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전자 설계

전자 설계 - PCB 설계의 EMI, EMC, SI, PI 등 요소

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전자 설계 - PCB 설계의 EMI, EMC, SI, PI 등 요소

PCB 설계의 EMI, EMC, SI, PI 등 요소

2021-10-21
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Author:Downs

PCB 설계에서는 EMI, EMC, SI, PI 등을 고려해야 합니다.PCB 회로 기판의 설계는 간섭에 대한 요구를 충분히 고려하고 만족시켜야 한다.간섭에는 세 가지 기본 요소가 있습니다.

(1) 간섭 소스는 간섭이 발생하는 부품, 장치 또는 신호입니다.수학 언어로 다음과 같이 설명합니다: du/dt, di/dt가 큰 곳은 간섭원입니다.예를 들어, 번개, 릴레이, 트랜지스터, 모터, 고주파 시계 등은 모두 교란원이 될 수 있다.

(2) 전파경로란 교란원이 교란원으로부터 민감한 설비로 전파되는 경로 또는 매체를 말한다.일반적인 간섭 전파 경로는 도선을 통한 전도와 공간에서의 복사이다.

(3) 민감한 설비는 방해를 받기 쉬운 물체를 말한다.예: A/D, D/A 동글, 단편기, 디지털 IC, 약한 신호 증폭기 등.

방해 방지 설계의 기본 원리는 방해 소스를 억제하고 방해 전파 경로를 차단하며 민감한 부품의 방해 방지 성능을 향상시키는 것이다.(전염병 예방과 유사)

1 교란원 억제 교란원 억제는 가능한 한 교란원의 du/dt, di/dt를 줄이기 위한 것이다.이것은 간섭 방지 설계에서 가장 우선적이고 중요한 원칙으로 종종 적은 노력으로 큰 효과를 낸다.간섭원을 낮추는 du/dt는 주로 간섭원의 양쪽에 콘덴서를 병렬하여 실현된다.간섭원을 줄이는 di/dt는 감전이나 저항을 간섭원 회로와 직렬로 연결하고 속류 다이오드를 추가함으로써 실현된다.간섭 소스를 억제하는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

회로 기판

(1) 계전기 코일은 코일이 끊어질 때 발생하는 반전동 세력의 간섭을 제거하기 위해 속류 다이오드를 추가했다.리플렉싱 다이오드 하나만 추가하면 계전기의 분리 시간이 지연됩니다.제너 다이오드를 추가하면 계전기는 단위 시간당 더 여러 번 운행할 수 있다.

(2) 계전기 접점의 양쪽 끝에 하나의 불꽃 억제 회로를 병렬로 연결한다 (일반적으로 RC 직렬 회로, 저항은 보통 몇 개의 K에서 수십 K 사이, 용량은 0.01uF). 전기 불꽃의 영향을 줄인다.

(3) 모터에 필터 회로를 추가하고 콘덴서와 감지 지시선은 가능한 한 짧아야 합니다.

(4) 회로 기판의 각 IC는 0.01 ° F ½ 0.1 ° F 고주파 콘덴서와 병렬하여 IC가 전원에 미치는 영향을 줄여야 합니다.고주파 콘덴서의 배선은 전원 단자에 가깝고 가능한 한 짧아야 합니다.그렇지 않으면 콘덴서의 등가 직렬 저항이 증가하고 필터 효과가 영향을 받습니다.

(5) 배선할 때 90도 접선을 피하여 고주파 소음의 발사를 줄여야 한다.

(6) 트랜지스터의 양 끝은 RC 억제 회로와 병렬되어 트랜지스터에서 발생하는 소음을 감소시킵니다 (이 소음은 트랜지스터를 손상시킬 수 있습니다).간섭의 전파 경로에 따라 전도 간섭과 복사 간섭 두 종류로 나눌 수 있다.전도 간섭이란 도선을 통해 민감한 설비로 전파되는 간섭을 말한다.고주파 간섭 소음과 유용 신호의 주파수 대역은 다르다.전선에 필터를 넣어 고주파 간섭 소음의 전파를 차단할 수도 있고, 때로는 분리 광 결합을 추가해 해결할 수도 있다. 전력 소음이 가장 유해하므로 특히 주의해서 처리해야 한다.방사선 교란이란 공간 방사선을 통해 민감한 설비로 전파되는 교란을 말한다.일반적인 솔루션은 간섭원과 민감한 장치 사이의 거리를 늘리고, 용지선으로 격리하며, 민감한 장치에 차단을 추가하는 것입니다.

2 간섭 전파 경로를 차단하는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 전원이 마이크로컨트롤러에 미치는 영향을 충분히 고려한다.전원 공급 장치가 잘 작동하면 전체 회로의 간섭 방지 문제가 절반 이상 해결됩니다.많은 단편기는 전원 소음에 매우 민감하기 때문에 단편기의 전원에 필터 회로나 전압 조절기를 추가하여 전원 소음이 단편기에 미치는 방해를 줄일 필요가 있다.예를 들어, 자기 구슬과 콘덴서는 필터 회로를 형성하는 데 사용될 수 있습니다.물론 조건이 높지 않을 때는 자기구슬 대신 섬 저항기 100개를 사용할 수 있다.

