מבוא לנקודות ידע של מיגון אלקטרומגנטי EMI

כמהנדס אלקטרוני, רעש וקרינה נמצאים בכל מקום, וכמעצב אלקטרוני, יש צורך בידע על מיגון אלקטרומגנטי של EMI, והידע והפתרונות הללו ישמשו באופן נרחב לשיפור ציוד מהפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות.

המשוואות של מקסוול מראות שבכל פעם שזרם זורם דרך מוליך, נוצר שדה מגנטי, והשדה המגנטי הזה יוצר שדה חשמלי. תכונות הקרינה של שדות חשמליים ומגנטיים נקראות פליטות קרינה. פליטות מוקרנות אלו יגרמו לבעיות במעגל או בכל המעגל המודפס (PCB). במעגל אידיאלי, האות הנפלט מהמעגל עצמו כולל רק זרם ומתח, אבל בעולם האמיתי, רעש הוא בעיה בלתי נמנעת. זה קורה כאשר יש הפרעה כלשהי לאות המעגל. בשל אופי האותות האלקטרומגנטיים, לא ניתן להימנע מנוכחות רעש, אך ניתן להפחית במידה ניכרת את השפעותיו. יש לציין שמכשיר לא יושפע ממכשירים אחרים במהלך הפעולה, כשם שמכשיר לא יושפע ממכשירים אחרים, רגישות אלקטרומגנטית היא היכולת של מערכת מעגלים להישאר פונקציונלית בעת הפרעה. רגישות זו תהיה תלויה ברמת הרעש המיושמת, וליישומים שונים, כגון רכב, רפואי, צבאי וכו', יש דרגות שונות של רגישות מגנטית. כל מעגל, מכשיר או מערכת חייבים להיות מתוכננים כראוי כדי למזער את רמות הקרינה כך שיהיו רגישים רק לרמות גבוהות של שדות אלקטרומגנטיים.

אישור EMC

הסמכת תאימות אלקטרומגנטית (EMC) היא שלב חובה לכל מוצר לצאת לשוק, וכל מוצר חייב לעבור בדיקת EMC כדי לוודא שהוא מותקן מבלי להשפיע על כל ציוד אחר (למשל בדיקות קרינה) ואפילו אם קיימות מערכות אחרות בסביבת (למשל, בדיקת רגישות).

בדרך כלל, אלקטרוניקה שוכנת במארזים, ומארזי מתכת מצוינים בהגבלת מיגון אלקטרומגנטי, אך לא מושלמים יחסית. חורים או חריצים מופיעים בצומת שבין ה-PCB לבין הדיור, ושדות אלקטרומגנטיים יכולים לעבור דרכם. בקיצור, מיגון EMI מיועד לכסות את החורים או החריצים הללו. בנוסף, קיימת בעיה נפוצה בעיצובי מוצרים רבים: אישור EMC נחשב רק בשלב האחרון של מחזור התכנון, ובמקרה זה התכנון הכולל מוקפא בשלב זה, ולמהנדסי EMC אין מקום לשנות את עיצוב המוצר . פתרון בעיות הקשורות לאלקטרומגנטיות. לכן, סט שלם של כלים ואקולוגיה, ללא צורך לשנות את ה-PCB שוב, ממלא תפקיד מכריע במיגון EMI. מזעור וביצועים גבוהים תמיד היו מגמה עולמית בפיתוח מוצרים אלקטרוניים, ול-PCB זמני עלייה קצרים יותר ויותר ומעגלים דיגיטליים מהירים ומהירים יותר. ככל שזמן העלייה קצר יותר, כך רוחב הפס גדול יותר, ובמקביל אורך הגל קטן יותר. בעיות מסוימות מתעוררות כאשר אורכי הגל במעגל דומים לממדים הפיזיים של ה-PCB. אם אורכי הגל האלה קטנים מספיק, הם עלולים להגיע החוצה ולגרום להפרעה לציוד אחר. פתחים אלו ניתנים לסגירה באמצעות מיגון EMI (כלומר, עם חומרים מגנטיים המסייעים בכיסוי החורים הקטנים הללו ומשפרים את אפקט כלוב פאראדיי של המתחם המכני).

