정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
전통적으로 EMC 는 "흑마법" 으로 간주되어 왔습니다.사실 EMC 는 수학 공식을 통해 이해할 수 있습니다.그러나 이러한 수학 방정식은 사용 가능한 수학 분석 방법이 있더라도 실제 EMC 회로 설계에는 여전히 너무 복잡합니다.다행히도 대부분의 실제 작업에서 엔지니어는 EMC 사양에 존재하는 복잡한 수학 공식과 이론적 기초를 완전히 이해할 필요가 없습니다.간단한 수학 모델을 사용하면 EMC 요구 사항을 충족하는 방법을 이해할 수 있습니다.
이 문서에서는 인쇄 회로 기판의 소스 없는 컴포넌트의 숨겨진 행동과 특성을 간단한 수학 공식과 전자기 이론으로 설명합니다.엔지니어가 EMC 표준을 준수하기 위해 전자 제품을 설계해야 합니다.반드시 기본 지식을 갖추어야 한다.
도선 및 PCB 흔적선
전선, 흔적선, 고정 프레임 등 볼품없어 보이는 부품은 종종 무선 주파수 에너지의 가장 좋은 송신기 (즉, EMI의 원천) 가 된다.각 소자에는 실리콘 조각의 접합선과 저항기, 콘덴서, 센서의 핀을 포함한 전기 감각이 있습니다.모든 도선이나 흔적선은 숨겨진 기생용량과 감각을 포함한다.이러한 기생 컴포넌트는 컨덕터의 임피던스에 영향을 주고 주파수에 매우 민감합니다.LC(자공명 주파수 결정)의 값과 PCB 자국선의 길이에 따라 소자와 PCB 자국선에서 자공명(자가공명)을 발생시켜 효율적인 방사선 안테나를 형성할 수 있다.
낮은 주파수에서 도선은 일반적으로 저항 특성만 가지고 있다.그러나 고주파에서 도선은 전기 감각의 특성을 가지고 있다.고주파로 변하기 때문에 임피던스가 변경되고 컨덕터나 PCB 트랙과 접지 사이의 EMC 설계가 변경됩니다.이 경우 접지 평면과 접지망을 사용해야 합니다.
도선과 PCB 흔적선 사이의 주요 차이점은 도선이 원형이고 흔적선이 직사각형이라는 것이다.도선 또는 흔적선의 임피던스에는 저항 R 및 임피던스 XL = 2ÍfL이 포함됩니다.이 임피던스는 고주파에서 Z=R+j XL j2ÍfL로 정의되며 임피던스 Xc=1/2ࠂfC는 존재하지 않습니다.주파수가 100kHz 이상이면 저항보다 큰 감응을 가집니다.이때 도선이나 흔적선은 더 이상 저저항 연결 도선이 아니라 전감이다.일반적으로 오디오 주파수 이상에서 작동하는 전선이나 흔적선은 전기 감각으로 간주되어야하며 더 이상 저항으로 간주되어서는 안되며 무선 주파수 안테나가 될 수 있습니다.
대부분의 안테나 길이는 주파수의 1/4 또는 1/2 파장과 같습니다.따라서 EMC 사양에서는 갑자기 고성능 안테나로 변하기 때문에 컨덕터나 트레일러가 특정 주파수의 섬 / 20 이하에서는 작동하지 않습니다.전기 감각과 용량은 회로의 공명을 일으킬 수 있는데, 이런 현상은 그것들의 규격에 기록되지 않을 것이다.
예를 들어, R=57m, 8nH/cm의 10cm의 흔적선이 있다고 가정하면 총 감전값은 80nH입니다.100kHz에서 50m의 전기 감각을 얻을 수 있다.주파수가 100kHz를 초과하면 이 흔적선은 전감으로 변하며 그 저항값은 홀시할수 있다.따라서 주파수가 150MHz를 초과하면 이 10cm 흔적선은 효과적인 방사선 안테나를 형성한다.150MHz일 때 파장이 2m이기 때문에 10cm = 흔적선 길이입니다.주파수가 150MHz보다 크면 파장 Isla가 더 작아지고 1/4 Isla 또는 1/2 Isla 값이 흔적선의 길이 (10cm) 에 가까워지기 때문에 점차 완벽한 안테나를 형성합니다.
반대
저항기는 PCB에서 가장 일반적인 부품입니다.저항기의 재료 (탄소 합성, 탄소 필름, 암모, 권선 유형 등) 는 주파수 응답의 영향과 EMC의 영향을 제한합니다.와이어 감쇠 저항기는 고주파 응용에 적합하지 않다. 왜냐하면 도선 중의 전기 감각이 너무 크기 때문이다.비록 탄소막저항기는 전기감각을 함유하고있지만 때로는 고주파응용에 적용되기도 한다. 왜냐하면 발을 끌어당기는 전기감각이 크지 않기때문이다.
