Когда электрические и электронные изделия работают нормально, они одновременно излучают электромагнитные помехи в окружающее пространство, а напряженность поля излучаемых помех часто превышает предел в определенных полосах частот, что влияет на нормальную работу окружающего электронного оборудования и сам. Поэтому очень важно понимать причины превышения стандарта и методы подавления электромагнитного излучения и помех магнитного поля для проектирования продуктов с электромагнитной совместимостью (ЭМС).
- Механизм генерации электромагнитного излучения и интерференции магнитного поля
1) Электромагнитное излучение
При работе различных микросхем цифровых схем и микросхем высокочастотных аналоговых схем из-за неразумного проектирования дорожек печатных плат или соединений различных частей изделия возникают антенные эффекты и излучаются радиочастотные помехи, вызванные электромагнитными волнами. Когда энергия электромагнитной волны достигает определенного значения, это влияет на нормальную работу окружающего электронного оборудования и самого себя.
2) Помехи магнитного поля
Магнитное поле, создаваемое линией электропередач внутри изделия и индуктивными элементами, работающими на высокой частоте, мешает работе изделия через излучение, вызывая беспорядок в работе.
- Электромагнитное излучение электронных изделий и его подавление
В электронных продуктах частота фронта сигнала порта микросхемы цифровой схемы может достигать сотен мегагерц, а частота некоторых сигналов аналоговой схемы может достигать более мегагерц. Эти цифровые или аналоговые сигналы могут создавать помехи по проводам или излучать помехи в эфир, воздействуя на сами электронные устройства и создавая помехи другим электронным устройствам. Основные меры по подавлению электромагнитного излучения следующие.
2.1 Уменьшить энергию мешающих сигналов
1) При условии, что это не повлияет на общую производительность продукта, уменьшите скорость скачкообразной перестройки цифровых сигналов или уменьшите скорость передачи цифровых сигналов;
2) Использование SMD-компонентов укорачивает внешние выводы высокочастотной рабочей микросхемы и уменьшает длину линии передачи высокочастотного сигнала, что позволяет подавить антенный эффект и уменьшить энергию излучения высокочастотного сигнала.
2.2 Изолировать путь распространения сигнала помехи
Заземление в электронном оборудовании является одним из важных способов подавления электромагнитных помех и предотвращения электромагнитных помех. Самым простым и наиболее эффективным методом изоляции является экранирование, также известное как «заземление экрана», которое относится к заземлению экранирующего слоя (корпуса), используемого для подавления помех, чтобы обеспечить хороший антипомеховый эффект. Существует три широко используемых метода экранирования:
1) заключен в оболочку из магнитопроводящего металлического материала, причем оболочка надежно заземлена (заземлена);
2) Добавьте металлический экран к локальной цепи или микросхеме, подверженной высокочастотному излучению, и экран соедините с сигнальной землей;
3) Две стороны дорожек, передающих высокоскоростные цифровые сигналы или высокочастотные аналоговые сигналы на печатной плате, покрыты медью и подключены к сигнальной земле для обеспечения изоляции от других сигнальных линий.
2.3 Фильтрация
Фильтр может подавлять как кондуктивные помехи от электронного оборудования, так и кондуктивные помехи от электросети. Фильтры EMI (электромагнитные помехи) в основном используются для подавления помех. Фильтры электромагнитных помех состоят из цепей линейных элементов, которые устанавливаются между линиями электропередач и электронным оборудованием. Он может пропускать частоту сети и предотвращать прохождение высокочастотного шума, что играет важную роль в повышении надежности оборудования.
1) Непосредственно подключите развязывающие конденсаторы или конденсаторы развязывающего резистора между выводами питания схемной микросхемы, чтобы отфильтровать высокочастотные помехи, поступающие в микросхему через силовые дорожки;
2) Установите сетевой фильтр на стороне входа питания переменного тока 220 В продукта, чтобы предотвратить попадание высокочастотных помех, возникающих во время работы продукта, в электросеть.
