Thiết kế EMC trong PCB hội đồng quản trị phải là một phần của thiết kế toàn diện của bất kỳ thiết bị và hệ thống điện tử nào và nó tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với các phương pháp cố gắng làm cho sản phẩm đạt được EMC. Công nghệ quan trọng của thiết kế tương thích điện từ là nghiên cứu các nguồn gây nhiễu điện từ. Kiểm soát sự phát xạ điện từ các nguồn gây nhiễu điện từ là một giải pháp lâu dài. Để kiểm soát sự phát xạ của các nguồn nhiễu, ngoài việc giảm mức độ nhiễu điện từ do cơ chế tạo ra các nguồn nhiễu điện từ, các công nghệ che chắn (bao gồm cả cách ly), lọc và nối đất cần được sử dụng rộng rãi.

Các kỹ thuật thiết kế EMC chính bao gồm các phương pháp che chắn điện từ, kỹ thuật lọc mạch và cần đặc biệt chú ý đến thiết kế nối đất của phần tử nối đất chồng lên nhau.

Một, kim tự tháp thiết kế EMC trong bảng PCB
Hình 9-4 cho thấy phương pháp được khuyến nghị để thiết kế EMC tốt nhất cho các thiết bị và hệ thống. Đây là một đồ thị hình chóp.

Trước hết, nền tảng của thiết kế EMC tốt là việc áp dụng các nguyên tắc thiết kế cơ và điện tốt. Điều này bao gồm các cân nhắc về độ tin cậy, chẳng hạn như đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế trong phạm vi dung sai có thể chấp nhận được, phương pháp lắp ráp tốt và các kỹ thuật thử nghiệm khác nhau đang được phát triển.

Nói chung, các thiết bị điều khiển thiết bị điện tử ngày nay phải được gắn trên PCB. Các thiết bị này bao gồm các thành phần và mạch điện có nguồn gây nhiễu tiềm ẩn và nhạy cảm với năng lượng điện từ. Do đó, thiết kế EMC của PCB là vấn đề quan trọng tiếp theo trong thiết kế EMC. Vị trí của các thành phần hoạt động, định tuyến của các đường in, sự phù hợp của trở kháng, thiết kế nối đất và lọc mạch đều phải được xem xét trong quá trình thiết kế EMC. Một số thành phần PCB cũng cần được che chắn.

Thứ ba, cáp nội bộ thường được sử dụng để kết nối PCB hoặc các thành phần phụ bên trong khác. Do đó, thiết kế EMC của cáp bên trong bao gồm phương pháp định tuyến và che chắn là rất quan trọng đối với EMC tổng thể của bất kỳ thiết bị nhất định nào.

Làm thế nào để thực hiện thiết kế EMC trong bảng mạch PCB?

Sau khi hoàn thành thiết kế EMC của PCB và thiết kế cáp bên trong, cần đặc biệt chú ý đến thiết kế che chắn của khung và các phương pháp xử lý tất cả các khe hở, lỗ thủng và cáp xuyên qua lỗ.

Cuối cùng, cũng nên tập trung vào nguồn điện đầu vào và đầu ra và các vấn đề lọc cáp khác.

2. Che chắn điện từ
Che chắn chủ yếu sử dụng các vật liệu dẫn điện khác nhau, được chế tạo thành nhiều lớp vỏ khác nhau và nối với đất để cắt đứt đường truyền nhiễu điện từ được hình thành bằng cách ghép tĩnh điện, ghép cảm ứng hoặc ghép trường điện từ xoay chiều xuyên không gian. Việc cách ly chủ yếu sử dụng rơ le, máy biến áp cách ly hoặc bộ cách ly quang điện và các thiết bị khác để cắt đường lan truyền của nhiễu điện từ dưới dạng dẫn điện có đặc điểm là tách hệ thống nối đất của hai phần mạch và cắt đứt khả năng ghép nối qua trở kháng.

Hiệu quả của thân che chắn được biểu thị bằng hiệu quả che chắn (SE) (như trong Hình 9-5). Hiệu quả che chắn được định nghĩa là:

Làm thế nào để thực hiện thiết kế EMC trong bảng mạch PCB?

Mối quan hệ giữa hiệu quả che chắn điện từ và suy giảm cường độ trường được liệt kê trong Bảng 9-1.

Làm thế nào để thực hiện thiết kế EMC trong bảng mạch PCB?

Hiệu quả che chắn càng cao, càng khó cho mỗi lần tăng 20dB. Trường hợp thiết bị dân dụng nói chung chỉ cần hiệu quả che chắn khoảng 40dB, trong khi trường hợp thiết bị quân sự nói chung yêu cầu hiệu quả che chắn hơn 60dB.

