Tartalomjegyzék
Voltál már valaha motoron és hallottad rádiózavar? Ez... EMI. A motorkerékpár gyújtógyertyák elektromágneses sugárzást bocsátanak ki, amikor szikrázás, ami zavarja a rádiójelek vételét. Emlékszel a repülőn, amikor megkértek, hogy kapcsoljuk ki az elektronikát? Azért, mert a készülék jelei zavarhatják a repülőgép navigációját.
Ez az EMI-indukált interferencia hangsúlyozza az EMC fontosságát az elektronikai tervezésben. PCB EMC biztosítja az eszközök megbízható működését, nem okoz vagy nem befolyásolja könnyen az EMI.
Ez a cikk az EMC alapfogalmait tárgyalja, néhány tippet ad a nyomtatott áramköri lapok tervezéséhez, a nyomtatott áramköri lapok EMC szabványainak legátfogóbb összefoglalóját és az EMC-vizsgálat teljes folyamatát. Kezdjük a következőkkel ELEPCB!
A PCB EMC & EMI & ESD definíciói
Mi az EMC?
EMC(elektromágneses kompatibilitás) az elektromos rendszerek és berendezések megfelelő működésének képessége. anélkül, hogy más rendszereket vagy berendezéseket zavarna, vagy hogy azok zavarnák őket. Ezt az elektromágneses energia keletkezésének, terjedésének és vételének szabályozásával érik el, hogy megelőzzék a nem szándékos elektromágneses interferenciát, amely a rendszer vagy a berendezés teljesítményének romlását vagy fizikai károsodását okozhatja.
Mi az EMI?
Elektromágneses interferencia (EMI) egy rendszer vagy berendezés teljesítményének romlása a következő okok miatt elektromágneses zavar. Más szóval, az elektromágneses zavar az ok, az EMI pedig a hatás..
Az EMI két fő kategóriába sorolható.
1. Folyamatos interferencia:
Ezt a zajt a következők okozzák tartós elektromágneses sugárzás; ez lehet a következő formában rádiófrekvencia vagy tartós rezgés. Általában nem árnyékolt oszcillátorokból vagy más, elektromágneses sugárzás kibocsátására hajlamos elemekből származik.
2. Impulzus-interferencia:
Jellemzői a következők rövid, nagy energiájú elektromágneses energiakitörések.. Az impulzusok olyan forrásokból származnak, mint Elektrosztatikus kisülés(ESD), villámcsapás és nagyáramú áramkörök kapcsolása.
Az EMI különböző csatolási mechanizmusokon keresztül terjedhet:
Vezetőképes csatolás:
Az ebbe a kategóriába tartozó zavarás elektromos vezetőkön keresztül történik, mint pl. hatalom vezetékek és kábelek.
Sugárzási csatolás:
Ez akkor történik, amikor elektromágneses hullámokat továbbítanak az egyik áramkörből a másikba, például olyan eszközökben, mint a motorok, elektromos vezetékek, stb.
Induktív csatolás:
Erre azért kerül sor, mert a mágneses mező, amely a két párhuzamos vezető.
A mágneses indukció miatt az egyik vezetőben időben változó áram könnyen indukálhat feszültséget a másikban.
Kapacitív Csatlakozás:
Kapacitív csatolás akkor fordulhat elő, ha két vezető közel kerülnek egymáshoz, ami kondenzátorszerű hatást tesz lehetővé.
Az egyik vezetőn lévő ingadozó feszültség a kapacitív csatolás miatt megváltoztathatja a másik vezetőn lévő feszültséget.
Mi a ESD?
Elektrosztatikus kisülés(ESD) az egyik fő forrása a EMI, és az EMI a fent leírt számos csatolási mechanizmussal átvihető.
EMC szabványok
Az említett nemzetközi és nemzeti EMC-szabványok betartása kulcsfontosságú a következők szempontjából az Ön termékbiztonságának biztosítása és piacra jutás.