- Интерференционный механизм электромагнитной энергии и его источники помехоподавления
Когда ток течет по высокочастотному проводу (или медному стержню) в электронных изделиях, вокруг провода создается магнитное поле; магнитный поток рассеяния, который должен создаваться высокочастотным трансформатором импульсного источника питания и всеми индуктивными элементами при работе. Вышеупомянутый магнитный поток проходит через микросхему или модуль чувствительной схемы, а заряженные частицы (электроны и дырки) в полупроводнике подвергаются действию силы Лоренца в магнитном поле и отклоняются от первоначального направления движения, так что рабочий текущая форма волны чипа и модуля модулируется изменением магнитного поля. Происходит искажение, вызывающее нарушение нормальной работы этих чипов или схемных модулей. Сигнальный ток всегда протекает по замкнутому контуру. Когда магнитный поток внешнего возмущения проходит через область, ограниченную замкнутым контуром, в замкнутом контуре будет индуцироваться ток, и форма волны тока также будет искажена. Основные меры по подавлению электромагнитных помех заключаются в следующем.
3.1 Способ экранирования магнитного поля помех
Наиболее распространенными мерами по подавлению интерференции излучения магнитного поля являются использование токопроводящих или листы глушителя emi.
1) При прохождении изменяющегося интерференционного магнитного потока через проводящий материал (например, тонкий медный лист) в нем будут генерироваться вихревые токи, и будет генерироваться магнитный поток в противоположном направлении, что может ослабить интерференционный магнитный поток, проходящий через проводящий экранирующий слой;
2) Магнитопровод высокочастотного трансформатора покрыт тонким медным листом, образующим кольцо короткого замыкания, которое может эффективно подавлять утечку потока рассеяния трансформатора;
3) Использование лист глушителя emi поскольку шасси оборудования является распространенным методом магнитного экранирования всей машины. лист глушителя emi может не только противостоять входу внешнего магнитного потока помех в электронное оборудование, но и избежать утечки внутреннего магнитного потока. Чем лучше магнитная проводимость листа электромагнитного подавителя, чем толще плата, тем меньше вероятность того, что корпус будет иметь магнитное насыщение, и тем лучше эффект экранирования.
3.2 Уменьшить площадь контура сигнального тока
Целью уменьшения площади контура сигнального тока является уменьшение проходящего через него мешающего магнитного потока. Общие меры:
1) Использование витой пары проводов делает отходящие и обратные провода сигнального тока туго скрученными, что позволяет уменьшить огораживаемую ими площадь;
2) Используйте экранированные провода в качестве внешних сигнальных проводов. При использовании используйте сердечник в качестве провода сигнального тока, а экранирующий слой из медной проволоки используется в качестве обратного провода сигнального тока, который должен быть односторонним к сигнальной земле. Площадь петли этого метода меньше, чем у витой пары, а экранирующий слой также может обеспечивать экранирование магнитного поля;
3) В целях обеспечения безопасности изоляции сигнальный провод и заземляющий провод на печатной плате должны располагаться как можно ближе, чтобы уменьшить площадь, окруженную контуром сигнального тока;
4) При выборе интегральных схем и схемных модулей на печатной плате, при условии, что функция схемы гарантирована, следует выбирать корпус, который находится близко к контакту входа питания и контакту линии нулевого напряжения, насколько это возможно;
5) При проектировании печатной платы, исходя из предпосылки обеспечения безопасности изоляции, сделайте линию питания и линию нулевого напряжения близкой к макету.
Продукция PH в основном делится на поглощающие листы, листы с подавителем emi, поглотитель RFID, гибкая доска, электромагнитное экранирующее покрытие и другие электромагнитные функциональные материалы. Наши продукты обладают свойствами поглощения и экранирования электромагнитных волн, увеличения магнитного потока, защиты от металлических помех и изоляции магнитного поля и широко используются в модулях беспроводной зарядки, электронных метках RFID, смарт-картах, модулях NFC, EMI, EMC и других областях. .