사람들이 자주 무시하는 것은 저항기의 포장 크기와 기생 용량이다.기생용량은 저항기의 두 단자 사이에 존재한다.특히 주파수가 기가헤르츠에 도달하면 매우 높은 주파수에서 정상적인 회로 특성을 손상시킬 수 있습니다.그러나 대부분의 응용 회로에 있어서 저항기 핀 사이의 기생 용량은 핀 감지보다 더 중요하지 않다.
저항이 전압 응력 (과전압 응력) 시험을 한 적이 있을 때, 반드시 저항의 변화에 주의해야 한다.저항기에 정전기 방전(ESD) 현상이 나타나면 흥미로운 일이 벌어진다.저항기가 표면 장착 부품이면 아크에 의해 저항기가 관통될 가능성이 큽니다. 저항기에 핀이 있으면 ESD는 저항기의 높은 저항 (및 높은 감응) 경로를 찾아 저항기가 보호하는 회로에 들어가지 않습니다.사실 진정한 보호기는 이 저항기의 숨겨진 전감과 용량의 특성이다.
커패시터
콘덴서는 일반적으로 전원 버스에 사용되며 디커플링, 바이패스 및 고정된 직류 전압 및 전류 (대용량) 기능을 제공합니다.진정한 순수한 콘덴서는 자체 공명 주파수에 도달할 때까지 콘덴서 값을 유지합니다.이 자체 공명 주파수를 초과하면 커패시터의 특성은 전기 감각처럼 변할 것이다.이것은 공식으로 설명할 수 있습니다: Xc=1/2ÍfC, Xc는 내성 (섬) 입니다.예를 들어, 10kHz에서 1.6 ° 의 내성을 가진 10 ° f의 전해 콘덴서;100MHz에서 160 섬으로 떨어졌습니다.따라서 100MHz에서 단락 효과가 발생하는 것이 EMC 에 이상적입니다.그러나 커패시터의 전기 매개변수: 동등한 직렬 감지(ESL) 및 동등한 직렬 저항(ESR)은 1MHz 미만의 주파수에서만 작동하도록 커패시터가 제한됩니다.
콘덴서의 사용도 발 유도 감각과 부피 구조와 관련이 있다.이러한 요소들은 기생 전감의 수량과 크기를 결정한다.콘덴서의 용접사 사이에는 기생 전감이 존재한다.콘덴서가 자체 공명 주파수를 초과하면 콘덴서를 전기 감각처럼 표현합니다.그래서 콘덴서는 본래의 기능을 잃었다.
전기 감지
센서는 PCB에서 EMI를 제어하는 데 사용됩니다.센서에 대해 말하자면, 그 감지 저항은 주파수와 정비례한다.이것은 공식으로 해석할 수 있다: XL=2ÍfL, XL은 전감 저항(단위)이다.예를 들어, 이상적인 10mH 센서는 10kHz에서 628로 감지됩니다.100MHz에서 6.2M 섬으로 증가합니다.따라서 100MHz에서 이 감지는 회로로 간주될 수 있습니다.100MHz에서 신호가 이 감지를 통과하면 신호의 질량이 감소합니다 (시역에서 관찰됨).콘덴서와 마찬가지로 이 센서의 전기 매개변수 (코일 사이의 기생 콘덴서) 는 이 센서가 1MHz 미만의 주파수에서만 작동하도록 제한한다.
문제는 고주파에서 감지를 사용할 수 없다면 무엇을 사용해야 하는가?정답은'페로브스카이트'를 사용해야 한다는 것이다.철분 재료는 높은 자기전도율(자전도율)을 가진 철 마그네슘 또는 철 니켈 합금으로, 고주파와 고임피던스 하에서 센서 중 코일 사이의 커패시터 값이 가장 작다.쇳가루 구슬은 일반적으로 고주파 회로에만 적용됩니다. 왜냐하면 저주파에서는 기본적으로 저항 및 저항 컴포넌트를 포함한 감지의 완전한 특성을 유지하기 때문에 선로에 약간의 손실을 초래할 수 있습니다.고주파에서는 기본적으로 하나의 저항 분량 (jÍL) 만 있으며 저항 분량은 그림 1과 같이 주파수가 높아짐에 따라 증가합니다.사실 철분주는 무선주파수에네르기의 고주파감쇠기이다.
사실 쇠가루구슬은 병렬된 저항기와 감지기로 간주될수 있다.저주파 시 저항기는 센서에 의해"단락"되어 전류가 센서로 흐른다;고주파 하에서, 센서의 높은 전감은 전류를 저항기로 흐르게 한다.
본질적으로 볼 때 철분주는 고주파에네르기를 열량으로 전환시키는"소모장치"이다.그러므로 성능으로 말하면 전기저항으로 해석할수 있을뿐 전기감각이 아니다.
그림: 철분 재료의 특성
변압기
변압기는 일반적으로 전원에 존재한다.또한 데이터 신호, I/O 연결 및 전원 커넥터를 격리하는 데도 사용됩니다.변압기의 유형과 응용에 따라 초급 코일과 차급 코일 사이에 차폐가 있을 수 있다.두 코일 간의 커패시터 결합을 방지하기 위해 접지에 연결된 참조 소스를 차단합니다.
