Elektromagnētiskie traucējumi (EMI) dizainā jau sen ir sagādājuši lielas galvassāpes, īpaši automobiļu jomā. Lai pēc iespējas samazinātu EMI, dizaineri parasti izstrādā shēmas un zīmē izkārtojumus, lai samazinātu trokšņa avotus, samazinot cilpas apgabalus ar augstu di / dt un pārslēgšanas pārejas ātrumu.
Tomēr dažreiz neatkarīgi no tā, cik rūpīgs ir izkārtojums un shematisks dizains, vadīto EMI joprojām nav iespējams samazināt līdz vēlamajam līmenim. Tas ir tāpēc, ka troksnis ir atkarīgs ne tikai no ķēdes parazītiskajiem parametriem, bet arī no strāvas stipruma. Turklāt slēdža atvēršanas un aizvēršanas darbība ģenerē nepārtrauktas strāvas, un šīs pārtrauktās strāvas rada sprieguma viļņus uz ieejas kondensatoriem, kas palielina EMI.
Tāpēc ir nepieciešams izmantot dažas citas metodes, lai uzlabotu veiktās EMI veiktspēju. Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta ievades filtru ieviešanai, lai filtrētu troksni, vai vairogu pievienošanai, lai bloķētu troksni.
1. att. EMI filtra shematiska skice
1. attēlā parādīts vienkāršots EMI filtrs, tostarp kopējā režīma (CM) filtrs un diferenciālā režīma (DM) filtrs. Parasti DM filtru galvenokārt izmanto, lai filtrētu troksni, kas ir mazāks par 30 MHz (DM troksnis), un CM filtru galvenokārt izmanto, lai filtrētu troksni no 30 MHz līdz 100 MHz (CM troksnis). Tomēr abi filtri faktiski nodrošina zināmu EMI trokšņa slāpēšanu visā frekvenču joslā.
2. attēlā parādīts ievades troksnis bez filtriem, tostarp pozitīvs un negatīvs troksnis, un norādīts šo trokšņu maksimālais un vidējais līmenis. Šajā gadījumā pārbaudāmā sistēma galvenokārt izmanto mikroshēmu LMR14050SSQDDARQ1, lai izvadītu 5V/5A un darbinātu nākamo mikroshēmu TPS65263QRHBRQ1, kas vienlaikus izvada 1.5V/3A, 3.3V/2A un 1.8V/2A. Abas šīs divas mikroshēmas darbojas ar pārslēgšanas frekvenci 2,2 MHz. Turklāt attēlā parādītais vadītais EMI standarts ir CISPR25 Class 5 (C5).
2. att. Trokšņa raksturlielumi C5 standartā (bez filtra)
3. attēlā parādīti EMI rezultāti, pievienojot DM filtru. Kā redzams attēlā, DM filtrs samazina vidējas joslas DM troksni (2MHz līdz 30MHz) par gandrīz 35dBμV/m. Turklāt tiek samazināts arī augstas frekvenču joslas troksnis (30 MHz līdz 100 MHz), taču tas joprojām pārsniedz robežlīmeni. Tas galvenokārt ir saistīts ar ierobežoto DM filtra filtrēšanas spēju augstas frekvences joslas CM trokšņiem.
3. att. C5 standarta trokšņa raksturlielumi (ar DM filtru)
4. attēlā parādīti trokšņa raksturlielumi, pievienojot CM un DM filtrus. Salīdzinot ar 3. attēlu, CM filtra pievienošana samazina CM troksni par gandrīz 20 dB μV/m. EMI veiktspēja atbilst arī C5 standartam. Un EMI veiktspēja atbilst arī CISPR25 C5 standartam.
4. att. Trokšņa raksturlielumi saskaņā ar C5 standartu (ar CM un DM filtriem)
5. attēlā parādīti joslas CM un DM filtru trokšņu raksturlielumi dažādos izkārtojumos, kur filtri ir tādi paši kā 4. attēlā. Tomēr, salīdzinot ar 4. attēlu, visā frekvencē troksnis palielinās par aptuveni 10 dB μV/m. joslā, un augstfrekvences troksnis pat pārsniedz CISPR25 C5 standarta vidējo vērtību.
