Význam desky plošných spojů v návrhu EMC

Kromě výběru a návrhu obvodů součástek je velmi důležitým faktorem elektromagnetické kompatibility také dobrý návrh desky plošných spojů (PCB). Klíč k návrhu PCB v EMC je co nejvíce zmenšit vratnou plochu a nechat vratnou cestu proudit ve směru návrhu. Nejběžnější zpětný proud pochází z trhlin referenční roviny, transformace vrstvy referenční roviny a signálu procházejícího konektorem. Clash kondenzátory nebo oddělovací elektrokontejnery mohou vyřešit některé problémy, ale je nutné zvážit celkovou impedanci kondenzátorů, děr, podložek a kabeláže.

LISUN SG61000-5 plně automatické generátor přepětí (nazývaný také test odolnosti proti bleskovému rázu, generátor kombinovaných vln, generátor rázového proudu / generátor rázového napětí, kombinovaný generátor rázového napětí a proudu). LISUN přepěťový generátor a další EMC design testovacího přístroje s deskou PCB. Pokud narazíte na nějaký problém, stačí vyměnit desku PCB.

DPS vrstvená strategie
Tloušťka tloušťky, perforovaný proces a počet vrstev plošného spoje v návrhu plošného spoje nejsou klíčem k vyřešení problému. Vynikající vrstvený zásobník je obtok a oddělení toku napájecího zdroje. Klíč k blokování elektromagnetického pole signálu a napájení. Z hlediska signálového vedení by dobrou vrstvenou strategií mělo být umístit všechny signálové kabely na jednu nebo několik vrstev, tyto vrstvy jsou vedle výkonové vrstvy nebo zemní vrstvy. Pro napájení by měla být dobrá vrstvená strategie přilehlá k výkonové vrstvě a zemní vrstvě a vzdálenost mezi výkonovou vrstvou a zemní vrstvou by měla být co nejmenší. To je to, co říkáme „vrstvená“ strategie. Níže budeme hovořit o vynikajících stratifikačních strategiích PCB.

1. Projekční rovina vrstvy vodičů by měla být v oblasti její návratové roviny. Pokud se vrstva vodiče nenachází v projekční oblasti své vrstvy zpětné roviny, budou během zapojování mimo projekční oblast existovat signální vedení, což způsobí problém „vyzařování okrajů“ a také způsobí oblast signálové smyčky Essence
2. Pokuste se vyhnout sousedním nastavením vrstvy vodičů. Protože paralelní signálové vedení na sousední vrstvě vodičů způsobí signální řetězce, pokud vrstva vodičů nesousedí, vzdálenost mezi vrstvami mezi dvěma vrstvami vodičů by měla být vhodně posunuta, aby se zmenšila vzdálenost vrstev mezi vrstvou vodiče a jejím signálem. smyčka.
3. Sousední rovinná vrstva by se neměla překrývat její projekční rovina. Protože když se projekce překrývá, vazebná kapacita mezi vrstvami způsobí, že se hluk mezi vrstvami spojí.

Vícevrstvý design desky:
Když hodinová frekvence překročí 5 MHz nebo je doba náběhu signálu kratší než 5 ns, aby byla oblast signálové smyčky dobře řízena, je obecně vyžadován návrh vícevrstvé desky. Při navrhování vícevrstvé desky věnujte pozornost následujícím zásadám:
1. Vrstvy klíčového zapojení (hodinová vedení, sběrnice, signální vedení rozhraní, vysokofrekvenční kabel, resetovací signální vedení, čipové signální vedení a různé řídicí signálové kabely atd.) by měly přiléhat ke kompletní zemnicí ploše. Signální vedení je obecně signální vedení se silným vyzařováním nebo extrémně citlivé. Vedení v blízkosti zemského povrchu může zmenšit oblast signálové smyčky, snížit intenzitu záření nebo zlepšit schopnost proti rušení.
2. Plocha napájecího zdroje by měla být porovnána s vnitřním smrštěním její sousední roviny (doporučená hodnota je 5h až 20h). Ve srovnání se smršťováním zemního povrchu pod zpětným chladičem může výkonová rovina účinně potlačit problém „okrajového záření“, jak je znázorněno na obrázku níže.

