Uvod u znanja o EMI elektromagnetskoj zaštiti

Kao elektronički inženjer, buka i zračenje su posvuda, a kao elektronički dizajner, potrebno je imati znanje o EMI elektromagnetskoj zaštiti, a to znanje i rješenja će se široko koristiti za poboljšanje opreme od vanjskih elektromagnetskih smetnji.

Maxwellove jednadžbe pokazuju da kad god struja teče kroz vodič, stvara se magnetsko polje, a to magnetsko polje stvara električno polje. Svojstva zračenja električnog i magnetskog polja nazivaju se emisije zračenja. Ove zračene emisije uzrokovat će probleme u krugu ili cijeloj tiskanoj ploči (PCB). U idealnom krugu, signal koji emitira sam krug uključuje samo struju i napon, ali u stvarnom svijetu, šum je neizbježan problem. To se događa kada postoji bilo kakva smetnja u signalu kruga. Zbog prirode elektromagnetskih signala, prisutnost buke se ne može izbjeći, ali se njeni učinci mogu znatno smanjiti. Treba napomenuti da drugi uređaji neće utjecati na uređaj tijekom rada, baš kao što na uređaj neće utjecati drugi uređaji, elektromagnetska osjetljivost je sposobnost sustava strujnog kruga da ostane funkcionalan kada se ometa. Ta će osjetljivost ovisiti o primijenjenoj razini buke, a različite primjene, poput automobilske, medicinske, vojne itd., imaju različite stupnjeve magnetske osjetljivosti. Svaki strujni krug, uređaj ili sustav moraju biti pravilno projektirani kako bi smanjili razine zračenja tako da budu osjetljivi samo na visoke razine elektromagnetskih polja.

EMC certifikat

Certifikacija elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) obavezan je korak za izlazak svakog proizvoda na tržište, a svaki proizvod mora proći EMC test kako bi se osiguralo da je instaliran bez utjecaja na drugu opremu (npr. ispitivanje radijacije), čak i ako su u blizini prisutni drugi sustavi (npr. test osjetljivosti).

Obično je elektronika smještena u kućišta, a metalna kućišta su izvrsna u ograničavanju elektromagnetske zaštite, ali su relativno nesavršena. Rupe ili utori pojavljuju se na spoju između PCB-a i kućišta, a elektromagnetska polja mogu proći kroz njih. Ukratko, EMI zaštita treba pokriti ove rupe ili utore. Osim toga, postoji zajednički problem kod mnogih dizajna proizvoda: EMC certifikacija se razmatra samo u posljednjoj fazi ciklusa dizajna, u kojem slučaju je cjelokupni dizajn zamrznut u ovoj fazi, a EMC inženjeri nemaju prostora za modificiranje dizajna proizvoda . Rješavanje problema vezanih uz elektromagnetski. Stoga, kompletan set alata i ekologija, bez potrebe za ponovnim modificiranjem PCB-a, igra ključnu ulogu u EMI zaštiti. Minijaturizacija i visoke performanse oduvijek su bili globalni trend u razvoju elektroničkih proizvoda, a PCB-ovi imaju sve kraća vremena porasta i sve brže digitalne sklopove. Što je vrijeme uspona kraće, to je širina pojasa veća, a ujedno i manja valna duljina. Određeni problemi nastaju kada su valne duljine u krugu usporedive s fizičkim dimenzijama PCB-a. Ako su te valne duljine dovoljno male, mogu doći do vanjskog prostora i uzrokovati smetnje drugoj opremi. Ti se otvori mogu zatvoriti EMI zaštitom (to jest, magnetskim materijalima koji pomažu prekriti ove male rupe i poboljšati efekt Faradayeva kaveza mehaničkog kućišta).

Izračunajte učinkovitost EMI zaštite i dubinu sloja

Bezbrojni EMI štitovi dolaze u različitim materijalima i oblicima, ali općenito je krajnji cilj ograničiti elektromagnetska polja. Zaštitni element djeluje kao barijera protiv elektromagnetskog zračenja, zapravo, proces ove metode zaštite ima veliko prigušenje, koje će ovisiti o elektromagnetskom valu i materijalu zaštitnog elementa. Kada valovi udare u zaštitni materijal, generiraju se dva nova vala, reflektiraju se i prenose. Stoga će se energija upadnog vala podijeliti na ova dva vala. Odašiljana komponenta je ključna relevantna komponenta, a val će proći kroz zaštitni materijal prema van. Učinkovitost štita će odrediti njegovu sposobnost da priguši ovu komponentu. Dubina sloja je udaljenost koju val može prijeći prije nego što mu se amplituda smanji na 1/e, parametar koji ovisi o čimbenicima propusnosti materijala, frekvencije i otpora, a može se aproksimirati sljedećim izrazom:

Napomena: σ predstavlja vodljivost, μ predstavlja propusnost, F predstavlja frekvenciju

Svrha korištenja zaštitnog materijala je minimiziranje amplitude vala nakon što prođe. Stoga je izuzetno važno odabrati odgovarajuću vrstu materijala i njegovu debljinu t kako bi se osiguralo da sve frekvencije sustava budu prigušene. Koliko dobro zaštitni materijal radi na ovom zadatku ovisi o učinkovitosti zaštite (SE) kako slijedi:

Napomena: prvi izraz predstavlja gubitak refleksije, a drugi izraz gubitak apsorpcije.

Vrste EMI zaštite Vrsta EMI zaštite uvelike će ovisiti o vrsti proizvoda, elektromagnetskim zahtjevima i uvjetima okoline. Najčešći EMI štitovi su sljedeći: - EMI brtve - EMI zaštitne trake - metalne kopče - oklopljeni ormarići EMI brtve EMI brtve se koriste za prekrivanje nepravilnih ali postojećih mikrorupa između dvije mehaničke površine. Poboljšajte uzemljenje. Imaju ljepljive dijelove i mnogo profila tako da se lako mogu uklopiti u različite vrste mehaničkih spojeva.

EMI zaštitna traka EMC traka je prvi izbor kada želite biti sigurni da su svi mikroprozori pokriveni, ali nemate puno okomitog prostora za opcije kao što su EMI brtve. Ove trake imaju visoko vodljivi materijal (kao što je nikal ili bakar) na vrhu i ljepilo na drugoj strani.

Metalne kopče Bilo koji uređaj treba kratku, široku i ravnu žicu za uzemljenje, a ako ovo spajanje nije dobro izvedeno, stvorit će se neželjeni monopoli koji će generirati zračena elektromagnetska polja. Metalne kopče poboljšavaju ovaj spoj i jačaju mehanički spoj. Zaštićeni ormarići Za izvore smetnji kao što su procesori, IC-ovi za pohranu i radiofrekvencijske (RF) razine, odličan je izbor koristiti zaštitne ormariće za individualnu zaštitu na PCB sloju.

Zaključak Svi krugovi emitiraju elektromagnetsko zračenje i lako ih zrače drugi krugovi. Dobivanje certifikata potrebnih za izlazak vašeg proizvoda na tržište može biti bolan proces testiranja. Različiti oblici i tipovi EMI zaštite temeljni su za rješavanje EMI problema.