพียงประสิทธิภาพการป้องกันที่ประมาณ 40 เดซิเบล ในขณะที่กรณีของอุปกรณ์ทางทหารโดยทั่วไปต้องการประสิทธิภาพในการป้องกันมากกว่า 60 เดซิเบล

วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและการซึมผ่านของแม่เหล็กสามารถใช้เป็นวัสดุป้องกันได้ วัสดุป้องกันที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ แผ่นเหล็ก แผ่นอลูมิเนียม อลูมิเนียมฟอยล์ แผ่นทองแดง ฟอยล์ทองแดงและอื่น ๆ ด้วยข้อกำหนดความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์พลเรือน ผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ได้นำวิธีการชุบนิกเกิลหรือทองแดงบนกล่องพลาสติกมาใช้เพื่อป้องกัน

ออกแบบ PCB สนใจติดต่อ 020-89811835

สาม กรอง
การกรองเป็นเทคนิคสำหรับการประมวลผลสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าในโดเมนความถี่ โดยให้เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปราบปรามการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ตัดเส้นทางที่สัญญาณรบกวนแพร่กระจายไปตามสายสัญญาณหรือสายไฟ และการป้องกันร่วมกันถือเป็นการป้องกันสัญญาณรบกวนที่สมบูรณ์แบบ ตัวอย่างเช่น ตัวกรองแหล่งจ่ายไฟแสดงอิมพีแดนซ์สูงต่อความถี่กำลัง 50 Hz แต่แสดงอิมพีแดนซ์ต่ำต่อสเปกตรัมคลื่นรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า

ตามวัตถุการกรองที่แตกต่างกัน ตัวกรองแบ่งออกเป็นตัวกรองไฟ AC ตัวกรองสายส่งสัญญาณ และตัวกรองการแยกส่วน ตามแถบความถี่ของตัวกรอง ตัวกรองสามารถแบ่งออกเป็นตัวกรองสี่ประเภท: ความถี่ต่ำ ความถี่สูง แบนด์พาส และแบนด์สต็อป

จะทำการออกแบบ EMC ในบอร์ด PCB ได้อย่างไร?

สี่ พาวเวอร์ซัพพลาย เทคโนโลยีกราวด์
ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศ วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ และผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า จะต้องใช้พลังงานจากแหล่งพลังงาน แหล่งจ่ายไฟแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายไฟภายนอกและแหล่งจ่ายไฟภายใน แหล่งจ่ายไฟเป็นแหล่งรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปและร้ายแรง เช่น ผลกระทบของโครงข่ายไฟฟ้า แรงดันไฟสูงสุดอาจสูงถึงกิโลโวลต์หรือมากกว่า ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์หรือระบบเสียหายร้ายแรง นอกจากนี้ สายไฟหลักยังเป็นช่องทางสำหรับสัญญาณรบกวนที่หลากหลายเพื่อบุกรุกอุปกรณ์ ดังนั้น ระบบจ่ายไฟ โดยเฉพาะการออกแบบ EMC ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบระดับส่วนประกอบ มาตรการมีหลากหลาย เช่น สายไฟถูกดึงโดยตรงจากประตูหลักของโครงข่ายไฟฟ้า AC ที่ดึงมาจากโครงข่ายไฟฟ้ามีเสถียรภาพ การกรองความถี่ต่ำผ่าน การแยกระหว่างขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า การป้องกัน การปราบปรามไฟกระชาก และแรงดันไฟเกินและการป้องกันกระแสเกิน

การต่อสายดินรวมถึงการต่อสายดิน การต่อสายดินของสัญญาณ และอื่นๆ การออกแบบตัวกราวด์ เลย์เอาต์ของสายกราวด์ และอิมพีแดนซ์ของสายกราวด์ที่ความถี่ต่างๆ ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์หรือระบบเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเทคโนโลยีการวัด

การลงกราวด์ที่ดีสามารถป้องกันการทำงานปกติของอุปกรณ์หรือระบบและความปลอดภัยส่วนบุคคล และสามารถขจัดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและฟ้าผ่าต่างๆ ดังนั้นการออกแบบสายดินจึงมีความสำคัญมาก แต่ก็เป็นเรื่องที่ยากเช่นกัน สายกราวด์มีหลายประเภท รวมถึงลอจิกกราวด์ กราวด์สัญญาณ กราวด์ของชีลด์ และกราวด์ป้องกัน วิธีการต่อสายดินยังสามารถแบ่งออกเป็นการต่อลงดินแบบจุดเดียว การลงกราวด์แบบหลายจุด การลงกราวด์แบบผสม และการลงกราวด์แบบลอยตัว พื้นผิวการลงกราวด์ในอุดมคติควรมีศักยภาพเป็นศูนย์ และไม่มีความต่างศักย์ระหว่างจุดกราวด์ แต่ในความเป็นจริง “กราวด์” หรือสายกราวด์ใด ๆ มีความต้านทาน เมื่อกระแสไหล แรงดันตกจะเกิดขึ้น เพื่อให้ศักย์ไฟฟ้าบนสายกราวด์ไม่เป็นศูนย์ และจะมีแรงดันกราวด์ระหว่างจุดกราวด์สองจุด เมื่อวงจรต่อกราวด์ที่จุดหลายจุดและมีการเชื่อมต่อสัญญาณ จะสร้างแรงดันไฟฟ้ารบกวนวงจรกราวด์ ดังนั้น เทคโนโลยีการลงกราวด์จึงมีความเฉพาะเจาะจงมาก เช่น การต่อสายดินของสัญญาณและการต่อลงกราวด์กำลังไฟฟ้า วงจรที่ซับซ้อนจะใช้การต่อลงดินแบบหลายจุดและการต่อลงกราวด์ทั่วไป