Көп катмарлуу PCB дизайнында EMI көйгөйүн кантип чечүүнү билесизби?
Мен айтып берейин!
EMI көйгөйлөрүн чечүүнүн көптөгөн жолдору бар.Заманбап EMI бөгөттөө ыкмалары төмөнкүлөрдү камтыйт: EMI бөгөт коюу жабууну колдонуу, тиешелүү EMI бөгөттөө бөлүктөрүн жана EMI моделдөө дизайнын тандоо.Эң негизги ПХБ макетинин негизинде, бул макалада EMI нурлануусун жана PCB дизайн көндүмдөрүн башкарууда ПХБ стекинин функциясы талкууланат.
электр автобус
ICтин чыгыш чыңалуусунун секирүүсүн ICнин электр төөнөгүчүнүн жанына ылайыктуу сыйымдуулукту коюу менен тездетүүгө болот.Бирок муну менен маселе бүтпөйт.Конденсатордун чектелген жыштык реакциясынан улам, конденсатор толук жыштык тилкесинде IC чыгышын таза айдаш үчүн зарыл болгон гармоникалык күчтү жаратышы мүмкүн эмес.Кошумчалай кетсек, электр шинасында пайда болгон убактылуу чыңалуу ажыратуу жолунун индуктивдүүлүгүнүн эки четинде чыңалуунун төмөндөшүнө алып келет.Бул убактылуу чыңалуу негизги жалпы режим EMI кийлигишүү булактары болуп саналат.Бул көйгөйлөрдү кантип чече алабыз?
Биздин схемадагы IC болгон учурда, IC айланасындагы электр катмарын таза чыгаруу үчүн жогорку жыштыктагы энергияны камсыз кылган дискреттүү конденсатордон агып кеткен энергияны чогулта турган жакшы жогорку жыштыктагы конденсатор катары кароого болот.Мындан тышкары, жакшы кубаттуулук катмарынын индуктивдүүлүгү кичинекей, ошондуктан индуктор тарабынан синтезделген өтмө сигнал да аз, ошондуктан жалпы режим EMI азайтат.
Албетте, электр менен жабдуу катмары менен IC электр менен камсыздоо пининин ортосундагы байланыш мүмкүн болушунча кыска болушу керек, анткени санариптик сигналдын көтөрүлгөн чети тезирээк жана ылдамыраак.Аны өзүнчө талкуулоо керек болгон IC электр төөнөгүчү жайгашкан аянтка түздөн-түз туташтыруу жакшы.
Жалпы режимди башкаруу үчүн EMI, электр катмары ажыратууга жана жетишерлик төмөн индуктивдүүлүккө ээ болуу үчүн жакшы иштелип чыккан жуп кубаттуулук катмары болушу керек.Кээ бирөөлөр сурашы мүмкүн, бул канчалык жакшы?Жооп электр катмарына, катмарлардын ортосундагы материалга жана иштөө жыштыгына (б.а. IC көтөрүлүү убактысынын функциясы) көз каранды.Жалпысынан алганда, электр катмарларынын аралыгы 6mil, ал эми катмар FR4 материалы, ошондуктан электр катмарынын чарчы дюймуна эквиваленттүү сыйымдуулук болжол менен 75pF.Албетте, катмардын аралыгы канчалык аз болсо, сыйымдуулугу ошончолук чоң болот.
100-300 сек. чейин көтөрүлүү убактысы көп түзмөктөр жок, бирок ИКтин учурдагы өнүгүү темпине ылайык, 100-300ps диапазонундагы көтөрүлүү убактысы бар түзмөктөр жогорку үлүшүн ээлейт.100дөн 300 PS көтөрүү жолу бар схемалар үчүн 3 миль катмар аралыктары көпчүлүк колдонмолор үчүн колдонулбайт.Ошол учурда, катмарлар аралык 1миллден аз болгон деламинация технологиясын кабыл алуу жана FR4 диэлектрик материалын жогорку диэлектрик өткөргүчтүү материалга алмаштыруу керек.Эми керамика жана идишке салынган пластмассалар 100дөн 300 сек чейин көтөрүлүүчү убакыт схемаларынын дизайн талаптарына жооп бере алат.
Келечекте жаңы материалдар жана ыкмалар колдонулушу мүмкүн болсо да, жалпы 1-3 нс көтөрүлүү убактысынын схемалары, 3-6 миль катмар аралыктары жана FR4 диэлектрдик материалдар адатта жогорку гармонияларды иштетүү жана убактылуу сигналдарды жетишерлик төмөн кылуу үчүн жетиштүү, башкача айтканда, , жалпы режими EMI өтө төмөн кыскартылышы мүмкүн.Бул макалада, ПХБ катмарлуу стоклоонун долбоорлоо мисалы келтирилген жана катмар аралыктары 3-6 миль деп болжолдонууда.