חשב את יעילות מיגון EMI ועומק העור

אינספור מגני EMI מגיעים בחומרים ובצורות שונות, אך באופן כללי המטרה הסופית היא להגביל שדות אלקטרומגנטיים. אלמנט המיגון משמש כמחסום מפני קרינה אלקטרומגנטית, למעשה, לתהליך של שיטת מיגון זו יש הנחתה עצומה, שתהיה תלויה בגל האלקטרומגנטי ובחומר של אלמנט המיגון. כאשר גלים פוגעים בחומר המגן, שני גלים חדשים נוצרים, משתקפים ומשודרים. לכן, האנרגיה של הגל המתרחש תפוצל לשני גלים אלו. הרכיב המועבר הוא המרכיב הרלוונטי המרכזי, והגל יעבור דרך חומר המיגון כלפי חוץ. יעילות המגן תקבע את יכולתו להחליש רכיב זה. עומק העור הוא המרחק שגל יכול לעבור לפני שהמשרעת שלו יורדת ל-1/e, פרמטר שתלוי בגורמים של חדירות חומרים, תדירות והתנגדות, וניתן להעריך אותו על ידי הביטוי הבא:

הערה: σ מייצג מוליכות, μ מייצג חדירות, F מייצג תדר

מטרת השימוש בחומר מיגון היא למזער את משרעת הגל לאחר שהוא חלף. לכן, חשוב ביותר לבחור את סוג החומר המתאים ואת עוביו t כדי להבטיח שכל תדרי המערכת מוחלשים. מידת הביצועים של חומר המיגון במשימה זו תלויה ביעילות המיגון (SE) כדלקמן:

הערה: האיבר הראשון מייצג אובדן השתקפות, והאיבר השני מייצג אובדן קליטה.

סוגי מיגון EMI סוג מיגון EMI יהיה תלוי במידה רבה בסוג המוצר, הדרישות האלקטרומגנטיות ותנאי הסביבה. מגיני EMI הנפוצים ביותר הם כדלקמן: - אטמי EMI - סרטי מיגון EMI - קליפס מתכת - ארונות ממוגנים אטמי EMI אטמי EMI משמשים לכיסוי חורים מיקרו לא סדירים אך קיימים בין שני משטחים מכניים. שפר את חיבור הארקה. יש להם חלקים דביקים ופרופילים רבים כך שהם יכולים להשתלב בקלות בסוגים שונים של מפרקים מכניים.

EMI Shielding Tape EMC Tape הוא הבחירה הראשונה כאשר אתה רוצה לוודא שכל המיקרווויות מכוסות, אבל אין לך הרבה מקום אנכי לאפשרויות כמו אטמי EMI. לקלטות אלו יש חומר מוליך מאוד (כגון ניקל או נחושת) בחלק העליון ודבק בצד השני.

תפסי מתכת כל מכשיר צריך חוט הארקה קצר, רחב וישר, ואם החיבור הזה לא נעשה בצורה טובה, יווצרו מונופולים לא רצויים שייצרו שדות אלקטרומגנטיים מוקרנים. קליפס מתכת משפרים חיבור זה ומחזקים את החיבור המכני. ארונות ממוגנים עבור מקורות הפרעות כגון CPUs, ICs אחסון ורמות תדר רדיו (RF), זוהי בחירה מצוינת להשתמש בארונות מיגון עבור מיגון בודד על שכבת ה-PCB.

מסקנה כל המעגלים פולטים קרינה אלקטרומגנטית ומוקרנים בקלות על ידי מעגלים אחרים. השגת האישורים הדרושים כדי להביא את המוצר שלך לשוק יכול להיות תהליך בדיקה כואב. צורות וסוגים שונים של מיגון EMI הם בסיסיים לפתרון בעיות EMI.