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Los componentes pasivos de PCB ocupan la misma posición que los IC en toda la industria electrónica. Se encuentran aguas arriba y son una parte importante de los productos electrónicos. Los circuitos electrónicos tienen dispositivos activos y pasivos. Los llamados componentes pasivos pueden funcionar sin electricidad y generar funciones como ajustar la corriente y el voltaje, almacenar electricidad estática, prevenir interferencias electromagnéticas y filtrar las impurezas de la corriente.
En comparación con los componentes activos, la resistencia y la resistencia no cambian cuando el voltaje de los componentes pasivos cambia.
Los componentes pasivos pueden cubrir tres categorías de productos: resistencias, inductores y condensadores.
Tradicionalmente, EMC se consideraba "magia negra". De hecho, EMC puede entenderlo a través de fórmulas matemáticas. Sin embargo, incluso con los métodos de análisis matemático disponibles, Estas ecuaciones matemáticas siguen siendo demasiado complejas para el diseño real de circuitos emc. Afortunadamente, en la mayoría de los trabajos prácticos, los ingenieros no necesitan comprender completamente esas complejas fórmulas matemáticas y bases teóricas que existen en las especificaciones emc. Siempre que utilicen modelos matemáticos simples, pueden entender cómo cumplir con los requisitos de emc.
Este artículo utiliza fórmulas matemáticas simples y teoría electromagnética para explicar el comportamiento oculto y las características de los componentes pasivos en una placa de circuito impreso. Cuando los ingenieros quieren que sus productos electrónicos pasen los estándares emc, deben diseñar estos requisitos con antelación. Deben tener conocimientos básicos.
1. cables y trazas de PCB
Los componentes aparentemente discretos, como cables eléctricos, trazas, marcos fijos, etc., a menudo se convierten en el mejor emisor de energía de radiofrecuencia (es decir, la fuente de emi). Cada componente tiene un inductor, que incluye el cable de Unión de la silicio, así como los pines de las resistencias, condensadores e inductores. Cada cable o rastro contiene condensadores parasitarios ocultos e inductores. Estos elementos parasitarios afectan la resistencia del cable y son muy sensibles a la frecuencia. De acuerdo con el valor de LC (que determina la frecuencia de resonancia automática) y la longitud del rastro de pcb, se puede producir resonancia automática (resonancia automática) en los componentes y el rastro de pcb, formando así una antena de radiación eficiente.
A baja frecuencia, los cables generalmente solo tienen propiedades de resistencia. Pero a alta frecuencia, el cable tiene las características de la inducción. Debido a que se convierte en alta frecuencia, provoca cambios en la resistencia y luego cambia el diseño EMC entre el cable o el rastro de PCB y el suelo. En este momento, se deben utilizar planos de tierra y redes de tierra.
La principal diferencia entre los cables y los rastros de PCB es que los cables son circulares y los rastros son rectangulares. La resistencia de los cables o trazas incluye la resistencia R y la inducción XL = 2 Ífl. A alta frecuencia, la resistencia se define como z = R + J XL j2Ífl y no existe resistencia capacitiva xc = 1 / 2 Ífl; fc. Cuando la frecuencia es superior a 100 khz, la inducción es mayor que la resistencia. En este momento, el cable o el rastro ya no es un cable de conexión de baja resistencia, sino un inductor. En general, los cables o rastros que trabajan por encima de la frecuencia de audio deben considerarse inductores, ya no resistencias, pueden ser antenas de radiofrecuencia.
La mayoría de las antenas tienen una longitud igual a 1 / 4 o 1 / 2 de una frecuencia. Por lo tanto, en las especificaciones emc, los cables o trazas no permiten trabajar por debajo de la isla / 20 de una determinada frecuencia, ya que esto lo convierte repentinamente en una antena de alto rendimiento. Los inductores y condensadores causan resonancia en los circuitos, un fenómeno que no se registra en sus especificaciones.
Por ejemplo: suponiendo que haya un rastro de 10 centímetros, R = 57 m, 8 NH / cm, entonces el valor total de inducción es de 80 nh. A 100 khz, se puede obtener una reactancia inductiva de 50 m. Cuando la frecuencia supera los 100 khz, esta trayectoria se convertirá en un inductor, y su valor de resistencia puede ser ignorado. Por lo tanto, cuando la frecuencia supera los 150 mhz, el rastro de 10 cm formará una antena de radiación efectiva. Debido a que a 150 MHz tiene una longitud de onda de 2 metros, isla '/ 20 = 10 cm = longitud del rastro; Si la frecuencia es superior a 150 mhz, su longitud de onda, isla, será menor y sus valores de 1 / 4 isla o 1 / 2 isla serán. se acerca a la longitud de la trayectoria (10 cm), por lo que gradualmente se forma una antena perfecta.
2. resistencia
Las resistencias son los componentes más comunes en los pcb. El material de la resistencia (síntesis de carbono, película de carbono, mica, tipo de devanado, etc.) limita el impacto de la respuesta de frecuencia y el impacto de emc. Las resistencias de devanado no son adecuadas para aplicaciones de alta frecuencia, ya que hay demasiados inductores en los cables. Aunque las resistencias de película de carbono contienen inductores, a veces son adecuadas para aplicaciones de alta frecuencia porque los inductores de sus Pines no son grandes.
III. condensadores de PCB
Los condensadores se utilizan generalmente en autobuses de energía para proporcionar funciones de desacoplamiento, derivación y mantenimiento de voltaje y corriente continua fija (gran capacidad). Los condensadores verdaderamente puros mantendrán su valor capacitivo hasta que se alcance la frecuencia de resonancia automática. Más allá de esta frecuencia de resonancia automática, las características del capacitor se volverán como inductores. Esto se puede explicar con una fórmula: xc = 1 / 2 Ífc, XC es rongkang (la unidad es la isla). Por ejemplo: un capacitor electrolítico de 10 ° f, a 10 khz, la reactancia del capacitor es de 1,6 °; A 100 mhz, bajó a 160 islas. Por lo tanto, a 100 mhz, existe un efecto de cortocircuito, que es ideal para emc. Sin embargo, los parámetros eléctricos de los condensadores electroliticos: inductores de serie equivalentes (esl) y resistencias de serie equivalentes (esr) limitarán el funcionamiento de los condensadores solo a frecuencias inferiores a 1 mhz.
El uso de condensadores de PCB también está relacionado con la inducción del pin y la estructura del volumen. Estos factores determinan el número y el tamaño de los inductores parasitarios. Hay inductores parasitarios entre los cables de soldadura del condensadores. Cuando los condensadores superan la frecuencia de resonancia automática, hacen que los condensadores se comporten como inductores. Por lo tanto, el capacitor perdió su función original.