Kromě toho by pracovní napájecí rovina vlastníka jediné desky (nejrozšířenější napájecí rovina) měla přiléhat k její zemní ploše, aby se účinně zmenšila plocha obvodu napájecího proudu.

3. Zda horní a spodní vrstva jediné desky nemají žádné signálové linky ≥50 MHz. Pokud ano, je nejlepší vzít vysokofrekvenční signál mezi dvěma rovinnými vrstvami, aby se zabránilo jeho vyzařování prostoru.
Provedení jednovrstvé desky a dvouvrstvé desky:
Za návrh jednovrstvých a dvouvrstvých desek je třeba připlatit především za návrh klíčových signálových vedení a napájecích kabelů. V blízkosti napájecího vedení musí být zemnící vedení, aby se zmenšila plocha obvodu napájecího proudu.

Dvě strany klíčového signálního vedení jednovrstvé desky by měly být „Guide Group Line“, jak je znázorněno na obrázku níže. Na projekční rovině klíčové signálové linie dvouvrstvé desky by měla být velká plocha chodníku nebo by měla být stejná metoda zpracování desky a měla by být navržena „Guide Group Line“, jak je znázorněno na obrázku. Na jedné straně na obou stranách vedení klíčového signálu lze na jedné straně zmenšit oblast signálu. Kromě toho může také zabránit rušení řetězce mezi signálovým vedením a jinými signálovými kabely.

Za návrh jednovrstvých a dvouvrstvých desek je třeba připlatit především za návrh klíčových signálových vedení a napájecích kabelů. V blízkosti napájecího vedení musí být zemnící vedení, aby se zmenšila plocha obvodu napájecího proudu.

Dvě strany klíčového signálního vedení jednovrstvé desky by měly být „Guide Group Line“, jak je znázorněno na obrázku níže. Na projekční rovině klíčové signálové linie dvouvrstvé desky by měla být velká plocha chodníku nebo by měla být stejná metoda zpracování desky a měla by být navržena „Guide Group Line“, jak je znázorněno na obrázku. Na jedné straně na obou stranách vedení klíčového signálu lze na jedné straně zmenšit oblast signálu. Kromě toho může také zabránit rušení řetězce mezi signálovým vedením a jinými signálovými kabely.

Poznámka: Červená čára je hlavní signální čára a modrá čára je zemnící čára

Schopnost rozložení PCB
Při návrhu rozmístění DPS by měly být principy návrhu přímek podél toku signálu k přímce co nejvíce obklopeny. To může zabránit přímé vazbě signálu a ovlivnit kvalitu signálu. Kromě toho, aby se zabránilo rušení a propojení mezi obvodem a elektronickými součástmi, umístění obvodu a uspořádání součásti by mělo být dodrženo následovně:
1. Pokud je rozhraní na jedné desce „čisté“, filtr a izolační zařízení by měly být umístěny na izolačním pásmu mezi „čistým“ a pracovním místem. Tím se lze vyhnout filtračním nebo izolačním zařízením, která jsou vzájemně propojena přes rovinnou vrstvu, aby se zeslabil účinek. Kromě toho na „čisté zemi“ nelze umístit žádné jiné zařízení kromě filtračních a ochranných zařízení.

2. Pokud je na stejné desce plošných spojů umístěno několik modulových obvodů, digitální obvody a simulační obvody, vysokorychlostní a nízkorychlostní obvody by měly být odděleny, aby se zabránilo rušení mezi digitálními obvody, analogovými obvody, vysokorychlostními obvody a nízkorychlostními obvody. rychlostní okruhy. Kromě toho, pokud jsou na desce plošných spojů současně vysokorychlostní, střední a nízkorychlostní obvody, aby se zabránilo vysokofrekvenčnímu šumu obvodu vyzařujícímu přes rozhraní, měly by být dodrženy zásady uspořádání na obrázku níže.

3. Filtrační obvod ve vstupním portu linkové desky by měl být umístěn v blízkosti rozhraní, aby se zabránilo opětovnému propojení s filtračním vedením.

