Sissejuhatus EMI elektromagnetilise varjestuse teadmispunktidesse

Elektroonikainsenerina on müra ja kiirgus kõikjal ning elektroonikadisainerina on vaja omada teadmisi EMI elektromagnetilise varjestuse kohta ning neid teadmisi ja lahendusi kasutatakse laialdaselt seadmete täiustamiseks välistest elektromagnetilistest häiretest.

Maxwelli võrrandid näitavad, et kui vool läbib juhi, tekib magnetväli ja see magnetväli tekitab elektrivälja. Elektri- ja magnetväljade kiirgusomadusi nimetatakse kiirgusemissioonideks. Need kiirgavad emissioonid põhjustavad probleeme vooluringis või kogu trükkplaadil (PCB). Ideaalses vooluringis sisaldab vooluahela enda väljastatav signaal ainult voolu ja pinget, kuid reaalses maailmas on müra vältimatu probleem. See juhtub siis, kui vooluahela signaalis esineb häireid. Elektromagnetiliste signaalide olemuse tõttu ei saa müra esinemist vältida, kuid selle mõju saab oluliselt vähendada. Tuleb märkida, et seadet ei mõjuta töö ajal teised seadmed, nii nagu seadet ei mõjuta teised seadmed, on elektromagnetiline vastuvõtlikkus vooluringisüsteemi võimet häirete korral funktsioneerida. See tundlikkus sõltub rakendatavast müratasemest ja erinevatel rakendustel, nagu autotööstuses, meditsiinis, sõjaväes jne, on erinev magnetilise tundlikkuse aste. Iga vooluahel, seade või süsteem peab olema korralikult projekteeritud, et minimeerida kiirgustaset, nii et see oleks tundlik ainult kõrgete elektromagnetväljade suhtes.

EMC sertifikaat

Elektromagnetilise ühilduvuse (EMC) sertifitseerimine on iga toote turuletoomiseks kohustuslik samm ja iga toode peab läbima elektromagnetilise ühilduvuse testi tagamaks, et see on paigaldatud teisi seadmeid mõjutamata (nt kiirguse testimine) ja isegi kui läheduses on muid süsteeme. (nt tundlikkuse test).

Tavaliselt on elektroonika korpused ja metallkorpused piiravad suurepäraselt elektromagnetilist varjestust, kuid on suhteliselt ebatäiuslikud. PCB ja korpuse ristmikul tekivad augud või pilud ning elektromagnetväljad võivad neid läbida. Lühidalt, EMI varjestus on nende aukude või pilude katmiseks. Lisaks on paljude tootekujunduste puhul levinud probleem: EMC-sertifikaati arvestatakse alles projekteerimistsükli viimases etapis, sel juhul on üldine disain selles etapis külmunud ja EMC-inseneridel ei ole ruumi toote disaini muuta. . Lahendage elektromagnetilisi probleeme. Seetõttu mängib EMI varjestuses olulist rolli tööriistade ja ökoloogia täielik komplekt, ilma et oleks vaja PCB-d uuesti muuta. Miniaturiseerimine ja kõrge jõudlus on alati olnud elektroonikatoodete arendamise ülemaailmne trend ning PCBdel on järjest lühemad tõusuajad ja kiiremad digitaalsed vooluringid. Mida lühem on tõusuaeg, seda suurem on ribalaius ja samal ajal väiksem lainepikkus. Teatud probleemid tekivad siis, kui vooluringi lainepikkused on võrreldavad PCB füüsiliste mõõtmetega. Kui need lainepikkused on piisavalt väikesed, võivad need jõuda väljapoole ja põhjustada häireid teiste seadmete töös. Neid avasid saab sulgeda EMI varjestusega (st magnetiliste materjalidega, mis aitavad need väikesed augud katta ja parandavad mehaanilise korpuse Faraday puuri efekti).

Arvutage EMI varjestuse tõhusus ja naha sügavus

Lugematul hulgal EMI-kilpe on erineva materjali ja kujuga, kuid üldiselt on lõppeesmärk elektromagnetväljade piiramine. Varjestuselement toimib elektromagnetkiirguse tõkkena, tegelikult on selle varjestusmeetodi protsessil tohutu sumbumine, mis sõltub elektromagnetlainest ja varjestuselemendi materjalist. Kui lained tabavad varjestusmaterjali, genereeritakse, peegelduvad ja edastatakse kaks uut lainet. Seetõttu jagatakse langeva laine energia nendeks kaheks laineks. Edastatud komponent on peamine asjakohane komponent ja laine läbib varjestusmaterjali väljapoole. Varjestuse tõhusus määrab selle võime seda komponenti summutada. Naha sügavus on vahemaa, mille laine võib läbida enne, kui selle amplituud väheneb 1/e-ni, parameeter, mis sõltub materjali läbilaskvuse, sageduse ja takistuse teguritest ning mida saab ligikaudselt hinnata järgmise avaldise abil:

Märkus: σ tähistab juhtivust, μ tähistab läbilaskvust, F tähistab sagedust

Varjestusmaterjali kasutamise eesmärk on minimeerida laine amplituudi pärast selle möödumist. Seetõttu on äärmiselt oluline valida õige materjali tüüp ja selle paksus t, et tagada süsteemi kõikide sageduste summutamine. Kui hästi varjestusmaterjal selle ülesande täitmisel toimib, sõltub varjestuse efektiivsusest (SE) järgmiselt:

Märkus. Esimene termin tähistab peegelduse kadu ja teine ​​termin tähistab neeldumiskadu.

EMI-varjestuse tüübid EMI-varjestuse tüüp sõltub suuresti toote tüübist, elektromagnetilistest nõuetest ja keskkonnatingimustest. Levinumad EMI-kilbid on järgmised: - EMI tihendid - EMI varjestuslindid - metallklambrid - varjestatud kapid EMI tihendid EMI tihendeid kasutatakse ebakorrapäraste, kuid olemasolevate mikroaukude katmiseks kahe mehaanilise pinna vahel. Parandage maandusühendust. Neil on kleepuvad sektsioonid ja palju profiile, nii et need sobivad hõlpsalt erinevat tüüpi mehaanilistesse liigenditesse.

EMI varjestuslint EMC teip on esimene valik, kui soovite veenduda, et kõik mikroavad on kaetud, kuid teil pole palju vertikaalset ruumi selliste valikute jaoks nagu EMI tihendid. Nende lintide peal on väga juhtiv materjal (nt nikkel või vask) ja teisel pool liim.

Metallist klambrid Iga seade vajab lühikest, laia ja sirge maandusjuhet ning kui see ühendus pole hästi tehtud, tekivad soovimatud monopolid, mis tekitavad kiirgavaid elektromagnetvälju. Metallklambrid parandavad seda ühendust ja tugevdavad mehaanilist ühendust. Varjestatud kapid Häireallikate, nagu CPU-d, salvestus-IC-d ja raadiosageduslikud (RF) tasemed, jaoks on suurepärane valik PCB-kihi individuaalseks varjestamiseks kasutada varjestuskappe.

Järeldus Kõik ahelad kiirgavad elektromagnetkiirgust ja teised vooluringid kiirgavad neid kergesti. Teie toote turule toomiseks vajalike sertifikaatide saamine võib olla piinarikas testimisprotsess. EMI-probleemide lahendamisel on olulised mitmesugused EMI-varjestuse vormid ja tüübid.