PCB 뉴스 - 전자기 간섭에는 몇 가지 일반적인 유형이 있다

(1) 무선 주파수 전자기 간섭.기존의 무선 송신기의 급증으로 인해 무선 주파수 간섭은 전자 시스템에 큰 위협이 되었다.셀룰러 전화, 휴대용 라디오, 무선 제어 장치, 호출기 및 기타 유사한 장치는 현재 매우 흔합니다.유해한 간섭을 발생시키는데 대량의 발전량이 필요하지 않다.일반적인 장애는 1-10V/m rf 필드 강도의 범위에서 발생합니다.유럽, 북아메리카 및 많은 아시아 국가에서는 무선 간섭으로 인해 다른 장치가 손상되지 않도록 하는 것이 모든 제품에 대한 법적 의무가 되었습니다.

(2) 정전기 방전(ESD).현대 칩 기술은 매우 작은 기하학적 크기(0.18um)에서 소자가 매우 밀집할 정도로 크게 진보했다. 이 고속, 수백만 트랜지스터의 마이크로프로세서들은 매우 민감해 외부 정전기 방전에 쉽게 손상된다.방전은 직접적으로 일으킬 수도 있고 방사능으로 일으킬 수도 있다.직접 접촉하여 방전하면 일반적으로 설비에 영구적인 손상을 초래할 수 있다.방사능으로 인한 정전기 방전은 설비의 문란과 이상 조작을 초래할 수 있다.

(3) 전원 공급 장치 간섭.점점 더 많은 전자 설비가 전력 간선에 연결됨에 따라 시스템이 방해를 받을 수 있다.이러한 교란에는 전력선 교란, 전기 급속 순변, 서지, 전압 변화, 천둥 번개 순변, 전력선 고조파가 포함된다.고주파 스위치 전원 공급 장치의 경우 이러한 간섭이 심각합니다.

(4) 자기 호환성.시스템의 디지털 부분이나 회로는 아날로그 장치를 방해하여 도선 사이의 교란을 초래할 수도 있고, 전기 기계는 디지털 회로의 교란을 초래할 수도 있다.

또한 낮은 주파수에서 잘 작동하는 전자 제품은 낮은 주파수에서 작동하지 않는 높은 주파수에서 약간의 문제를 겪을 수 있습니다.예를 들어 반사, 줄 감기, 지면 투사, 고주파 소음 등이다.

EMC 규격에 맞지 않는 전자 제품은 적합하지 않은 전자 설계입니다.시장의 기능 요구 사항을 충족하는 것 외에도 EMI의 영향을 방지하거나 제거하기 위해 적절한 설계 기술을 사용해야 합니다.

PCB 설계에 대한 EMC 고려 사항

인쇄회로기판 설계의 EMI 문제를 해결하는 두 가지 방법은 EMI 영향을 억제하는 것과 EMI 영향을 차단하는 것이다.이 두 가지 방법은 많은 다른 표현 형식이 있다.특히 차단 시스템은 EMI가 전자제품에 영향을 미칠 가능성을 최소화했다.

무선주파수(RF) 에너지는 디지털 소자의 부산물인 인쇄회로기판(PCB) 내 스위치 전류에서 발생한다.배전 시스템의 각 논리적 상태 변화는 순간적인 서지를 발생시킵니다.대부분의 경우 이러한 논리적 상태 변화는 기능 효과를 일으키기에 충분한 접지 소음 전압을 생성하지 않습니다.그러나 한 구성 요소의 가장자리 속도 (상승 시간 및 하강 시간) 가 매우 빨라지면 다른 전자 구성 요소의 정상적인 작동에 영향을 줄 수있는 충분한 rf 에너지가 생성됩니다.

1. PCB 전자기 간섭의 원인

잘못된 관행은 일반적으로 PCB에서 규격에 맞지 않는 EMI를 발생시킵니다.고주파 신호의 특징과 결합하여 PCB 레벨과 관련된 EMI는 주로 다음과 같은 몇 가지 측면을 포함합니다.

(1) 포장 조치의 사용이 부적절하다.예를 들어, 금속으로 싸야하는 장치는 플라스틱으로 싸여있습니다.

(2) PCB는 설계가 좋지 않고 완제품의 질이 높지 않으며 케이블과 이음매의 접지가 좋지 않다.

(3) PCB 레이아웃이 부적절하거나 심지어 잘못되었습니다.

잘못된 클럭 및 주기 신호 연결 설정을 포함합니다.PCB 계층화, 신호 경로설정 계층이 잘못 설정되었습니다.고주파 무선 주파수 에너지 분포 소자 선택이 부적절하다;공통 및 차형 필터는 충분하지 않은 것으로 간주됩니다.지상 회로는 무선 주파수와 지상 폭탄을 초래한다;바이패스와 디커플링 부족 등.

시스템급 EMI 억제를 실현하기 위해서는 일반적으로 차폐, 충전, 접지, 필터, 디커플링, 적절한 배선, 회로 임피던스 제어 등 적절한 방법이 필요하다.

