Nola konpondu EMI arazoa Anitzeko PCBen diseinuan?

Badakizu EMI arazoa nola konpondu geruza anitzeko PCB diseinatzerakoan?

Utzidazue esaten!

EMI arazoak konpontzeko modu asko daude. EMI erreprimitzeko metodo modernoak honako hauek dira: EMI erreprimitzeko estaldura erabiliz, EMI erreprimitzeko pieza egokiak hautatzea eta EMI simulazio diseinua. PCB diseinu oinarrizkoenean oinarrituta, artikulu honetan PCB pilak EMI erradiazioa eta PCB diseinatzeko trebetasunak kontrolatzeko duen funtzioa aztertzen da.

potentzia autobusa

Irtearen irteerako tentsio jauzia bizkortu egin daiteke indar pin elektrikoaren ondoan gaitasun egokia jarriz. Hala ere, ez da arazoaren amaiera. Kondentsadorearen maiztasun-erantzun mugatua dela eta, ezinezkoa da kondentsadoreak IC irteera maiztasun-banda osoan garbi gidatzeko behar den potentzia harmonikoa sortzea. Gainera, elektrizitate autobusean eratutako tentsio iragankorrak tentsio-jaitsiera eragingo du desanplante bideko inductancearen bi muturretan. Tentsio iragankor horiek modu arrunteko EMI interferentzia iturri nagusiak dira. Nola konpon dezakegu arazo horiek?

Gure zirkuitu plakoan IC kasuan, maiztasun handiko kondentsadore ona izan daiteke ICaren inguruan dagoen potentzia geruza, maiztasun handiko energia ematen duen kondentsadore diskretuak irteera garbia bil dezake. Gainera, potentzia geruza on baten induktantzia txikia da, beraz, induktoreak sintetizatutako seinale iragankorra ere txikia da, horrela EMI modu arrunta murrizten da.

Jakina, elikatze-geruzaren eta IC elikatze-pinaren arteko konexioak ahalik eta motzena izan behar du, seinale digitalaren goranzko ertza gero eta azkarragoa delako. Hobe da zuzenean IC potentzia pin dagoen lekura zuzenean konektatzea, banan-banan eztabaidatu beharrekoa.

Modu arrunta EMI kontrolatzeko, potentzia geruzak ondo diseinatutako potentzia geruza pare bat izan behar du desorekatzen laguntzeko eta induktantzia nahikoa baxua izan dezaten. Batzuek galdetu dezakete, zein ona da? Erantzuna potentzia geruzaren, geruzen arteko materialaren eta funtzionamendu maiztasunaren araberakoa da (hau da, IC igoeraren denboraren funtzioa). Oro har, potentzia geruzen tartea 6 mililekoa da eta geruza artekoa FR4 materiala da, beraz, potentzia geruzako hazbeteko karratuko kapazitantzia baliokidea 75pF ingurukoa da. Jakina, zenbat eta geruza txikiagoa izan, orduan eta handiagoa da kapazitatea.

Ez dago 100-300ps bitarteko igoera duten gailu asko, baina ICren uneko garapen tasaren arabera, 100-300ps bitarteko igoera denbora duten gailuek proportzio handia hartuko dute. 100 eta 300 PS igotzeko denborak dituzten zirkuituetan, 3 mila geruzako tartea ez da aplikagarri aplikazio gehienetan. Garai hartan beharrezkoa da delaminazio teknologia 1 milimetro baino gutxiagoko tartearekin eta FR4 material dielektrikoa konstantea dielektriko altuarekin ordezkatzea. Orain, zeramikak eta ontziratutako plastikoek 100 eta 300ps bitarteko igoera denborako zirkuituen diseinu baldintzak bete ditzakete.

Etorkizunean material eta metodo berriak erabil daitezkeen arren, 1 eta 3 ns igotzeko denbora zirkuitu arruntak, 3 eta 6 miliako geruzen arteko tartea eta FR4 material dielektrikoak nahikoa izaten dira gama altuko harmonikoak maneiatzeko eta seinale iragankorrak nahikoa baxuak izan daitezen. , EMI modu arrunta oso baxua izan daiteke. Artikulu honetan, PCB geruzetan pilatutako diseinuaren adibidea ematen da eta geruza tartea 3 eta 6 miloikoa dela uste da.

ezkutu elektromagnetikoak

Seinalea bideratzeko ikuspegitik, geruzen estrategia ona izan behar da seinaleen arrasto guztiak geruza batean edo gehiagotan jartzea, potentzia geruzaren edo lurreko planoaren ondoan daudenak. Energia hornidurarako, geruzatze estrategia on bat izan behar da potentzia geruza lurreko planoaren ondoan egotea eta potentzia geruzaren eta lurreko planoaren arteko distantzia ahalik eta txikiena izatea, hori da "geruzatze" estrategia deitzen dioguna.