5. att. Trokšņu raksturlielumi saskaņā ar C5 standartu (ar CM un DM filtriem, dažādi izkārtojumi)
Trokšņu rezultātu atšķirība starp 4. un 5. attēlu galvenokārt ir saistīta ar PCB vadu atšķirībām, kā parādīts 6. attēlā. 5. attēlā redzamajā elektroinstalācijā (6. attēla labā puse) DM filtru ieskauj liels vara pārklājums (GND). un veido dažas parazitāras kapacitātes ar Vin izlīdzināšanu. Šīs parazitārās kapacitātes nodrošina efektīvu zemas pretestības ceļu augstfrekvences signāla apvada filtram. Tāpēc, lai maksimāli palielinātu filtra veiktspēju, ir jānoņem visa vara apšuvums ap filtru, kā parādīts vadu kreisajā pusē 6. attēlā.
6. attēls. Dažādi PCB vadi
Papildus filtru pievienošanai vēl viens efektīvs veids, kā optimizēt EMI veiktspēju, ir vairogu pievienošana. Tas ir tāpēc, ka metāla vairogs, kas savienots ar GND, novērš trokšņa izstarošanos uz āru. 7. attēlā ir ieteikta vairoga izvietošanas metode. Vairogs nosedz visas tāfeles sastāvdaļas.
8. attēlā parādīti EMI rezultāti pēc filtra un vairoga pievienošanas. Kā parādīts, vairogs gandrīz novērš troksni visā frekvenču joslā, un EMI veiktspēja ir ļoti laba. Tas galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka garie ievades vadi, kas ir līdzvērtīgi antenai, rada daudz izstarotā trokšņa, ko vairogs izolē. Šajā dizainā IF troksnis šādā veidā tiek savienots arī ar ievades vadiem.
Attēls 7 3D PCB modelis ar ekranējumu
8. att. Trokšņa raksturlielumi ar C5 standartu (ar CM, DM filtru un vairogu)
9. attēlā parādīti arī trokšņa raksturlielumi ar filtriem un vairogiem. Atšķirībā no 8. attēla, vairogs 9. attēlā ir metāla kaste, kas aptin visu plati un ir atklāti tikai ievades vadi. Neskatoties uz vairogu, daži izstarotie trokšņi joprojām var apiet EMI filtru un savienoties ar elektropārvades līnijām uz PCB, kā rezultātā ir sliktāki trokšņa raksturlielumi nekā 8. attēlā. Interesanti, ka augstfrekvences joslas trokšņa raksturlielumi 4., 8. un 9 (tāds pats elektroinstalācijas izkārtojums) ir gandrīz identiski. Tas ir tāpēc, ka, pievienojot EMI filtru, augstfrekvences joslas izstarotais troksnis, ko var savienot ar ievades līniju, gandrīz nepastāv.
9. att. Trokšņa raksturlielumi saskaņā ar C5 standartu (ar CM, DM filtru un ekranētu metāla kārbu)
Rezumējot, EMI filtru vai ekranēšanas pievienošana var efektīvi uzlabot EMI veiktspēju. Tomēr tajā pašā laikā ir rūpīgi jāapsver filtru izvietojums un elektroinstalācija, kā arī vairoga izvietojums.
Izveidota 2010. gadā ar vairāk nekā 100 darbiniekiem un 8000 kv.m. neatkarīgu īpašuma tiesību rūpnīca, lai nodrošinātu standarta pārvaldību un panāktu visekonomiskāko efektu, kā arī ietaupot izmaksas.
Piederēja pašam apstrādes centrs, kvalificēts montētājs, testētājs un kvalitātes kontroles inženieri, lai nodrošinātu spēcīgas NeoDen mašīnu ražošanas, kvalitātes un piegādes spējas.
Vairāk nekā 40 globālie partneri Āzijā, Eiropā, Amerikā, Okeānijā un Āfrikā, lai veiksmīgi apkalpotu vairāk nekā 10 000 lietotāju visā pasaulē, lai nodrošinātu labāku un ātrāku vietējo pakalpojumu un ātru reakciju.
Prasmīgi un profesionāli angļu valodas atbalsta un servisa inženieri, lai nodrošinātu ātru atbildi 8 stundu laikā, risinājums nodrošina 24 stundu laikā.
Unikāls starp visiem Ķīnas ražotājiem, kuri TUV NORD reģistrējuši un apstiprinājuši CE.
NeoDen nodrošina mūža tehnisko atbalstu un servisu visām NeoDen iekārtām, kā arī regulārus programmatūras atjauninājumus, pamatojoties uz lietošanas pieredzi un faktiskajiem galalietotāju ikdienas pieprasījumiem.