2. 전자기 호환 차폐 설계

오늘날 전자 업계는 SE/EMC (차폐 효능) 에 대한 수요에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며, 점점 더 많은 전자 부품을 사용함에 따라 전자기 호환성이 점점 더 중요해지고 있다.전자기 차단은 한 영역에서 다른 영역으로의 전자기 간섭을 감지와 방사선을 통해 제어하는 방법이다.그것은 일반적으로 두 가지를 포함한다: 하나는 정전기 차폐이며, 주로 정전기와 고정 자기장의 영향을 방지하는 데 사용된다;다른 하나는 전자기 차폐로, 주로 교차 전장, 교차 자기장, 교차 전자장의 영향을 방지하는 데 쓰인다.

EMI 차폐는 EMC 사양에 맞게 제품을 단순하고 효율적으로 만들 수 있습니다.주파수가 10MHz보다 낮을 때 전자파는 대부분 전도형태이고 주파수가 비교적 높은 전자파는 대부분 복사형태이다.EMI 차폐는 단일 고체 차폐 소재, 다중 고체 차폐 소재와 이중 차폐 또는 이중 이상 차폐 등 신소재로 설계됐다.저주파 전자기 간섭에는 비교적 두꺼운 차폐층을 사용해야 하는데, 가장 적합한 것은 니켈 구리 합금과 같은 높은 자기전도성 재료나 자성 재료를 사용하여 가장 큰 전자기 흡수 손실을 얻을 수 있고, 고주파 전자파에는 금속 차폐 재료를 사용할 수 있다.

실제 EMI 차폐에서 전자기 차폐의 유효성은 섀시의 물리적 구조, 즉 전도성의 연속성에 크게 달려 있다.섀시의 커넥터와 개구는 전자파의 누출원입니다.또한 케이스를 통과하는 케이블은 차단 효과가 떨어지는 주요 원인입니다.섀시의 개구부의 전자기 누출은 개구부의 모양, 방사선의 특성 및 방사선으로부터 개구부까지의 거리와 관련이 있습니다.개구 크기와 방사선에서 개구까지의 거리를 적절히 설계하여 차폐 효율을 높일 수 있다.전자기 밀봉 패드는 일반적으로 섀시의 균열 중의 전자기 누출 문제를 해결하는 데 쓰인다.전자기 밀봉 패드는 간극의 전도 연속성을 유지할 수 있는 전도성 탄성 재료이다.흔히 볼 수 있는 전자기 밀봉 패드는 전도성 고무 (고무에 전도성 입자를 섞어 복합재료가 고무의 탄성과 금속의 전도성을 가지도록 함) 이다.이중 전도성 고무 (고무의 모든 부분에 전도성 입자가 섞여 있지 않으며, 가장 큰 장점은 고무의 유연성을 유지하고 전도성을 보장하는 것), 금속 그리드 그룹 (고무 코어 금속 그리드 포함), 나선관 안감 (스테인리스 스틸, 베릴륨 구리 또는 베릴륨 도금 구리 롤러 나선관) 등. 또한,통풍속도에 대한 요구가 비교적 높을 때 통풍은 반드시 파도판을 채용해야 한다. 파도판은 하나의 높은 필터에 해당하며 일정한 주파수의 전자파를 통해 감쇠된다. 그러나 이 주파수보다 작은 전자파 감쇠에 대해서는 많은 합리적인 응용이 있다. 파도의 이 특징을 통해 EMI 교란을 잘 차단할 수 있다.

3. 전자기 호환성을 갖춘 합리적인 PCB 설계

시스템 설계의 복잡성과 집적도가 대규모로 향상됨에 따라 전자 시스템 설계자는 100MHZ 이상의 회로 설계에 종사하고 있으며, 버스의 작업 주파수는 이미 50MHZ에 도달했거나 초과하였고, 일부는 심지어 100MHZ를 초과하였다.시스템이 50MHz에서 작동하면 전송선 효과와 신호 무결성 문제가 발생합니다.시스템 시계가 120MHz에 도달하면 고속 회로 설계 지식을 사용하지 않는 한 기존 방법론에 기반한 PCB 설계가 작동하지 않습니다.그러므로 고속회로설계기술은 이미 전자시스템설계자가 반드시 취해야 할 설계수단으로 되였다.고속 회로 설계자의 설계 기술을 사용해야만 설계 과정을 제어할 수 있다.

일반적으로 디지털 논리 회로의 주파수가 45MHZ~50MHZ에 도달하거나 초과하고 그 주파수 이상에서 작동하는 회로가 이미 전체 전자 시스템의 일정 수 (예: 1/3) 를 차지한다면 고속 회로라고 한다.사실 신호 가장자리의 고조파 주파수는 신호 자체의 고조파 주파수보다 높다.바로 상승연과 하강연 (또는 신호의 도약) 이 신호 전송의 의외의 결과를 초래했다.EMC의 고주파 PCB 설계를 준수하기 위해 일반적으로 바이패스 및 디커플링, 접지 제어, 전송선 제어 및 연결 단자 일치 등의 기술을 사용합니다.