Uvod u tačke znanja elektromagnetne zaštite EMI

Kao inženjer elektronike, buka i zračenje su posvuda, a kao dizajner elektronike potrebno je imati znanje o elektromagnetnoj zaštiti od elektromagnetnih elektromagnetnih zračenja, a ova znanja i rješenja će se naširoko koristiti za poboljšanje opreme od vanjskih elektromagnetnih smetnji.

Maxwellove jednadžbe pokazuju da kad god struja teče kroz provodnik, stvara se magnetsko polje, a to magnetsko polje stvara električno polje. Radijacijska svojstva električnih i magnetnih polja nazivaju se zračenjem. Ove zračene emisije će uzrokovati probleme u kolu ili cijeloj štampanoj ploči (PCB). U idealnom kolu, signal koji emituje samo kolo uključuje samo struju i napon, ali u stvarnom svijetu šum je neizbježan problem. Ovo se dešava kada postoji bilo kakva smetnja u signalu kola. Zbog prirode elektromagnetnih signala, prisustvo šuma se ne može izbjeći, ali se njegovi efekti mogu znatno smanjiti. Treba napomenuti da na uređaj neće uticati drugi uređaji tokom rada, kao što na uređaj neće uticati drugi uređaji, elektromagnetna osetljivost je sposobnost sistema kola da ostane funkcionalan kada je poremećen. Ova osjetljivost ovisi o primijenjenom nivou buke, a različite primjene, kao što su automobilska, medicinska, vojna, itd., imaju različite stupnjeve magnetske osjetljivosti. Svaki krug, uređaj ili sistem moraju biti pravilno dizajnirani da minimiziraju nivoe zračenja tako da budu osjetljivi samo na visoke nivoe elektromagnetnih polja.

EMC certifikat

Certifikacija elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) je obavezan korak za izlazak bilo kojeg proizvoda na tržište, a svaki proizvod mora proći EMC test kako bi se osiguralo da je instaliran bez uticaja na bilo koju drugu opremu (npr. testiranje radijacije), pa čak i ako su drugi sistemi prisutni u blizini (npr. test osetljivosti).

Obično se elektronika nalazi u kućištima, a metalna kućišta su odlična u ograničavanju elektromagnetne zaštite, ali relativno nesavršena. Na spoju između PCB-a i kućišta pojavljuju se rupe ili utori i kroz njih mogu proći elektromagnetna polja. Ukratko, EMI zaštita pokriva ove rupe ili proreze. Osim toga, postoji zajednički problem u mnogim dizajnima proizvoda: EMC certifikat se razmatra samo u posljednjoj fazi ciklusa dizajna, u kom slučaju je cjelokupni dizajn zamrznut u ovoj fazi, a EMC inženjeri nemaju prostora za modifikaciju dizajna proizvoda. . Riješite elektromagnetne probleme. Stoga, kompletan set alata i ekologije, bez potrebe za ponovnom modifikacijom PCB-a, igra ključnu ulogu u zaštiti od EMI. Minijaturizacija i visoke performanse oduvijek su bili globalni trend u razvoju elektronskih proizvoda, a PCB-i imaju sve kraće vrijeme porasta i sve brža i brža digitalna kola. Što je vreme porasta kraće, širina pojasa je veća, a istovremeno je manja talasna dužina. Određeni problemi nastaju kada su valne dužine u kolu uporedive s fizičkim dimenzijama PCB-a. Ako su ove valne dužine dovoljno male, mogu doseći van i uzrokovati smetnje drugoj opremi. Ovi otvori se mogu zatvoriti EMI zaštitom (odnosno magnetnim materijalima koji pomažu prikrivanju ovih malih rupa i poboljšavaju efekat Faradejevog kaveza mehaničkog kućišta).

Izračunajte efikasnost EMI zaštite i dubinu kože

Bezbroj EMI štitova dolazi u različitim materijalima i oblicima, ali općenito je krajnji cilj ograničiti elektromagnetna polja. Zaštitni element djeluje kao barijera od elektromagnetnog zračenja, zapravo, proces ove metode zaštite ima ogromno slabljenje, koje će ovisiti o elektromagnetnom valu i materijalu zaštitnog elementa. Kada talasi udare u zaštitni materijal, dva nova talasa se generišu, reflektuju i prenose. Dakle, energija upadnog talasa će se podeliti na ova dva talasa. Prenesena komponenta je ključna relevantna komponenta, a val će proći kroz zaštitni materijal prema van. Efikasnost štita će odrediti njegovu sposobnost da priguši ovu komponentu. Dubina kože je udaljenost koju val može prijeći prije nego što se njegova amplituda smanji na 1/e, parametar koji ovisi o faktorima propusnosti materijala, frekvencije i otpornosti, a može se aproksimirati sljedećim izrazom:

Napomena: σ predstavlja provodljivost, μ predstavlja permeabilnost, F predstavlja frekvenciju

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

Napomena: Prvi član predstavlja gubitak refleksije, a drugi član predstavlja gubitak apsorpcije.

Vrste EMI zaštite Tip EMI zaštite će u velikoj meri zavisiti od vrste proizvoda, elektromagnetnih zahteva i uslova okoline. Najčešći EMI štitovi su: - EMI zaptivke - EMI zaštitne trake - metalne kopče - zaštićeni ormarići EMI zaptivke EMI zaptivke se koriste za pokrivanje nepravilnih, ali postojećih mikro rupa 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 da se uverite da su svi mikroprevodi pokriveni, ali nemate puno vertikalnog prostora za opcije kao što su EMI zaptivke. Ove trake imaju visoko provodljiv materijal (kao što je nikl ili bakar) na vrhu i ljepilo na drugoj strani.

Metalne obujmice Svaki uređaj treba kratku, široku i ravnu žicu za uzemljenje, a ako ovo povezivanje nije dobro izvedeno, stvorit će se neželjeni monopoli koji će generirati zračena elektromagnetna polja. Metalne kopče poboljšavaju ovu vezu i jačaju mehaničku vezu. Oklopljeni ormari Za izvore smetnji kao što su CPU, IC-ovi za skladištenje i nivoi radio frekvencije (RF), odličan je izbor da koristite zaštitne ormare za individualnu zaštitu na PCB sloju.

Zaključak Sva kola emituju elektromagnetno zračenje i lako ih zrače druga kola. Dobijanje certifikata potrebnih za plasiranje vašeg proizvoda na tržište može biti bolan proces testiranja. Različiti oblici i tipovi EMI zaštite su fundamentalni za rješavanje EMI problema.