4. Filtrační, ochranná a izolační zařízení obvodu rozhraní jsou blízko umístění rozhraní. Jak je znázorněno na obrázku níže, lze účinně dosáhnout účinku ochrany, filtrování a izolace. Pokud je na rozhraní jak filtrační, tak ochranný obvod, měly by být dodrženy zásady nejprve ochrany a poté filtrace. Protože ochranný obvod slouží k provedení vnějšího potlačení přepětí a nadproudu, pokud je ochranný obvod umístěn za filtrační obvod, dojde k poškození filtračního obvodu přetlakem a nadproudem. Navíc, protože vstupní a výstupní kabeláž obvodu oslabí filtrační, izolační nebo ochranný účinek, když je obvod vzájemně propojen. Při uspořádání by neměl být filtrační obvod (filtr), izolace a vstupní a výstupní kabel ochranného obvodu propojeny.

5. Citlivé obvody nebo zařízení (jako jsou resetovací obvody atd.) jsou daleko od okrajů jednoduché desky, zejména okraje rozhraní dýhy nejméně 1000 mil.

6. Obvod jednotky nebo zařízení s velkými změnami proudu (jako je vstupní a výstupní konec napájecího modulu, ventilátor a relé) by měl být umístěn poblíž, aby se zmenšila oblast smyčky obvodu velkého proudu.

7. Filtrační zařízení je potřeba vybít paralelně, aby nedošlo k opětovnému narušení okruhu po filtraci.

8. Stry, krystal, relé, spínací výkon a další zařízení se silným vyzařováním jsou vzdálena nejméně 1000 mil od konektoru rozhraní dýhy. Tímto způsobem může být rušení vyzařováno přímo z kabelu nebo je proud vázán na vnější záření.

Pravidla zapojení PCB
Kromě výběru a návrhu obvodů součástek je velmi důležitým faktorem elektromagnetické kompatibility také dobré zapojení desky plošných spojů (PCB). Protože PCB je nedílnou součástí systému, zvýšená elektromagnetická kompatibilita v zapojení PCB nepřinese dodatečné náklady na konečné dokončení produktu. Každý by si měl pamatovat, že špatné zapojení PCB může způsobit více problémů s elektromagnetickou kompatibilitou, než tyto problémy odstranit. V mnoha příkladech, i když jsou přidány filtr a komponenty, tyto problémy nelze vyřešit. Nakonec musel přepojit celou desku. Proto je vytvoření dobrého návyku zapojení PCB na začátku tou nejšetrnější metodou. Dále budou představena některá univerzální pravidla zapojení PCB a strategie návrhu napájecích kabelů, zemnících kabelů a signálních kabelů. Konečně, podle těchto pravidel, zlepšovací opatření pro typické obvody desek plošných spojů vzduchového regulátoru.

1. Oddělení kabeláže
Funkcí zapojení je minimalizovat špejle a šumovou vazbu mezi sousedními linkami ve stejné vrstvě DPS. Specifikace 3W udává, že všechny signály (hodiny, videa, zvuk, reset atd.) musí být izolovány mezi online a linkou, hrany, hrany k hranám, jak je znázorněno na obrázku 10. Aby se dále snížila magnetická vazba, referenční hodnota je rozmístěno v blízkosti klíčového signálu, aby se izoloval vazební šum generovaný na ostatních signálních vedeních.

2. Ochranné a odklonové vedení
Nastavení odbočovacích a ochranných linek je velmi efektivní metoda pro izolaci a ochranu signálu systémových hodin v systému plném šumu. Na níže uvedeném obrázku jsou paralelní nebo ochranné linky v PCB rozmístěny podél linie signálu klíče. Ochranné vedení nejen izoluje vazební magnetický tok generovaný jinými signálními vedeními, ale také izoluje od vazby jiných signálních vedení od vazby jiných signálních vedení. Rozdíl mezi svodným vedením a ochranným vedením je v tom, že svodné vedení nemusí být připojeno (připojeno k zemi), ale oba konce ochranného vedení musí být spojeny se zemí. Aby se dále snížila vazba, mohou být ochranná vedení ve vícevrstvé desce plošných spojů přidána k zemi v každé druhé sekci.