EMC-szabványok listája PCB-ben
Az alábbiakban felsorolunk néhányat a tekintélyesebb nemzetközi EMC-szabványok és néhány közös szabvány.
| Szabványok | Földrajz | Tartalom |
| FCC | Több mint 50 állam, Kolumbia és az USA területei | A tanúsítás három gyakori típusa: A tanúsítás, a DoC és az ellenőrzés (csökkenő szigorúsággal tanúsítva). |
| VDE | Elsősorban a német és az európai piacra. | A biztonsági előírások, az elektromágneses kompatibilitás, a kémiai vizsgálatok és elemzések és sok más szempont lefedése. |
| CISPR | Világszerte | 7 albizottság, amelyek a rádiózavarok mérési módszereivel és statisztikai módszereivel, ipari, tudományos és orvosi rádiófrekvenciás berendezésekkel, rádiózavarokkal, illetve a rádiózavarokkal kapcsolatos kérdésekkel foglalkoznak. |
| IEC | Világszerte | Felelős az elektromos és elektronikus területekkel kapcsolatos nemzetközi szabványosítási munkáért. |
| GB / T 17626 sorozat | Kína | Az IEC61000-4-X nemzetközi szabványsorozatra hivatkozva a legújabb, jelenlegi GB/T 17626 nemzeti szabvány összesen 27 |
| MIL-STD-461 sorozat | USA (főként az amerikai hadsereg számára) | Katonai berendezések elektromágneses összeférhetőségének vizsgálatára és értékelésére használják. |
| EN 550XX sorozat | Európai Unió területe | A CISPR-szabvánnyal egyenértékű, különböző típusú elektromos és elektronikus berendezésekre alkalmazható. |
| AS/NZS CISPR sorozat | Ausztrália és Új-Zéland | A CISPR szabványon alapul, és az Ausztráliában és Új-Zélandon forgalmazott elektromos és elektronikus berendezésekre vonatkozik. |
| Kategória | Közös EMC szabvány(ok) |
| Egészségügy és élettudományok Orvostechnikai eszközök | IEC 60601-1-1 |
| Autó | CISPR 12, ISO 7637, ISO 1145-1, ISO 1145-2 |
| Beltéri berendezések | IEC EN 61000-6-6 |
| Erőművek | IEC EN 61000-6-5 |
| Ipari | IEC EN 61000-6-2, IEC EN 61000-6-4 |
| Kereskedelmi | IEC EN 61000-6-1, IEC EN 61000-6-8 |
| Lakossági | IEC EN 61000-6-1, IEC EN 61000-6-3 |
| Vizsgálat és mérés | IEC EN 61000-4-2, IEC EN 61000-4-3 |
| Mezőgazdasági berendezések | ISO 14982 |
| Építőipari gépek | EN 13309 |
PCB-k tervezése az EMC szempontjából
Az EMC-kompatibilis nyomtatott áramköri lapok tervezése átvágja az alábbiakat PCB kapcsolási rajz tervezés, alkatrészek kiválasztása és PCB elrendezés tervezése.
Az EMC két kulcsfontosságú része a következő kibocsátás, azaz az elektromágneses energia nem kívánt keletkezése és terjedése, valamint az érzékenység, a befogadóképesség és a káros hatások EMI a rendszerben. Az EMC PCB általános célja a következők csökkentése(a teljes megszüntetés nem annyira biztosított) a PCB kibocsátása és érzékenysége.
Tervezési intézkedések az EMI minimalizálására a PCB-ben
Layout tervezés
- Teljesítménysík tervezése: Egy jól megtervezett teljesítménysík csökkentheti a zajt és javíthatja jelintegritás.
- Jelszintű útválasztás: Megfelelő útvonalválasztás a jelzőrétegek kiemelkedő fontosságúak. Használja a differenciálpár útválasztás nagysebességű jelek esetén az áthallás és a sugárzás minimalizálása érdekében. Növelje a távolságot a szomszédos nyomvonalak között és elkerülni a nyomvonalak párhuzamos vezetését egymáshoz, amennyire csak lehetséges. Gyors digitális jeleket szállító nyomvonalak mozgatása távol a PCB él a sugárzó mező kibocsátásának megakadályozása érdekében.
- Komponens elhelyezése: Place komponenss stratégiailag a jelnyomok és a tápellátó síkok közötti csatolás minimalizálása érdekében, csökkentve az EMI-t.
- Földi síkok: A földsíkok minimalizálják a zajt és a jelromlást azáltal, hogy az áramnak alacsony impedanciájú visszatérési utat biztosítanak, ezáltal minimalizálják a földhurok kialakulását.
Komponens kiválasztása
- Alacsony kibocsátású alkatrészek: próbáljon meg olyan alkatrészeket választani, amelyek természetesen csendesebbek, például alacsony EMI-értékű integrált áramköröket, alacsony zajszintű erősítőket és alacsony zajszintű feszültségszabályozókat. Ezek csökkentik a teljes NYÁK elektromágneses sugárzását.
- Árnyékolás: Használjon árnyékolt alkatrészeket vagy tegye őket árnyékolt burkolatokba ha érzékeny alkatrészek vannak. Ez csökkenti a zajkibocsátási hajlamukat, és megvédi őket a külső elektromágneses interferenciától.
