Elektromagnetilised häired (EMI) disainis on pikka aega valmistanud suurt peavalu, eriti autotööstuses. EMI võimalikult vähendamiseks kavandavad disainerid tavaliselt skeeme ja joonistavad paigutusi, et vähendada müraallikaid, vähendades kõrge di / dt-ga silmusalasid ja lülituskiirusi.
Kuid mõnikord, hoolimata sellest, kui hoolikas on paigutus ja skemaatiline ülesehitus, ei ole siiski võimalik läbitavat EMI-d soovitud tasemele vähendada. Seda seetõttu, et müra ei sõltu mitte ainult vooluringi parasiitparameetritest, vaid ka voolutugevusest. Lisaks genereerivad lüliti avanemis- ja sulgemistoimingud katkendlikke voolusid ning need katkendlikud voolud tekitavad sisendkondensaatoritel pingepulsatsiooni, mis suurendab elektromagnetilist mõju.
Seetõttu on läbiviidud EMI toimivuse parandamiseks vaja kasutada mõnda muud meetodit. See artikkel keskendub müra välja filtreerimiseks sisendfiltrite kasutuselevõtule või müra lukustamiseks varjendite lisamisele.
Joonis 1 EMI-filtri skemaatiline visand
Joonisel 1 on kujutatud lihtsustatud EMI-filtrit, mis sisaldab ühisrežiimi (CM) filtrit ja diferentsiaalrežiimi (DM) filtrit. Tavaliselt kasutatakse DM-filtrit peamiselt alla 30MHz (DM-müra) müra filtreerimiseks ja CM-filtrit kasutatakse peamiselt müra filtreerimiseks vahemikus 30MHz kuni 100MHz (CM-müra). Kuid mõlemad filtrid summutavad tegelikult EMI-müra kogu sagedusribas.
Joonisel 2 on kujutatud sisendplii müra ilma filtriteta, mis sisaldab nii positiivset kui ka negatiivset müra, ning märgistab nende mürade tipptaseme ja keskmise taseme. Sel juhul kasutab testitav süsteem peamiselt kiipi LMR14050SSQDDARQ1 5V/5A väljundiks ja järgneva kiibi TPS65263QRHBRQ1 toiteks, mis väljastab samaaegselt 1,5V/3A, 3,3V/2A ja 1,8V/2A. Mõlemad need kaks kiipi töötavad lülitussagedusel 2,2 MHz. Lisaks on joonisel näidatud läbiviidud EMI standard CISPR25 klass 5 (C5).
Joonis 2 Mürakarakteristikud C5 standardil (ilma filtrita)
Joonisel 3 on näidatud EMI tulemused DM-filtri lisamisega. Nagu jooniselt näha, summutab DM-filter keskmise sagedusala DM-müra (2MHz kuni 30MHz) ligi 35dBμV/m. Lisaks väheneb ka kõrgsageduslik müra (30MHz kuni 100MHz), kuid ületab siiski piirtaseme. Selle põhjuseks on peamiselt DM-filtri piiratud filtreerimisvõime kõrgsagedusriba CM-müra jaoks.
Joonis 3 Mürakarakteristikud C5 standardil (DM-filtriga)
Joonisel 4 on näidatud müra omadused koos CM- ja DM-filtrite lisamisega. Võrreldes joonisega 3, vähendab CM-filtri lisamine CM-müra peaaegu 20 dB μV/m võrra. EMI jõudlus läbib ka C5 standardi. Ja EMI jõudlus läbib ka CISPR25 C5 standardi.
Joonis 4 Mürakarakteristikud C5 standardi järgi (CM- ja DM-filtritega)
Joonisel 5 on näidatud sagedusriba CM ja DM filtrite mürakarakteristikud erinevates paigutustes, kus filtrid on samad, mis joonisel 4. Kuid võrreldes joonisega 4 suureneb müra kogu sagedusel umbes 10 dB μV/m sagedusriba ja kõrgsageduslik müra ületab isegi CISPR25 C5 standardi keskmist väärtust.
