Nola konpondu EMI arazoa geruza anitzeko PCB diseinuan?

Ba al dakizu nola konpondu EMI arazoa geruza anitzeko PCB diseinuan?

Esaten dizut!

EMI arazoak konpontzeko modu asko daude.EMI ezabatzeko metodo modernoak honako hauek dira: EMI ezabatzeko estaldura erabiltzea, EMI ezabatzeko pieza egokiak hautatzea eta EMI simulazioaren diseinua.PCB diseinu oinarrizkoenean oinarrituta, paper honek PCB pilaren funtzioa aztertzen du EMI erradiazioa eta PCB diseinurako trebetasunak kontrolatzeko.

potentzia-busa

ICren irteerako tentsio-jauzia azeleratu daiteke ICren potentzia-pinaren ondoan kapazitate egokia jarriz.Hala ere, hau ez da arazoaren amaiera.Kondentsadorearen maiztasun erantzun mugatua dela eta, ezinezkoa da kondentsadoreak maiztasun-banda osoan IC irteera garbi gidatzeko behar den potentzia harmonikoa sortzea.Horrez gain, potentzia-busean eratutako tentsio iragankorrak tentsio-jaitsiera eragingo du desakoplamendu-bidearen induktantziaren bi muturretan.Tentsio iragankor hauek modu komuneko EMI interferentzia-iturri nagusiak dira.Nola konpondu ditzakegu arazo hauek?

Gure zirkuitu plakan IC-aren kasuan, IC-aren inguruko potentzia-geruza maiztasun handiko kondentsadore ontzat har daiteke, irteera garbirako maiztasun handiko energia ematen duen kondentsadore diskretuak isuritako energia bil dezakeena.Horrez gain, potentzia-geruza on baten induktantzia txikia da, beraz, induktoreak sintetizatzen duen seinale iragankorra ere txikia da, eta horrela modu arrunteko EMI murrizten da.

Jakina, elikadura-geruzaren eta IC elikadura-pinaren arteko konexioa ahalik eta laburrena izan behar da, seinale digitalaren goranzko ertza gero eta azkarragoa baita.Hobe da zuzenean IC power pina dagoen padarekin konektatzea, bereizita eztabaidatu behar dena.

Modu arrunteko EMI kontrolatzeko, potentzia-geruzak ondo diseinatutako potentzia-geruzen bikotea izan behar du, desakoplatzen laguntzeko eta induktantzia nahiko baxua izateko.Batzuek galdetu dezakete, zenbat da ona?Erantzuna potentzia-geruzaren, geruzen arteko materialaren eta funtzionamendu-maiztasunaren araberakoa da (hau da, IC igoera denboraren funtzioa).Oro har, potentzia-geruzen tartea 6mil-koa da eta tarteko geruza FR4 materiala da, beraz, potentzia-geruzaren hazbete karratuko kapazitate baliokidea 75pF ingurukoa da.Jakina, geruzaren tartea zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta kapazitate handiagoa izango da.

Ez dago 100-300ps-ko igoera-denbora duten gailu asko, baina ICren egungo garapen-tasaren arabera, 100-300ps-ko igoera-denbora duten gailuek proportzio handia hartuko dute.100 eta 300 PS bitarteko igoera-denbora duten zirkuituetarako, 3 mil geruzen tartea jada ez da aplikagarria aplikazio gehienetarako.Une horretan, beharrezkoa da delaminazio-teknologia hartzea 1mil baino gutxiagoko geruzen arteko tartearekin, eta FR4 material dielektrikoa konstante dielektriko handiko materialarekin ordezkatu.Orain, zeramikak eta ontziratutako plastikoek 100 eta 300 ps-ko igoera-denbora-zirkuituen diseinu-eskakizunak bete ditzakete.

Etorkizunean material eta metodo berriak erabil daitezkeen arren, 1 eta 3 ns arteko igoera-denbora zirkuitu arruntak, 3 eta 6 mil arteko geruzen arteko tartea eta FR4 material dielektrikoak nahikoak izan ohi dira goi-mailako harmonikoak kudeatzeko eta seinale iragankorrak nahiko baxuak izateko, hau da. , modu arrunteko EMI oso baxua murriztu daiteke.Artikulu honetan, PCB geruzetako pilaketaren diseinuaren adibidea ematen da, eta geruzen arteko tartea 3 eta 6 mil bitartekoa dela suposatzen da.

blindaje elektromagnetikoa

Seinalearen bideratzearen ikuspuntutik, geruzak egiteko estrategia on bat seinalearen arrasto guztiak geruza batean edo gehiagotan jartzea izan behar du, potentzia-geruzaren edo lurreko planoaren ondoan daudenak.Elikatze-hornidurarako, geruza-estrategia on bat potentzia-geruza lurreko planoaren ondoan egotea izan behar da, eta potentzia-geruzaren eta lur-planoaren arteko distantzia ahalik eta txikiena izan behar da, hau da, "geruzaren" estrategia deitzen duguna.

