Ievads zināšanu punktos par EMI elektromagnētisko ekranēšanu

Kā elektronikas inženierim troksnis un starojums ir visur, un kā elektronikas dizainerim ir jābūt zināšanām par EMI elektromagnētisko ekranēšanu, un šīs zināšanas un risinājumi tiks plaši izmantoti, lai uzlabotu iekārtas no ārējiem elektromagnētiskiem traucējumiem.

Maksvela vienādojumi parāda, ka vienmēr, kad strāva plūst caur vadītāju, tiek izveidots magnētiskais lauks, un šis magnētiskais lauks rada elektrisko lauku. Elektrisko un magnētisko lauku izstarojošās īpašības sauc par starojuma emisijām. Šīs izstarotās emisijas radīs problēmas ķēdē vai visā iespiedshēmas platē (PCB). Ideālā ķēdē signāls, ko izstaro pati ķēde, ietver tikai strāvu un spriegumu, bet reālajā pasaulē troksnis ir neizbēgama problēma. Tas notiek, ja ķēdes signālā ir kādi traucējumi. Elektromagnētisko signālu rakstura dēļ nevar izvairīties no trokšņa klātbūtnes, taču tā ietekmi var ievērojami samazināt. Jāņem vērā, ka ierīci darbības laikā neietekmēs citas ierīces, tāpat kā ierīci neietekmēs citas ierīces, elektromagnētiskā jutība ir ķēdes sistēmas spēja palikt funkcionālai, ja tā tiek traucēta. Šī jutība būs atkarīga no izmantotā trokšņa līmeņa, un dažādiem lietojumiem, piemēram, automobiļiem, medicīnā, militārajā jomā utt., ir dažādas magnētiskās jutības pakāpes. Katrai ķēdei, ierīcei vai sistēmai jābūt pareizi izstrādātai, lai samazinātu starojuma līmeni, lai tā būtu jutīga tikai pret augsta līmeņa elektromagnētiskajiem laukiem.

EMC sertifikācija

Elektromagnētiskās saderības (EMC) sertifikācija ir obligāts solis, lai jebkurš produkts nonāktu tirgū, un katram produktam ir jāiztur EMC tests, lai nodrošinātu, ka tas ir uzstādīts, neietekmējot citas iekārtas (piemēram, starojuma testēšanu) un pat tad, ja apkārtnē ir citas sistēmas. (piem., jutības tests).

Parasti elektronika tiek ievietota korpusos, un metāla korpusi lieliski ierobežo elektromagnētisko ekranējumu, taču tie ir salīdzinoši nepilnīgi. Savienojumā starp PCB un korpusu parādās caurumi vai spraugas, un elektromagnētiskie lauki var iziet cauri tiem. Īsāk sakot, EMI ekranējums ir paredzēts, lai segtu šos caurumus vai spraugas. Turklāt daudzos izstrādājumu projektos ir izplatīta problēma: EMC sertifikācija tiek apsvērta tikai projektēšanas cikla pēdējā posmā, un tādā gadījumā vispārējais dizains šajā posmā ir iesaldēts, un EMC inženieriem nav vietas, lai mainītu produkta dizainu. . Atrisiniet ar elektromagnētiskajām problēmām saistītas problēmas. Tāpēc pilnīgam rīku komplektam un ekoloģijai, bez nepieciešamības atkārtoti modificēt PCB, ir izšķiroša nozīme EMI ekranēšanā. Miniaturizācija un augsta veiktspēja vienmēr ir bijusi globāla tendence elektronisko izstrādājumu izstrādē, un PCB ir īsāki un īsāki augšanas laiki un ātrākas un ātrākas digitālās shēmas. Jo īsāks pieauguma laiks, jo lielāks ir joslas platums un tajā pašā laikā mazāks viļņa garums. Dažas problēmas rodas, ja viļņu garumi ķēdē ir salīdzināmi ar PCB fiziskajiem izmēriem. Ja šie viļņu garumi ir pietiekami mazi, tie var sasniegt ārpusi un radīt traucējumus citu iekārtu darbībā. Šīs atveres var aizvērt ar EMI ekranējumu (tas ir, ar magnētiskiem materiāliem, kas palīdz nosegt šos mazos caurumus un uzlabo mehāniskā korpusa Faradeja būra efektu).

