EMI elektromanyetik korumanın bilgi noktalarına giriş

Bir elektronik mühendisi olarak gürültü ve radyasyon her yerdedir ve bir elektronik tasarımcı olarak EMI elektromanyetik koruma hakkında bilgi sahibi olmak gerekir ve bu bilgi ve çözümler, ekipmanı harici elektromanyetik parazitlerden iyileştirmek için yaygın olarak kullanılacaktır.

Maxwell'in denklemleri, bir iletkenden akım geçtiğinde, bir manyetik alan yaratıldığını ve bu manyetik alanın bir elektrik alanı oluşturduğunu gösterir. Elektrik ve manyetik alanların ışıma özelliklerine ışınımsal emisyonlar denir. Bu yayılan emisyonlar, devrede veya tüm baskılı devre kartında (PCB) sorunlara neden olacaktır. İdeal bir devrede, devrenin kendisi tarafından yayılan sinyal yalnızca akım ve gerilimi içerir, ancak gerçek dünyada gürültü kaçınılmaz bir sorundur. Bu, devre sinyalinde herhangi bir bozulma olduğunda gerçekleşir. Elektromanyetik sinyallerin doğası gereği, gürültünün varlığından kaçınılamaz, ancak etkileri büyük ölçüde azaltılabilir. Bir cihazın çalışma sırasında diğer cihazlardan etkilenmeyeceğine dikkat edilmelidir, tıpkı bir cihazın diğer cihazlardan etkilenmeyeceği gibi, elektromanyetik duyarlılık, bir devre sisteminin bozulduğunda çalışır durumda kalabilme yeteneğidir. Bu hassasiyet, uygulanan gürültü seviyesine bağlı olacaktır ve otomotiv, tıp, askeri vb. gibi farklı uygulamalar, farklı derecelerde manyetik duyarlılığa sahiptir. Her devre, cihaz veya sistem, yalnızca yüksek seviyelerde elektromanyetik alanlara duyarlı olacak şekilde radyasyon seviyelerini en aza indirecek şekilde uygun şekilde tasarlanmalıdır.

EMC sertifikası

Elektromanyetik Uyumluluk (EMC) sertifikası, herhangi bir ürünün piyasaya sürülmesi için zorunlu bir adımdır ve her ürünün, başka herhangi bir ekipmanı (örneğin radyasyon testi) etkilemeden ve etrafta başka sistemler bulunsa bile kurulduğundan emin olmak için bir EMC testinden geçmesi gerekir. (örneğin, duyarlılık testi).

Tipik olarak, elektronik cihazlar mahfazalara yerleştirilmiştir ve metal mahfazalar elektromanyetik korumayı sınırlamada harikadır, ancak nispeten kusurludur. PCB ile mahfaza arasındaki bağlantı noktasında delikler veya yuvalar görünür ve elektromanyetik alanlar bunların içinden geçebilir. Kısacası, EMI koruması bu delikleri veya yuvaları kapatmaktır. Ek olarak, birçok ürün tasarımında ortak bir sorun vardır: EMC sertifikası, yalnızca tasarım döngüsünün en son aşamasında dikkate alınır, bu durumda genel tasarım bu aşamada dondurulur ve EMC mühendislerinin ürün tasarımını değiştirecek yerleri yoktur. . Elektromanyetik ile ilgili problemleri çözün. Bu nedenle, PCB'yi yeniden değiştirmeye gerek kalmadan eksiksiz bir araç seti ve ekoloji, EMI korumasında çok önemli bir rol oynar. Minyatürleştirme ve yüksek performans, elektronik ürünlerin geliştirilmesinde her zaman küresel bir trend olmuştur ve PCB'ler gittikçe kısalan yükselme sürelerine ve gittikçe hızlanan dijital devrelere sahiptir. Yükselme süresi ne kadar kısa olursa, bant genişliği o kadar büyük ve aynı zamanda dalga boyu o kadar küçük olur. Devredeki dalga boyları PCB'nin fiziksel boyutlarıyla karşılaştırılabilir olduğunda belirli problemler ortaya çıkar. Bu dalga boyları yeterince küçükse, dışarıya ulaşabilir ve diğer ekipmanlarla etkileşime neden olabilir. Bu açıklıklar, EMI koruma ile kapatılabilir (yani, bu küçük delikleri kapatmaya ve mekanik mahfazanın Faraday kafesi etkisini geliştirmeye yardımcı olan manyetik malzemelerle).