(2) 단일 시스템의 I/O 포트가 모터와 같은 노이즈 장치를 제어하는 데 사용되는 경우 I/O 포트와 노이즈 소스 사이에 분리를 추가해야 합니다 (정형 필터 회로 추가).모터와 같은 노이즈 장치를 제어하려면 I/O 포트와 노이즈 소스 사이에 격리를 추가합니다 (정형 필터 회로 추가).

(3) 결정 발진기의 연결에 주의한다.트랜지스터 발진기는 가능한 한 마이크로컨트롤러의 핀에 가깝고, 시계 영역은 지선으로 격리되며, 트랜지스터 발진기 케이스는 접지하여 고정된다.이 조치는 많은 난제를 해결할 수 있다.

(4) 강약 신호, 디지털 및 아날로그 신호와 같은 회로 기판을 합리적으로 구분합니다.가능한 한 간섭원 (예: 모터, 릴레이) 을 민감한 부품 (예: 마이크로컨트롤러) 에서 멀리 떨어뜨려라.

(5) 용지선은 디지털 영역과 아날로그 영역을 분리하고, 디지털 접지와 아날로그 접지를 분리하며, 마지막으로 한 점에서 전원 접지에 연결한다.A/D와 D/A 칩의 배선도 이 원리에 기초하여 제조업체는 A/D와 D/A 칩의 핀 배열을 분배할 때 이 요구를 고려하였다.

(6) 단편기와 고출력 부품의 지선은 각각 접지하여 상호 간섭을 줄여야 한다.고출력 장치를 가능한 한 회로 기판의 가장자리에 놓아라.

(7) MCU I/O 포트, 전원 코드, 보드 연결 코드 등 핵심 위치에 마그네틱 구슬, 자기 고리, 전원 필터, 차폐 등 방해 방지 소자를 사용하면 회로의 방해 방지 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

3 민감 부품의 간섭 방지 성능 향상 민감 부품의 간섭 방지 성능 향상은 민감 부품의 측면 간섭 소음의 픽업을 최소화하고 가능한 한 빨리 이상 상태에서 회복하는 방법을 말한다.민감한 부품의 간섭 방지 성능을 향상시키는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 경로설정 시 루프 면적을 최소화하여 감지 소음을 줄입니다.

(2) 케이블을 연결할 때 전원 코드와 지선은 가능한 두꺼워야 합니다.전압을 낮추는 것 외에 더 중요한 것은 결합 소음을 낮추는 것이다.

(3) 단일 시스템의 유휴 I/O 포트에 대해 부동하거나 접지하거나 전원을 연결하지 마십시오.시스템 논리를 변경하지 않고 다른 IC의 유휴 단자 접지 또는 전원에 연결합니다.

(4) IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 등 단편기 전원 모니터링과 문지기 회로를 사용하여 전체 회로의 교란 방지 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

(5) 속도가 요구를 만족시키는 전제하에 단편기의 결정발진기를 될수록 줄이고 저속디지털회로를 선택한다.

(6) IC 부품은 가능한 한 회로 기판에 직접 용접해야하며 IC 콘센트는 적게 사용해야합니다.

PCB 소프트웨어:

1. 사용하지 않는 모든 코드 공간을 "0" 으로 지우는 데 익숙합니다. 이것은 NOP에 해당하기 때문에 프로그램이 실행될 때 반환할 수 있습니다.

2. 점프 명령 전에 1과 동일한 목적으로 NOP를 추가합니다.3.하드웨어 문지기가 없을 때, 소프트웨어로 문지기를 시뮬레이션하여 프로그램의 운행을 감시할 수 있다;

4. 외부 장치의 매개 변수의 조정이나 설정을 처리할 때 외부 장치가 방해로 인해 오류가 발생하는 것을 방지하기 위해 정기적으로 매개 변수를 다시 발송하여 외부 장치가 가능한 한 빨리 정확한 위치로 회복되도록 할 수 있다.

5.통신 방해 방지, 데이터 검사 비트 증가, 2 선택 3 또는 3 선택 5 정책을 채택 할 수 있습니다.6. I^2C, 3선제 등 통신 회선이 있을 때, 실천 중에 우리는 데이터 회선, CLK 회선, INH 회선이 일반적으로 높게 설정되어 있고, 그 방해 방지 효과는 낮게 설정된 것보다 우수하다는 것을 발견했다.

하드웨어 측면:

1. 접지선과 전원 코드는 반드시 중요합니다!

2.회선 분리;

3. 디지털 지면과 모델 지면의 분리;

4. 각 디지털 부품은 접지와 전원 공급 장치 사이에 104개의 콘덴서가 필요합니다.

5.계전기의 응용 중, 특히 고전류 하에서 계전기 접점이 회로에 불꽃을 일으키는 방해를 방지하기 위해 계전기 코일 사이에 104와 다이오드를 조합할 수 있고, 접점과 상시 시작 사이에 472개의 콘덴서를 간접적으로 연결할 수 있다.효과가 좋다!

6.I/O 포트의 직렬 교란을 방지하기 위하여 다이오드 격리, 그리드 회로 격리, 광 결합 격리, 전자기 격리 등의 방식으로 I/O 포트를 격리할 수 있다;

7.물론 다층판의 교란저항성은 단판보다 좋을것이지만 원가는 몇배 높다.