Joon. 5 Mürakarakteristikud C5 standardi järgi (CM- ja DM-filtritega, erinevad paigutused)
Müra tulemuste erinevus jooniste 4 ja 5 vahel on peamiselt tingitud PCB juhtmestiku erinevustest, nagu on näidatud joonisel 6. Joonisel 5 kujutatud juhtmestikus (joonisel 6 paremal pool) ümbritseb DM-filtrit suur vasest ülekate (GND). ja moodustab mõned parasiitmahtuvused koos Vin joondusega. Need parasiitmahtuvused pakuvad kõrge sagedusega signaali möödaviigufiltrile tõhusa madala takistusega tee. Seetõttu on filtri jõudluse maksimeerimiseks vaja eemaldada kogu filtri ümbert vaskkatte, nagu on näidatud joonisel 6 juhtmestiku vasakpoolsel küljel.
Joonis 6 Erinevad PCB-juhtmed
Lisaks filtrite lisamisele on veel üks tõhus viis EMI jõudluse optimeerimiseks varjendite lisamine. Seda seetõttu, et GND-ga ühendatud metallkilp takistab müra kiirgamist väljapoole. Joonis 7 soovitab kilbi paigutamise meetodit. Varjestus katab kõik plaadil olevad komponendid.
Joonisel 8 on näidatud EMI tulemused pärast filtri ja kilbi lisamist. Nagu näidatud, kõrvaldab varjestus peaaegu kogu sagedusriba müra ja EMI jõudlus on väga hea. See on peamiselt tingitud asjaolust, et pikad sisendjuhtmed, mis on samaväärsed antenniga, seovad palju kiirgavat müra, mille varjestus juhuslikult isoleerib. Selles konstruktsioonis on IF-müra sel viisil ühendatud ka sisendjuhtmetega.
Joonis 7 3Varjestusega PCB mudel D
Joonis 8 Mürakarakteristikud C5 standardiga (CM, DM-filtri ja varjestusega)
Joonisel 9 on näidatud ka filtrite ja varjestuste müra omadused. Erinevalt joonisest 8 on joonisel 9 kujutatud varjes metallkarp, mis ümbritseb kogu plaati ja ainult sisendjuhtmed on paljastatud. Vaatamata varjele võib osa kiirgusmüra siiski mööda minna EMI filtrist ja ühenduda PCB elektriliinidega, mille tulemuseks on halvemad müraomadused kui joonisel 8. Huvitaval kombel on kõrgsagedusriba müraomadused joonistel 4, 8 ja 9 (sama paigutusega juhtmestik) on peaaegu identsed. Seda seetõttu, et EMI-filtri lisamisega on sisendliiniga ühendatav kõrgsagedusriba kiirgav müra peaaegu olematu.
Joonis 9 Mürakarakteristikud C5 standardi järgi (CM, DM-filtriga ja varjestatud metallkarbiga)
Kokkuvõttes võib EMI-filtrite või varjestuse lisamine EMI jõudlust tõhusalt parandada. Kuid samal ajal tuleb hoolikalt läbi mõelda filtrite paigutus ja juhtmestik ning kilbi paigutus.
Asutatud 2010. aastal, kus töötab 100 töötajat ja 8000 ruutmeetrit. iseseisvate omandiõiguste tehas, et tagada standardne haldamine ja saavutada võimalikult ökonoomne mõju ning säästa kulusid.
Omanud oma töötlemiskeskust, kvalifitseeritud kokkupanijat, testijat ja kvaliteedikontrolli insenerid, et tagada NeoDeni masinate tootmise, kvaliteedi ja tarnimise tugevad võimed.
40 pluss ülemaailmset partnerit Aasias, Euroopas, Ameerikas, Okeaanias ja Aafrikas, et teenindada edukalt üle 10 000 kasutaja kogu maailmas, et tagada parem ja kiirem kohalik teenindus ja kiire reageerimine.
Kvalifitseeritud ja professionaalsed inglise keele tugi- ja teenindusinsenerid, et tagada kiire reageerimine 8 tunni jooksul, lahendus pakub 24 tunni jooksul.
Ainulaadne kõigi Hiina tootjate seas, kes registreerisid ja kinnitasid CE TUV NORDi poolt.
NeoDen pakub kõikidele NeoDeni masinatele eluaegset tehnilist tuge ja teenindust, lisaks regulaarseid tarkvarauuendusi, mis põhinevad kasutuskogemustel ja lõppkasutajate tegelikel igapäevastel nõudmistel.