EMI koruma etkinliğini ve cilt derinliğini hesaplayın

Sayısız EMI kalkanı farklı malzeme ve şekillerde gelir, ancak genel olarak nihai amaç elektromanyetik alanları sınırlamaktır. Koruma elemanı, elektromanyetik radyasyona karşı bir bariyer görevi görür, aslında, bu koruma yönteminin işlemi, elektromanyetik dalgaya ve koruyucu elemanın malzemesine bağlı olacak şekilde büyük bir zayıflamaya sahiptir. Dalgalar koruyucu malzemeye çarptığında, iki yeni dalga üretilir, yansıtılır ve iletilir. Bu nedenle, gelen dalganın enerjisi bu iki dalgaya bölünecektir. İletilen bileşen, anahtar ilgili bileşendir ve dalga, koruyucu malzemeden dışarıya geçecektir. Kalkanın etkinliği, bu bileşeni zayıflatma yeteneğini belirleyecektir. Yüzey derinliği, bir dalganın genliği 1/e'ye düşmeden önce kat edebileceği mesafedir; bu parametre, malzeme geçirgenliği, frekans ve özdirenç faktörlerine bağlıdır ve aşağıdaki ifade ile yaklaşık olarak ifade edilebilir:

Not: σ iletkenliği, μ geçirgenliği, F frekansı temsil eder

Koruyucu malzeme kullanmanın amacı, geçtikten sonra dalganın genliğini en aza indirmektir. Bu nedenle, sistemin tüm frekanslarının zayıflatılmasını sağlamak için uygun malzeme tipini ve kalınlığını seçmek son derece önemlidir. Koruma malzemesinin bu görevde ne kadar iyi performans gösterdiği, aşağıdaki gibi koruma etkinliğine (SE) bağlıdır:

Not: İlk terim yansıma kaybını, ikinci terim ise soğurma kaybını temsil eder.

EMI ekranlama tipleri EMI ekranlama tipi büyük ölçüde ürünün tipine, elektromanyetik gerekliliklere ve çevre koşullarına bağlı olacaktır. En yaygın EMI kalkanları şunlardır: - EMI contaları - EMI koruyucu bantları - metal klipsler - korumalı kabinler EMI contaları EMI contaları, iki mekanik yüzey arasındaki düzensiz ancak mevcut mikro delikleri kapatmak için kullanılır. Toprak bağlantısını iyileştirin. Yapışkan bölümleri ve birçok profili vardır, bu nedenle farklı mekanik bağlantı türlerine kolayca sığarlar.

EMI Koruyucu Bant EMC bandı, tüm mikro geçişlerin kaplandığından emin olmak istediğinizde, ancak EMI contaları gibi seçenekler için fazla dikey alanınız olmadığında ilk tercihtir. Bu bantların üst tarafında oldukça iletken bir malzeme (nikel veya bakır gibi) ve diğer tarafında yapışkan bulunur.

Metal klipsler Herhangi bir cihazın kısa, geniş ve düz bir topraklama kablosuna ihtiyacı vardır ve bu bağlantı iyi yapılmazsa, yayılan elektromanyetik alanlar oluşturacak istenmeyen monopoller oluşacaktır. Metal klipsler bu bağlantıyı iyileştirir ve mekanik bağlantıyı güçlendirir. Korumalı Kabinler CPU'lar, depolama IC'leri ve radyo frekansı (RF) seviyeleri gibi girişim kaynakları için, PCB katmanında ayrı koruma için koruyucu kabinler kullanmak mükemmel bir seçimdir.

Sonuç Tüm devreler elektromanyetik radyasyon yayar ve diğer devreler tarafından kolayca yayılır. Ürününüzü piyasaya sürmek için gereken sertifikaları almak sancılı bir test süreci olabilir. Çeşitli EMI ekranlama biçimleri ve türleri, EMI sorunlarını çözmek için temeldir.