- Szűrés: Használjon szűrőket, például kondenzátorokat és ferritgyöngyöket. Ez csökkenti nagyfrekvenciás a jel- és tápvezetékek zaját, javítja az áramkör általános zajimmunitását, és hatékonyan blokkolja a nemkívánatos jeleket.
Árnyékolási módszerek
- Burkolat árnyékolása: Ennél a technikánál a PCB-t vezető anyaggal burkolják be. fémház pajzsként működik, megakadályozva az interferenciát. A PCB vezetőképes burkolatba való beépítése szintén jelentősen csökkenti a sugárzott emissziót.
- Kábelárnyékolás: Az elektromos rendszerek jelkábelei vezető réteggel vannak bevonva és mindkét végén földelve. Az árnyékoló kábelek megakadályozhatják az elektromágneses interferencia terjedését a kábel mentén.
Tápegység tervezése
- Leválasztás Kondenzátorok: A tápegységben lévő zaj csökkentése és a rendszer stabilitásának javítása érdekében a tápegységhez tehetőek lecsatlakoztató kondenzátorok. A hatékony leválasztás érdekében a kondenzátorokat a lehető legközelebb helyezze az IC csapjaihoz, és a vezetékek legyenek rövidek.
- Bypass kondenzátorok: A megkerülő kondenzátorok használata kiszűri a tápegységből származó nagyfrekvenciás zajokat.
További intézkedések a kibocsátás csökkentésére
Csökkentse a kapcsolási műveletet
- A minimálisra, és biztosítsa, hogy a szükséges kapcsolás lassan történik, ahogyan az megengedett.
Moduláris kialakítás
- Moduláris kialakítás magában foglalja a sok zajt generáló áramkörök elkülönítését a terv többi részétől, és megfelelő árnyékolásuk biztosítását.
PCB EMC elektromos rendszerekben
EMC teszt és EMC megfelelőség
Az első dolog, amit tenni kell előkészítés, amely magában foglalja az ügyféllel való tisztázása a PCB EMC szabvány akarnak és előzetes ellenőrzéseket végzek az áramkörön. elrendezés, vezetékek, komponens kiválasztásstb. a nyomtatott áramköri lap tervezésének esetleges EMC-problémáit.
Továbbá, az előkészítés a PCB tervrajzok és egyéb dokumentumok, valamint a PCB minták a gyártási szabványoknak megfelelően kell elkészíteni.
Ezután határozza meg a PCB EMC teszt típusát, elsősorban a következőket:
Sugárzási kibocsátási vizsgálat
Például a 30MHz 1GHz sáv, egy félig elektromos hullám sötétkamrában, a NYÁK-ot felhelyezik egy 0,8 m magas fa asztal a forgótányéron, az antenna állítható a magasság 1-4m-en belül, mérés 3m vagy 10m távolságstb., függőleges és vízszintes polarizációs vizsgálatok elvégzéséhez.
Interferencia elleni teszt
Alkalmazzon olyan beavatkozásokat, mint nagyfrekvenciás elektromágneses mező, elektromos gyors tranziens impulzuscsoport a NYÁK-ra, hogy megfigyeljük a teljesítmény stabilitását.
Hogyan olvassuk el a PCB EMC tesztjelentést?
1. lépés:
Tekintse meg a teljes jelentést
- A PCB EMC tesztre vonatkozó alapvető információk megtekintése, mint például a vizsgáló szervezet, vizsgálat időpontjastb.
- Részletesen magyarázza el a célt, hogy az a következőkre szolgál-e sugárzási értékelés, interferencia elleni védelemstb.
- Figyeljen a következők hatásaira a hőmérséklet és a páratartalom tesztkörnyezet az eredményekről, a berendezés pontosságáról stb. Előfordulhat, hogy a túlzott hőmérséklet-emelkedés hatással lehet a NYÁK egyes részeire, amelyek ennek következtében befolyásolhatják a vizsgálati eredményeket.
2. lépés:
A paraméterek értelmezése
Vegyük példaként a sugárzási emissziós vizsgálatot:
- A "Freq" oszlop a teszt különböző frekvenciapontjait jelöli, mint például 30MHz, 50MHzstb.
- A "Mérés" oszlopban a a sugárzás intenzitásának értéke a NYÁK ezen a frekvencián, míg a "Limit" oszlopban a maximálisan elfogadható sugárzási intenzitás a megfelelő frekvencián.