электромагниттик коргоо
Сигнал багыттоо көз карашынан алганда, жакшы катмарлоо стратегиясы бардык сигнал издерин күч катмарынын же жер тегиздигинин жанында турган бир же бир нече катмарга жайгаштыруу болушу керек.Электр энергиясы менен камсыз кылуу үчүн, жакшы катмарлоо стратегиясы күч катмары жер тегиздигине жанаша болушу керек, ал эми электр катмары менен жер тегиздигинин ортосундагы аралык мүмкүн болушунча аз болушу керек, муну биз "катмарлоо" стратегиясы деп аташат.
PCB стек
Кандай стекинг стратегиясы EMIди коргоого жана басууга жардам берет?Төмөнкү катмарлуу стектөө схемасы электр менен жабдуунун агымы бир катмарда агып, бир чыңалуу же бир нече чыңалуу бир катмардын ар кайсы бөлүктөрүндө бөлүштүрүлөт деп болжолдойт.Бир нече күч катмарларынын иши кийинчерээк талкууланат.
4-кабаттуу табак
4-кабат ламинаттарды долбоорлоодо кээ бир мүмкүн болуучу көйгөйлөр бар.Биринчиден, сигнал катмары сырткы катмарда, ал эми күч жана жер тегиздиги ички катмарда болсо да, күч катмары менен жер тегиздигинин ортосундагы аралык дагы эле өтө чоң.
Эгерде нарк талабы биринчи болсо, салттуу 4-кабаттуу тактага төмөнкү эки альтернатива каралышы мүмкүн.Экөө тең EMI басынтуу көрсөткүчүн жакшыртышы мүмкүн, бирок алар тактадагы компоненттердин тыгыздыгы жетишерлик төмөн болгон жана компоненттердин айланасында жетиштүү аймак болгон учурда гана ылайыктуу (энергия менен камсыздоо үчүн керектүү жез каптоосун коюу үчүн).
Биринчи артыкчылыктуу схемасы болуп саналат.ПХБнын сырткы катмарлары бардык катмарлар, ал эми ортоңку эки катмар сигнал / күч катмарлары.Сигнал катмарындагы электр энергиясы кең линиялар менен өткөрүлөт, бул электр менен жабдуу токунун жол импедансын төмөн жана сигналдын микротилкесинин жолунун импедансын төмөн кылат.EMI контролунун көз карашынан алганда, бул эң мыкты 4-кабаттуу ПХБ түзүмү.Экинчи схемада сырткы катмар кубаттуулукту жана жерди, ал эми ортоңку эки катмар сигналды алып жүрөт.Салттуу 4-кабаттуу тактага салыштырмалуу, бул схеманын өркүндөтүлүшү азыраак, ал эми катмар аралык импеданс салттуу 4-кабаттуу тактага салыштырмалуу жакшы эмес.
зымдары импеданс көзөмөлгө алуу үчүн болсо, анда жогоруда үймө схемасы электр менен камсыз кылуу жана жерге жез аралынын астына зым салуу үчүн абдан этият болушу керек.Мындан тышкары, электр менен камсыздоо же катмар боюнча жез арал DC жана төмөнкү жыштык ортосундагы байланышты камсыз кылуу үчүн мүмкүн болушунча өз ара байланышта болушу керек.
6-кабаттуу табак
4-кабаттуу тактадагы компоненттердин тыгыздыгы чоң болсо, 6-кабаттуу плита жакшыраак.Бирок, 6-кабаттуу тактаны долбоорлоодо кээ бир стектөө схемаларынын коргоочу эффектиси жетиштүү деңгээлде эмес, ал эми электр автобусунун өтмө сигналы азайган эмес.Төмөндө эки мисал талкууланат.
Биринчи учурда, электр менен камсыздоо жана жер тиешелүүлүгүнө жараша экинчи жана бешинчи катмарында жайгаштырылат.Улам жез капталган электр менен жабдуунун жогорку импеданс, ал жалпы режими EMI нурлануу көзөмөлдөө үчүн абдан жагымсыз болуп саналат.Бирок, сигнал импедансын башкаруу көз карашынан алганда, бул ыкма абдан туура.
Экинчи мисалда электр менен камсыздоо жана жер тиешелүүлүгүнө жараша үчүнчү жана төртүнчү катмарга жайгаштырылат.Бул долбоор электр менен камсыздоонун жез капталган импеданс маселесин чечет.1-кабаттын жана 6-кабаттын начар электромагниттик экрандаштырылгандыгына байланыштуу дифференциалдык режим EMI жогорулайт.Эгерде эки сырткы катмардагы сигнал линияларынын саны эң аз болсо жана сызыктардын узундугу өтө кыска болсо (сигналдын эң жогорку гармоникалык толкун узундугунун 1/20дан азы), дизайн дифференциалдык режим EMI маселесин чече алат.Натыйжалар EMI дифференциалдык режиминин басылышы, өзгөчө, сырткы катмар жез менен толтурулганда жана жез менен капталган аймак жерге негизделгенде (ар бир 1 / 20 толкун узундугу аралыгы) жакшы экенин көрсөтүп турат.Жогоруда айтылгандай, жез төшөлүшү керек
Посттун убактысы: 29-июль 2020-жыл