Vật liệu có tính dẫn điện và tính thấm từ cao có thể được sử dụng làm vật liệu che chắn. Vật liệu che chắn thường được sử dụng là thép tấm, tấm nhôm, lá nhôm, tấm đồng, lá đồng, v.v. Với các yêu cầu khắt khe hơn về khả năng tương thích điện từ đối với các sản phẩm dân dụng, ngày càng nhiều nhà sản xuất áp dụng phương pháp mạ niken hoặc đồng trên vỏ nhựa để đạt được khả năng che chắn.

Thiết kế PCB, vui lòng liên hệ 020-89811835

Ba, lọc
Lọc là kỹ thuật xử lý nhiễu điện từ trong miền tần số, cung cấp đường dẫn trở kháng thấp cho nhiễu điện từ nhằm đạt được mục đích triệt tiêu nhiễu điện từ. Cắt con đường mà nhiễu lan truyền dọc theo đường dây tín hiệu hoặc đường dây điện, và tấm chắn cùng nhau tạo thành một lớp bảo vệ chống nhiễu hoàn hảo. Ví dụ, bộ lọc cung cấp điện có trở kháng cao đối với tần số nguồn 50 Hz, nhưng lại có trở kháng thấp đối với phổ nhiễu điện từ.

Theo các đối tượng lọc khác nhau, bộ lọc được chia thành bộ lọc nguồn AC, bộ lọc đường truyền tín hiệu và bộ lọc tách. Theo dải tần của bộ lọc, bộ lọc có thể được chia thành bốn loại bộ lọc: thông thấp, thông cao, thông dải và dừng dải.

Làm thế nào để thực hiện thiết kế EMC trong bảng mạch PCB?

Bốn, cung cấp điện, công nghệ nối đất
Dù là thiết bị công nghệ thông tin, điện tử vô tuyến, sản phẩm điện thì đều phải chạy bằng nguồn điện. Bộ nguồn được chia thành bộ nguồn bên ngoài và bộ nguồn bên trong. Nguồn điện là nguồn gây nhiễu điện từ điển hình và nghiêm trọng. Chẳng hạn như tác động của lưới điện, điện áp đỉnh có thể cao tới kilovolt hoặc hơn, điều này sẽ gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho thiết bị hoặc hệ thống. Ngoài ra, đường dây điện chính là một cách để nhiều loại tín hiệu nhiễu xâm nhập vào thiết bị. Do đó, hệ thống cung cấp điện, đặc biệt là thiết kế EMC của nguồn điện chuyển mạch, là một phần quan trọng của thiết kế cấp thành phần. Các biện pháp rất đa dạng, chẳng hạn như cáp cấp điện được đấu trực tiếp từ cổng chính của lưới điện, ổn định điện xoay chiều từ lưới điện, lọc thông thấp, cách ly giữa các cuộn dây của máy biến áp, che chắn, giảm xung, và bảo vệ quá áp và quá dòng.

Nối đất bao gồm nối đất, nối đất tín hiệu, v.v. Thiết kế của thân nối đất, cách bố trí của dây nối đất và trở kháng của dây nối đất ở các tần số khác nhau không chỉ liên quan đến an toàn điện của sản phẩm hoặc hệ thống mà còn liên quan đến khả năng tương thích điện từ và công nghệ đo lường của nó.

Tiếp đất tốt có thể bảo vệ hoạt động bình thường của thiết bị hoặc hệ thống và an toàn cá nhân, đồng thời có thể loại bỏ các hiện tượng nhiễu điện từ và sét đánh. Vì vậy, thiết kế tiếp đất là rất quan trọng, nhưng nó cũng là một môn học khó. Có nhiều loại dây nối đất, bao gồm nối đất logic, nối đất tín hiệu, nối đất lá chắn và nối đất bảo vệ. Các phương pháp nối đất cũng có thể được chia thành nối đất một điểm, nối đất nhiều điểm, nối đất hỗn hợp và nối đất nổi. Bề mặt nối đất lý tưởng phải có điện thế bằng XNUMX và không có sự khác biệt về điện thế giữa các điểm nối đất. Nhưng trên thực tế, bất kỳ “nối đất” hoặc dây nối đất nào cũng có điện trở. Khi có dòng điện chạy qua sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp, để điện thế trên dây nối đất không bằng XNUMX, giữa hai điểm nối đất sẽ xuất hiện điện áp chạm đất. Khi mạch được nối đất tại nhiều điểm và có các mối nối tín hiệu, nó sẽ tạo thành điện áp nhiễu nối đất. Do đó, công nghệ nối đất rất đặc thù như nối đất tín hiệu và nối đất nguồn nên tách biệt, các mạch phức tạp sử dụng nối đất đa điểm và nối đất chung.