PCB pila

Zer nolako pilatze estrategiak lagun dezake EMI babesten eta ezabatzen? Beheko geruzen eskemaren arabera, energia-hornidura korrontea geruza bakarrean isurtzen dela eta tentsio bakarrak edo hainbat tentsio geruza bereko zati desberdinetan banatzen direla suposatzen da. Potentzia geruza anitzen kasua geroago eztabaidatuko da.

4 geruzetako plaka

4 geruzako laminatuen diseinuan arazo potentzial batzuk daude. Lehenik eta behin, seinale geruza kanpoko geruzan badago eta potentzia eta lurreko planoa barneko geruzan badaude ere, potentzia geruzaren eta lurreko planoaren arteko distantzia handiegia da oraindik.

Kostuen eskakizuna lehena bada, ohiko lau geruzaren ohiko bi alternatiba kontuan hartu daitezke. Biek ala biek EMI kentzeko errendimendua hobe dezakete, baina taulako osagaien dentsitatea nahikoa baxua eta osagaien inguruan nahikoa azalera dagoenean (energia hornitzeko beharrezkoa den kobrezko estaldura jartzeko) egokiak dira.

Lehena lehentasunezko eskema da. PCBaren kanpoko geruzak geruza guztiak dira eta erdiko bi geruzak seinale / potentzia geruzak dira. Seinale geruzako energia hornidura lerro zabalekin bideratzen da, eta horrek korronte horniduraren bide inpedantzia baxua eta seinale mikrostrip bideen inpedantzia baxua bihurtzen du. EMI kontrolaren ikuspegitik, hau da, eskuragarri dagoen 4 geruzako PCB egiturarik onena. Bigarren eskeman, kanpoko geruzak indarra eta lurra eramaten ditu, eta erdiko bi geruzak seinalea. 4 geruzako ohiko taularekin konparatuta, eskema honen hobekuntza txikiagoa da eta elkarretaratzeen inpedantzia ez da ohiko 4 geruzako taula bezain ona.

Kableatuaren inpedantzia kontrolatu behar bada, goiko pilatze-eskemak kontu handiz ibili beharko luke kableatua kobrezko urez hornitzeko eta lurrean jartzeko. Gainera, energia hornidura edo estratuaren kobrezko uhartea ahalik eta gehien interkonektatu beharko litzateke, DC eta maiztasun baxuaren arteko konektibitatea bermatzeko.

6 geruzako plaka

4 geruzetako taulan osagaien dentsitatea handia bada, 6 geruzako plaka hobea da. Hala ere, 6 geruzako plaka diseinatzean metatze-eskema batzuen babes-efektua ez da nahikoa ona, eta potentzia-busaren seinale iragankorra ez da murrizten. Jarraian, bi adibide dira.

Lehenengo kasuan, elikatze iturria eta lurra bigarren eta bosgarren geruzetan kokatzen dira hurrenez hurren. Kobrez estalitako elikatze iturriaren inpedantzia handia dela eta, oso desegokia da modu arrunteko EMI erradiazioa kontrolatzea. Hala ere, seinaleen inpedantzia kontrolatzeko ikuspegitik, metodo hau oso zuzena da.

Bigarren adibidean, elikadura eta lurrak hirugarren eta laugarren geruzetan kokatzen dira hurrenez hurren. Diseinu honek kobrez hornitutako horniduraren inpedantziaren arazoa konpontzen du. 1. eta 6. geruzaren blindaje elektromagnetikoaren errendimendu eskasa dela eta, EMI modu diferentziala handitzen da. Bi kanpoko geruzetako seinale lerro kopurua txikiena bada eta lerroen luzera oso laburra bada (seinalearen uhin luzera harmonikorik handieneko 20/20 baino txikiagoa), diseinuak EMI modu diferentzialaren arazoa konpon dezake. Emaitzek erakusten dutenez, EMI modu diferentziala ezabatzea oso ona da kanpoko geruza kobrez betetzen denean eta kobrez estalitako eremua lurpean jarrita (1/20 uhin-luzera bakoitzean). Arestian esan bezala, kobrea ezarriko da


Bidaltzeko ordua: 2017ko uztailak 29