- “Vége" oszlop a Határérték kivonása a Mérésből. Ha "Vége" a mínusz és kisebb, azt jelzi, hogy annál kisebb a sugárzás, a jobb a EMC teljesítmény. Ha az Over plusz, például egy frekvenciapontnál Over=5dB, az azt jelenti, hogy a határértéket 5 dB-lel meghaladja, és valószínűleg nem felel meg a szabványnak.
- “PK" a a jel maximális amplitúdója, amelynek minden egyes időegységben a maximális értéknek kell lennie. A legrosszabb helyzetben, különösen átmeneti vagy impulzus események esetén megfelel az elektromágneses zavarszint értékelésének.
- “QP“ a a mennyiség időbeli átlaga mérendő, súlyozva az emberi fül érzékelésének szimulálása a zavaró jel. Alkalmas egy eszköz elektromágneses zavarásának rövid ideig tartó maximális szintjének számszerűsítésére, különösen a hallásérzékelésre ható zavarok esetében.
- AV a jel átlagos amplitúdóját jelenti egy adott időpontban, és a készülékeknek egy bizonyos időközönként működő folyamatos működés vagy állandósult állapot az elektromágneses zavarás tekintetében.
Ezeknek a paramétereknek az alkalmazása a tesztek során a forgatókönyvtől függ.
| Teszt típusa | Frekvenciatartomány | Határérték Követelmény | Képesítési kritériumok |
| Vezetett kibocsátási vizsgálat | 9kHz ~ 30MHz | QP + AV | Mind a QP-, mind az AV-adatoknak a szabványos határértékek alatt kell lenniük. |
| Zavarteljesítmény-teszt | 30MHz ~ 300MHz | QP + AV | Mind a QP-, mind az AV-adatoknak a szabványos határértékek alatt kell lenniük. *200MHz-300MHz esetén: Ha a PK érték 10 dB-rel a QP határérték alatt van, a sugárzási vizsgálat alóli mentesség vonatkozik. |
| Sugárzott kibocsátási vizsgálat (Civil Standard) | 30MHz ~ 1000MHz | QP | A QP-adatoknak a szabványos határérték alatt kell lenniük |
| Nagyfrekvenciás. Sugárzási teszt (Civil Standard) | 1000MHz ~ 40GHz | PK + AV | Mind a PK-, mind az AV-adatoknak a szabványos határértékek alatt kell lenniük. |
| Katonai szabvány (pl. GJB151B) | Nincs megadva | PK | A PK-adatoknak a szabványos határérték alatt kell lenniük (QP/AV értékelés nem szükséges) *Kudarc, ha a PK meghaladja a határértéket (QP/AV adatok figyelmen kívül hagyása) |
3. lépés:
Grafikus értelmezés
4. lépés:
Eredményelemzés
- A sugárzáskibocsátási vizsgálatból kapott eredmények grafikonján, az abszcissza a frekvencia, az ordináta pedig a sugárzás intenzitása.. Abban az esetben, ha a határértékgörbe túllépése a görbe valamelyik szakaszán, a görbe ezen szakaszának megfelelő frekvenciapont az a frekvenciapont, amely meghaladja a határértéket.
- Például a vizsgálati jelentés grafikonján, amikor a görbe a 200 MHz-es határgörbe felett van, akkor ezen a frekvenciaponton koncentrációra van szükség.
- Hasonlítsa össze a vizsgálati eredményeket a határértékkel, hogy lássa az általános tendenciát, például azt, hogy a sugárzás intenzitása rendszeresen változik a frekvencia emelkedésével. Ha több frekvenciapont közel van a határértékhez, bár nem lépte túl a szabványt, akkor potenciális kockázatot jelenthet.
- Határozza meg, hogy a PCB megfelel az EMC követelményeinek. Ha nem, jelezze a javítás irányát, például a kábelezés optimalizálása vagy árnyékolási intézkedések hozzáadása.
Következtetés
EMC kritikus szempont a PCB tervezés. Így, ragaszkodva a EMC szabványok alapvető fontosságú a termék megbízhatóságának biztosítása, a más eszközökkel való interferencia megelőzése és a szabályozási követelményeknek való megfelelés érdekében. Azzal, hogy az EMC-t a tervezés során prioritásként kezeli, megvédheti a termékét. funkcionalitás és piaci életképesség.
ELEPCB megbízható PCB gyártó amely kiváló minőségű PCB termékek, amely több mint 10 éves gyártási tapasztalattal rendelkezik. Nézze meg a minőségellenőrzés oldal, hogy többet megtudjon. Kapcsolat minket, vagy hagyjon egy megjegyzést az alábbiakban, hogy árajánlatot kapjon!
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian