Quando os produtos elétricos e eletrônicos estão funcionando normalmente, eles irradiam distúrbios eletromagnéticos para o espaço circundante ao mesmo tempo, e a intensidade do campo de perturbação irradiada geralmente excede o limite em certas bandas de frequência, o que afetará a operação normal do equipamento eletrônico circundante e em si. Portanto, é muito importante entender as razões para exceder o padrão e os métodos de supressão de emissão eletromagnética e interferência de campo magnético para o projeto de produtos de compatibilidade eletromagnética (EMC).
- Mecanismo de geração de emissão eletromagnética e interferência de campo magnético
1) Emissão eletromagnética
Durante a operação de vários chips de circuito digital e chips de circuito analógico de alta frequência, devido ao design irracional de traços de PCB ou conexões de várias partes do produto, efeitos de antena são gerados e interferência de radiofrequência causada por ondas eletromagnéticas é emitida. Quando a energia das ondas eletromagnéticas atinge um determinado valor, isso afetará o funcionamento normal dos equipamentos eletrônicos ao redor e de si mesmo.
2) Interferência de campo magnético
O campo magnético gerado pela linha de energia dentro do produto e os componentes indutivos trabalhando em alta frequência interferem no funcionamento do produto por meio de radiação, fazendo com que o trabalho fique desordenado.
- Emissão eletromagnética de produtos eletrônicos e sua supressão
Em produtos eletrônicos, a frequência da borda de transição do sinal da porta do chip do circuito digital pode atingir centenas de megahertz, e a frequência de alguns sinais de circuito analógico pode atingir mais de megahertz. Esses sinais digitais ou analógicos podem conduzir interferência através de fios ou irradiar interferência no ar, afetando os próprios dispositivos eletrônicos e interferindo em outros dispositivos eletrônicos. As medidas básicas para suprimir a emissão eletromagnética são as seguintes.
2.1 Reduzir a energia dos sinais interferentes
1) Na premissa de não afetar o desempenho geral do produto, reduza a taxa de salto de sinais digitais ou reduza a velocidade de transmissão de sinais digitais;
2) O uso de componentes SMD encurta os pinos externos do chip de trabalho de alta frequência e reduz o comprimento da linha de transmissão de sinal de alta frequência, que pode suprimir o efeito da antena e reduzir a energia de radiação do sinal de alta frequência.
2.2 Isole o caminho de propagação do sinal de interferência
O aterramento em equipamentos eletrônicos é um dos métodos importantes para suprimir o ruído eletromagnético e prevenir a interferência eletromagnética. O método de isolamento mais simples e eficaz é a blindagem, também conhecida como “aterramento de blindagem”, que se refere ao aterramento da camada de blindagem (corpo) usada para suprimir a interferência, de modo a desempenhar um bom efeito antiparasitário. Existem três métodos de blindagem comumente usados:
1) É encapsulado por um invólucro de material metálico condutor magnético, e o invólucro é aterrado de forma confiável (terra);
2) Adicione uma blindagem de metal ao circuito local ou chip IC que é propenso a radiação de alta frequência e a blindagem é conectada ao terra do sinal;
3) Os dois lados dos traços que transmitem sinais digitais de alta velocidade ou sinais analógicos de alta frequência na placa de circuito são revestidos com cobre e conectados ao terra do sinal para obter isolamento de outras linhas de sinal.
2.3 Filtragem
O filtro pode suprimir tanto a interferência conduzida de equipamentos eletrônicos quanto a interferência conduzida da rede elétrica. Os filtros EMI (Interferência Eletromagnética) são principalmente filtros usados para suprimir a interferência. Os filtros EMI consistem em circuitos de elementos lineares que são instalados entre linhas de energia e equipamentos eletrônicos. Ele pode passar a frequência de energia e impedir a passagem do ruído de alta frequência, o que desempenha um papel importante na melhoria da confiabilidade do equipamento.
1) Conecte diretamente capacitores de desacoplamento ou capacitores de resistor de desacoplamento entre os pinos de alimentação do chip do circuito para filtrar os sinais de interferência de alta frequência que entram no chip através dos traços de energia;
2) Defina um filtro de energia na extremidade de entrada de energia AC 220 V do produto para evitar que a interferência de alta frequência gerada quando o produto está funcionando entre na rede elétrica.