PCB pila

Zer pilaketa estrategiak lagun dezake EMI babesten eta kentzen?Ondorengo geruzetako pilaketa-eskemak elikadura-hornidura-korrontea geruza bakarrean igarotzen dela eta tentsio bakarra edo tentsio anitz geruza bereko zati desberdinetan banatzen direla suposatzen du.Potentzia-geruza anitzen kasua aurrerago aztertuko da.

4 geruzako plaka

4 geruzako laminatuen diseinuan arazo potentzial batzuk daude.Lehenik eta behin, seinale-geruza kanpoko geruzan eta potentzia eta lurreko planoa barne-geruzan egon arren, potentzia-geruzaren eta lurreko planoaren arteko distantzia handiegia da oraindik.

Kostu-eskakizuna lehenengoa bada, 4 geruzako taula tradizionalaren ondoko bi alternatibak kontuan har daitezke.Biak ala biek EMI ezabatzeko errendimendua hobetu dezakete, baina plakako osagaien dentsitatea nahikoa baxua den eta osagaien inguruan nahikoa eremu dagoen kasurako soilik dira egokiak (elikadurarako beharrezkoa den kobre-estaldura jartzeko).

Lehenengoa hobetsitako eskema da.PCBaren kanpoko geruzak geruza guztiak dira, eta erdiko bi geruzak seinale / potentzia geruzak dira.Seinale-geruzaren elikadura-hornidura lerro zabalekin bideratzen da, eta horrek elikadura-hornidura-korrontearen bide-inpedantzia baxua bihurtzen du eta seinale-microstrip bidearen inpedantzia baxua.EMI kontrolaren ikuspegitik, hau da eskuragarri dagoen 4 geruzako PCB egitura onena.Bigarren eskeman, kanpoko geruzak potentzia eta lurra eramaten ditu, eta erdiko bi geruzak seinalea.4 geruzako taula tradizionalarekin alderatuta, eskema honen hobekuntza txikiagoa da, eta geruzen arteko inpedantzia ez da 4 geruzako taula tradizionalaren bezain ona.

Kablearen inpedantzia kontrolatu behar bada, goiko pilaketa-eskema kontu handiz ibili behar da kableatuak elikadura-horniduraren eta lurrearen kobrezko uhartearen azpian jartzeko.Horrez gain, elikadura-iturri edo geruzako kobre-irla interkonektatu behar da ahal den neurrian, DC eta maiztasun baxuaren arteko konektibitatea bermatzeko.

6 geruzako plaka

4 geruzako taulako osagaien dentsitatea handia bada, 6 geruzako plaka hobea da.Hala ere, 6 geruzako taularen diseinuan pilaketa-eskema batzuen babes-efektua ez da nahikoa ona eta potentzia-busaren seinale iragankorra ez da murrizten.Jarraian bi adibide eztabaidatzen dira.

Lehenengo kasuan, elikadura-hornidura eta lurra bigarren eta bosgarren geruzetan jartzen dira hurrenez hurren.Kobrez estalitako elikadura-horniduraren inpedantzia handia dela eta, oso desegokia da modu arrunteko EMI erradiazioa kontrolatzea.Hala ere, seinalearen inpedantzia kontrolaren ikuspuntutik, metodo hau oso zuzena da.

Bigarren adibidean, elikadura-iturria eta lurra hirugarren eta laugarren geruzetan kokatzen dira hurrenez hurren.Diseinu honek elikadura-horniduraren kobrez estalitako inpedantziaren arazoa konpontzen du.1. eta 6. geruzaren blindaje elektromagnetikoen errendimendu eskasa dela eta, EMI modu diferentziala handitzen da.Kanpoko bi geruzetako seinale-lerroen kopurua txikiena bada eta lerroen luzera oso laburra bada (seinalearen uhin-luzera harmoniko handienaren 1/20 baino gutxiago), diseinuak EMI modu diferentzialaren arazoa konpondu dezake.Emaitzek erakusten dute modu diferentzialaren EMIren ezabapena bereziki ona dela kanpoko geruza kobrez beteta dagoenean eta kobrez estalitako eremua lurrean dagoenean (1/20 uhin-luzera tarte bakoitzean).Goian esan bezala, kobrea ezarriko da


Argitalpenaren ordua: 2020-07-29