Aprēķiniet EMI ekranēšanas efektivitāti un ādas dziļumu

Neskaitāmi EMI vairogi ir dažādu materiālu un formu, taču kopumā galvenais mērķis ir ierobežot elektromagnētiskos laukus. Ekranēšanas elements darbojas kā barjera pret elektromagnētisko starojumu, patiesībā šīs ekranēšanas metodes procesam ir milzīgs vājinājums, kas būs atkarīgs no elektromagnētiskā viļņa un ekranēšanas elementa materiāla. Kad viļņi skar aizsargmateriālu, tiek ģenerēti, atspoguļoti un pārraidīti divi jauni viļņi. Tāpēc krītošā viļņa enerģija tiks sadalīta šajos divos viļņos. Pārraidītā sastāvdaļa ir galvenā būtiskā sastāvdaļa, un vilnis izies caur aizsargmateriālu uz ārpusi. Vairoga efektivitāte noteiks tā spēju vājināt šo komponentu. Ādas dziļums ir attālums, ko vilnis var nobraukt, pirms tā amplitūda samazinās līdz 1/e, parametrs, kas ir atkarīgs no materiāla caurlaidības, frekvences un pretestības faktoriem, un to var tuvināt ar šādu izteiksmi:

Piezīme: σ apzīmē vadītspēju, μ apzīmē caurlaidību, F apzīmē frekvenci

Ekranēšanas materiāla izmantošanas mērķis ir samazināt viļņa amplitūdu pēc tam, kad tas ir pagājis. Tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi izvēlēties pareizo materiāla veidu un tā biezumu t, lai nodrošinātu, ka visas sistēmas frekvences tiek vājinātas. Tas, cik labi aizsargmateriāls veic šo uzdevumu, ir atkarīgs no ekranēšanas efektivitātes (SE) šādi:

Piezīme. Pirmais termins apzīmē atstarošanas zudumu, bet otrais termins apzīmē absorbcijas zudumu.

EMI ekranēšanas veidi EMI ekranēšanas veids lielā mērā būs atkarīgs no izstrādājuma veida, elektromagnētiskajām prasībām un vides apstākļiem. Visizplatītākie EMI vairogi ir šādi: - EMI blīves - EMI ekranēšanas lentes - metāla klipši - ekranēti skapji EMI blīves EMI blīves tiek izmantotas, lai segtu neregulārus, bet esošus mikrocaurumus starp divām mehāniskām virsmām. Uzlabojiet zemējuma savienojumu. Tiem ir lipīgas daļas un daudzi profili, lai tos varētu viegli ievietot dažāda veida mehāniskajos savienojumos.

EMI Shielding Tape EMC lente ir pirmā izvēle, ja vēlaties pārliecināties, ka visas mikrocaurules ir nosegtas, taču tajā nav daudz vertikālas vietas tādām iespējām kā EMI blīves. Šo lentu augšpusē ir ļoti vadošs materiāls (piemēram, niķelis vai varš), bet otrā pusē – līmviela.

Metāla klipši Jebkurai ierīcei nepieciešams īss, plats un taisns zemējuma vads, un, ja šis savienojums nav veikts labi, veidosies nevēlami monopoli, kas radīs izstarotus elektromagnētiskos laukus. Metāla skavas uzlabo šo savienojumu un nostiprina mehānisko savienojumu. Ekranēti skapji Tādiem traucējumu avotiem kā CPU, atmiņas IC un radiofrekvenču (RF) līmeņi ir lieliska izvēle izmantot ekranēšanas skapjus individuālai PCB slāņa ekranēšanai.

Secinājums Visas ķēdes izstaro elektromagnētisko starojumu, un tās viegli izstaro citas ķēdes. Produkta laišanai tirgū nepieciešamo sertifikātu iegūšana var būt sāpīgs testēšanas process. Dažādas EMI ekranēšanas formas un veidi ir būtiski svarīgi EMI problēmu risināšanai.