Í PCB hönnun hefur rafsegulsamhæfi (EMC) og tengd rafsegultruflun (EMI) jafnan verið tveir helstu höfuðverkir fyrir verkfræðinga, sérstaklega í hönnun hringrásarborða í dag og íhlutapakkar halda áfram að minnka, OEMs þurfa meiri hraða kerfi.Í þessari grein mun ég deila hvernig á að forðast rafsegulvandamál í PCB hönnun.
1. Krosstal og röðun er í brennidepli
Jöfnun er sérstaklega mikilvæg til að tryggja rétt flæði straums.Ef straumurinn kemur frá oscillator eða öðru sambærilegu tæki er sérstaklega mikilvægt að halda straumnum aðskildum frá jarðlaginu eða að straumurinn gangi ekki samhliða annarri röðun.Tvö háhraðamerki samhliða geta framleitt EMC og EMI, sérstaklega krosstalningu.Mikilvægt er að halda viðnámsleiðum eins stuttum og hægt er og afturstraumsleiðum eins stuttum og hægt er.Lengd til baka ætti að vera sú sama og lengd sendingarleiðarinnar.
Fyrir EMI er önnur leiðin kölluð „brotaleiðin“ og hin „fórnarlambsleiðin“.Inductive og rafrýmd tenging hefur áhrif á „fórnarlambsleiðina“ vegna nærveru rafsegulsviða og myndar þannig fram- og afturstrauma á „fórnarlambsleiðinni“.Þannig myndast gára í stöðugu umhverfi þar sem sendingar- og móttökulengd merkisins er nánast jöfn.
Í góðu jafnvægi með stöðugri uppröðun ættu framkallaðir straumar að hætta hver öðrum og þannig útrýma þverræðu.Hins vegar erum við í ófullkomnum heimi þar sem slíkt gerist ekki.Þess vegna er markmið okkar að þverræðni verði að vera í lágmarki fyrir allar línur.Hægt er að lágmarka áhrif þverræðna ef breiddin milli samsíða lína er tvöföld breidd línanna.Til dæmis, ef línubreiddin er 5 mils, ætti lágmarksfjarlægð milli tveggja samsíða lína að vera 10 mils eða meira.
Þar sem ný efni og íhlutir halda áfram að birtast verða PCB hönnuðir einnig að halda áfram að takast á við EMC og truflanir.
2. Aftengja þétta
Aftenging þétta draga úr óæskilegum áhrifum þverræðna.Þeir ættu að vera staðsettir á milli afl- og jarðpinna tækisins, sem tryggir lága AC viðnám og dregur úr hávaða og þverræðu.Til að ná lágri viðnám á breitt tíðnisvið ætti að nota marga aftengingarþétta.
Mikilvæg meginregla við að setja aftengingarþétta er að þéttirinn með lægsta rýmdgildið er settur eins nálægt tækinu og hægt er til að draga úr inductive áhrifum á röðunina.Þessi tiltekna þétti ætti að vera staðsettur eins nálægt aflgjafapinnum tækisins eða rásrás aflgjafans og hægt er og púðar þéttisins ættu að vera tengdir beint við gegnumrásina eða jarðhæð.Ef jöfnunin er löng, notaðu margar gegnumrásir til að lágmarka jarðvegsviðnám.
3. Jarðtengingu PCB
Mikilvæg leið til að draga úr EMI er að hanna PCB jarðtengingarlagið.Fyrsta skrefið er að gera jarðtengingarsvæðið eins stórt og hægt er innan heildarflatarmáls PCB borðsins þannig að hægt sé að draga úr losun, þverræðu og hávaða.Gæta þarf sérstakrar varúðar þegar hver íhlutur er tengdur við jarðpunkt eða jarðlag, án þess er ekki hægt að nýta hlutleysandi áhrif áreiðanlegs jarðlags að fullu.
Sérstaklega flókin PCB hönnun hefur nokkrar stöðugar spennur.Helst hefur hver viðmiðunarspenna sitt eigið samsvarandi jarðlag.Hins vegar myndi of mörg jarðtengingarlög auka framleiðslukostnað PCB og gera það of dýrt.Málamiðlun er að nota jarðtengingarlög á þremur til fimm mismunandi stöðum, sem hvert um sig getur innihaldið nokkra jarðtengingarhluta.Þetta stjórnar ekki aðeins framleiðslukostnaði borðsins heldur dregur það einnig úr EMI og EMC.
Lítið viðnám jarðtengingarkerfi er mikilvægt ef lágmarka á EMC.Í fjöllaga PCB er æskilegt að hafa áreiðanlegt jarðlag frekar en koparjafnvægisblokk (koparþjófnað) eða dreifðu jarðlagi þar sem það hefur lága viðnám, gefur straumleið og er besta uppspretta öfugmerkja.
Tíminn sem merkið tekur að fara aftur til jarðar skiptir líka miklu máli.Tíminn sem það tekur fyrir merkið að ferðast til og frá upptökum verður að vera sambærilegur, annars mun loftnetslíkt fyrirbæri eiga sér stað sem gerir geislaðri orku kleift að verða hluti af EMI.Að sama skapi ætti aðlögun straumsins að/frá merkjagjafanum að vera eins stutt og hægt er, ef uppspretta og afturleiðir eru ekki jafn langar, mun jörð hopp eiga sér stað og þetta mun einnig mynda EMI.
4. Forðastu 90° horn
Til að draga úr EMI ætti að forðast samstillingu, gegnumrásir og aðra hluti til að mynda 90° horn, vegna þess að rétt horn myndar geislun.Til að forðast 90 ° horn ætti jöfnunin að vera að minnsta kosti tvær 45 ° hornlagnir við hornið.
5. Notkun yfirhola þarf að vera varkár
Í næstum öllum PCB skipulagi verður að nota gegnums til að veita leiðandi tengingu milli mismunandi laga.Í sumum tilfellum framleiða þeir einnig endurkast þar sem einkennandi viðnám breytist þegar gegnumrásirnar eru búnar til í röðuninni.
Það er líka mikilvægt að muna að gegnumsveiflur auka lengd jöfnunar og þarf að passa saman.Ef um er að ræða mismunadrifsstillingar skal forðast brautir þar sem hægt er.Ef ekki er hægt að komast hjá þessu ætti að nota brautir í báðum röðunum til að bæta fyrir tafir á merkja- og afturleiðum.
6. Kaplar og líkamleg vörn
Kaplar sem bera stafrænar hringrásir og hliðræna strauma geta myndað sníkjurýmd og inductance, sem veldur mörgum EMC-tengdum vandamálum.Ef notaðir eru snúnir par kaplar er lágt samband viðhaldið og segulsviðin sem myndast eru eytt.Fyrir hátíðnimerki verður að nota hlífðar snúrur, bæði að framan og aftan, jarðtengdar, til að koma í veg fyrir EMI-truflun.
Líkamleg vörn er umbúðir alls eða hluta kerfisins í málmpakka til að koma í veg fyrir að EMI komist inn í PCB rafrásina.Þessi hlífðarvörn virkar eins og lokaður, jarðleiðandi þétti, dregur úr stærð loftnetslykkjunnar og gleypir EMI.
Pósttími: 23. nóvember 2022