3. Konstrukce napájecího kabelu
V závislosti na velikosti linkové desky je šířka silového vedení co nejvíce zesílena, aby se snížil odpor obvodu. Směr napájecího kabelu a zemnícího vedení je zároveň v souladu se směrem přenosu dat, což pomáhá zlepšit schopnost odolávat šumu. V jednom panelu nebo dvojitém panelu, pokud má napájecí kabel dlouhou cestu, by měl být spojovací kondenzátor přidán k zemi každých 3000 mil a hodnota kapacity je 10UF + 1000PF.

4. Návrh země
Princip návrhu pozemního vedení je:
(1) Digitálně oddělené od simulace. Pokud jsou na desce linky jak logické obvody, tak drátové obvody, měly by být pokud možno odděleny. Uzemnění nízkofrekvenčního obvodu by mělo být použito jako jeden bod a spojení se zemí. Když je vlastní kabeláž obtížná, může být před připojením uzemnění částečně zapojena do série. Vysokofrekvenční obvod by měl mít vícebodové spojovací uzemnění, zemnící vedení by mělo být pronajato nakrátko a pronajaté a vysokofrekvenční prvky by měly být co nejvíce využívány jako velká plocha mřížkové podlahové fólie.
(2) Zemnící vedení by mělo být co možná silnější. Pokud je zemnící vodič použit s velmi zábradlími, zemní potenciál se bude měnit se změnami proudu, aby se snížil protihlukový výkon. Zemnící vedení by proto mělo být silnější, aby dokázalo trojnásobek povoleného proudu na desce s plošnými spoji. Pokud je to možné, zemnicí čára by měla být nad 2 ~ 3 mm.
(3) Zemnící vedení tvoří uzavřenou smyčku. Deska s plošnými spoji sestávající z digitálních obvodů může většinou zlepšit protihlukovou kapacitu.

5. Návrh signálního kabelu
U kabelů pro klíčové signály, pokud má jedna deska vnitřní vrstvu směrování signálu, jsou vedení klíčového signálu, jako jsou hodiny, ve vnitřní vrstvě látkové a preferované jsou preferované vrstvy vodičů. Kromě toho se linka klíčového signálu nesmí pohybovat přes oblast dělení, včetně mezery referenční roviny způsobené perforací a podložkami, jinak to způsobí zvětšení oblasti signálové smyčky. Kromě toho by linie klíčového signálu měla být od okraje referenční roviny ≥ 3H (H je výška referenční roviny vzdálenosti linky), aby se zamezil efektu okrajového záření.

U citlivých signálových kabelů, jako jsou hodinová vedení, sběrnicové a vysokofrekvenční kabely a resetovací signálové kabely, čipové signální vedení, systémové řídicí signály a další citlivé signálové kabely, by signální vedení mělo být umístěno mimo rozhraní. Vyvarujte se proto rušivému propojení na vedení se silným vyzařováním na vedení mimo signál a vyzařujte je směrem ven; Vyhněte se vnější rušivé vazbě cizího rušení vnášeného do rozhraní k citlivé signálové lince, která způsobí chybovou činnost systému.

Pro diferenciální signálové kabely by měly být na stejné vrstvě, stejné a paralelní vedení, aby byla impedance konzistentní, neexistuje žádné jiné vedení mezi diferenciálními vedeními. Protože impedance diferenciálního vedení je stejná, může zlepšit jeho schopnost proti rušení.
Podle výše uvedených pravidel zapojení je typický obvod desky s plošnými spoji regulátoru vzduchu vylepšen a optimalizován, jak je znázorněno na obrázku níže:

Obecně platí, že zlepšení EMC návrh návrhu DPS je: Před zapojením si prostudujte návrhové schéma zpětné cesty, je tu nejlepší příležitost k úspěchu, kterým lze dosáhnout cíle snížení EMI záření. A před samotnou elektroinstalací, změnou vrstvy elektroinstalace atd., nemusíte utrácet žádné peníze, je nejlevnější způsob, jak zlepšit EMC.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:EFT61000-4 , EMI-9KB , ESD61000-2 , SG61000-5