- Mecanismo de interferência de energia eletromagnética e suas fontes de supressão de interferência
Quando a corrente flui através do fio de alta frequência (ou barra de cobre) em produtos eletrônicos, o campo magnético gerado ao redor do fio; o fluxo magnético de fuga que deve ser gerado pelo transformador de alta frequência da fonte de alimentação de comutação e todos os componentes indutivos durante a operação. O fluxo magnético acima mencionado passa através do chip ou módulo de circuito sensível, e as partículas carregadas (elétrons e buracos) no semicondutor são submetidas à força de Lorentz no campo magnético e desviam da direção original do movimento, de modo que o trabalho forma de onda da corrente do chip e do módulo é modulada pela alteração do campo magnético Ocorre uma distorção, fazendo com que o funcionamento normal desses chips ou módulos de circuito seja perturbado. A corrente de sinal sempre flui em um circuito fechado. Quando o fluxo magnético de perturbação externa passa pela área delimitada pelo circuito fechado, uma corrente será induzida no circuito fechado e a forma de onda da corrente também será distorcida. As medidas básicas para suprimir a interferência de energia eletromagnética são as seguintes.
3.1 Método de blindagem do campo magnético de interferência
As medidas mais comumente usadas para suprimir a interferência da radiação do campo magnético são o uso de condutores ou folhas supressoras de emi.
1) Quando o fluxo magnético de interferência variável passa pelo material condutor (como uma folha de cobre fina), correntes parasitas serão geradas nele e o fluxo magnético na direção oposta será gerado, o que pode enfraquecer o fluxo magnético de interferência que passa por a camada de blindagem condutora;
2) O núcleo magnético do transformador de alta frequência é coberto com uma fina folha de cobre que forma um anel de curto-circuito, que pode efetivamente suprimir o vazamento do fluxo de vazamento do transformador;
3) Usando folha supressora de emi como o chassi do equipamento é um método comum para blindagem magnética de toda a máquina. O folha supressora de emi pode não apenas resistir à entrada de fluxo magnético de interferência externa em equipamentos eletrônicos, mas também evitar o vazamento de fluxo magnético interno. Quanto melhor for a condutividade magnética da folha do supressor de emi, quanto mais espessa for a placa, menor será a probabilidade de a caixa ter saturação magnética e melhor será o efeito de blindagem.
3.2 Reduzir a área do loop da corrente do sinal
O objetivo de reduzir a área do loop de corrente de sinal é reduzir o fluxo magnético interferente que passa por ele. Medidas comuns:
1) O uso de fios de par trançado torna os fios de saída e retorno da corrente de sinal fortemente torcidos, o que pode reduzir a área delimitada por eles;
2) Use fios blindados como fios de sinal introduzidos externamente. Ao usar, use o fio do núcleo como fio de corrente de sinal, e a camada de blindagem trançada de fio de cobre é usada como fio de retorno de corrente de sinal, que deve ser de terminação única para o terra de sinal. A área de loop deste método é menor que o par trançado, e a camada de blindagem também pode atingir a blindagem do campo magnético;
3) Na premissa de garantir a segurança do isolamento, o fio de sinal e o fio terra no PCB devem estar o mais próximo possível para reduzir a área cercada pelo loop de corrente de sinal;
4) Ao selecionar chips IC e módulos de circuito no PCB, sob a condição de que a função do circuito seja garantida, o pacote que está próximo ao pino de entrada de energia e o pino de linha de zero volt deve ser selecionado na medida do possível;
5) Ao projetar o PCB, sob a premissa de garantir a segurança do isolamento, faça a linha de energia e a linha de zero volt próxima ao layout.
Os produtos da PH são divididos principalmente em folhas absorventes, folhas supressoras de emi, absorvedor de rfid, whiteboard flexível, revestimento de blindagem eletromagnética e outros materiais eletromagnéticos funcionais. Nossos produtos têm as características de absorção e blindagem de ondas eletromagnéticas, aumento do fluxo magnético, interferência anti-metal e isolamento de campo magnético, e são amplamente utilizados em módulos de carregamento sem fio, etiquetas eletrônicas RFID, cartões inteligentes, módulos NFC, EMI, EMC e outros campos .
