EMI-Abschirmtechniken, die Sie in Ihrer PCB-Designsoftware verwenden können

Elektromagnetische Interferenzen (EMI) sind ein derartiges Problem, dass Regierungen weltweit Grenzwerte für die Menge an EMI festgelegt haben, die ein elektronisches Gerät erzeugen oder empfangen darf. Ihr elektronisches Gerät muss so konzipiert sein, dass unbeabsichtigte Strahlung verhindert und geleitete Störungen bis zu einem sehr hohen Frequenzwert unterdrückt werden. Dies ist keine einfache Angelegenheit, bei der in jedem Schaltkreis Ihres PCB-Layouts Filter hinzugefügt werden, es geht um die Betrachtung des gesamten Systems und seiner Konstruktion.

Moderne EMI-Abschirmtechniken im PCB-Design fallen in zwei Bereiche: Abschirmung auf Leiterplattenebene und Abschirmung auf Gehäuseebene. Es gibt einige Layoutpraktiken für Leiterplatten, die helfen können, sicherzustellen, dass ein Design EMC-Tests besteht, und es gibt einige einfache Änderungen an einem Gehäuse, die helfen können, übermäßige EMI im System zu verhindern. Mit der richtigen PCB-Designsoftware können Designer beide Lösungssets implementieren und sicherstellen, dass ihr Hersteller ausreichende Dokumentationen hat, um das Design korrekt zu bauen.

ALTIUM DESIGNER^®

PCB-Designsoftware mit fortschrittlichen Layout-Tools zur Implementierung moderner EMI-Abschirmtechniken.

Heutige moderne Geräte müssen elektromagnetische Verträglichkeitsprüfungen (EMV-Tests) durchlaufen, wenn sie jemals auf den Markt kommen sollen. Die Idee hinter diesen Tests ist einfach: die Messung der elektromagnetischen Strahlung, die von einem elektronischen Gerät ausgeht, und die daraus resultierende elektromagnetische Interferenz. Falls eine Platine diese Tests nicht besteht, muss sie zur Überarbeitung an den Designer zurückgegeben werden, was höhere Kosten und mehr Zeit für die Fertigstellung eines neuen Projekts bedeutet. Es gibt jedoch einige grundlegende Designstrategien, die in Ihrer PCB-Designsoftware implementiert werden können, um Ihnen zu helfen, diese Tests erfolgreich zu bestehen.

EMI-Abschirmungen können auch in einem Gehäuse implementiert werden, falls Lösungen auf Platinenebene fehlschlagen. Wenn Sie jemals eine Platine und ein Gehäuse überarbeiten mussten, um diese Lösungen zu implementieren, dann wissen Sie, wie wichtig es ist, effizient zu sein und Änderungen an einer Platine schnell umzusetzen. Altium Designer mit seinem kompletten Satz an PCB-Layoutfunktionen und der MCAD-Kollaborationssuite sind ideale Werkzeuge, die Sie verwenden können, um beide Arten von EMI-Abschirmtechniken zu implementieren.

Implementierung von PCB-EMI-Abschirmtechniken in Ihrem Layout

Es gibt einige einfache, aber effektive Wege, EMI-Abschirmtechniken anzuwenden. Es gibt einige Komponenten- und Materialunternehmen, die spezielle elektromagnetische Abschirmmaterialien anbieten, die auf eine Reihe von Frequenzen abzielen. Wenn anfängliche Methoden wie Filter und beste Layoutpraktiken scheitern, können Sie die folgenden Funktionen in Ihrem PCB-Layout verwenden:

• Metallische Abschirmgehäuse für Leiterplatten können maßgefertigt und um störende Schaltkreise montiert werden, um übermäßige elektromagnetische Strahlung zu unterdrücken.
• Elastomere Abschirmmaterialien für elektromagnetische Strahlung können verwendet werden, um spezifische Komponenten und Anschlüsse im PCB-Layout gezielt zu unterdrücken.
• Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit in Form von Netzen können als flexible Alternative zu starren Abschirmgehäusen verwendet werden, insbesondere bei flexiblen oder Rigid-Flex-Platinen.
• Das Ersetzen von getrennten/Stern-Erdungen durch einheitliche Erdungsebenen bietet mehrere Erdungspunkte und hilft sicherzustellen, dass leitfähige Abschirmmaterialien für Leiterplatten leicht geerdet werden können.
• Ferritperlen, -stäbe und -platten können als gezielte EMI-Filter verwendet werden, wenn herkömmliche Filterkreise versagen.

Dies sind einige einfache Methoden und Komponenten, die von verschiedenen Anbietern bezogen und in Ihre PCB-Designsoftware integriert werden können. Dennoch sollten Sie sicherstellen, einige Best Practices in Ihrem PCB-Layout zu implementieren, um zu gewährleisten, dass das Design EMC-Tests bestehen kann.

Die besten PCB-Layout-Tools helfen Ihnen, EMI-Abschirmung hinzuzufügen

Je nachdem, wie Ihr PCB-Layout angeordnet ist, kann es auch dank der Anordnung der Kupfermerkmale im Design EMI-Abschirmung bieten. Wie das Design verlegt wird und wie der PCB-Stack-up konstruiert ist, wird beeinflussen, ob Ihre elektronischen Geräte EMC-Tests bestehen können. Mit den besten PCB-Layout-Tools, wie denen in Altium Designer, können Sie einfach die besten Verlegungs- und Layout-Praktiken implementieren, um EMI zu verhindern und zusätzliche EMI-Abschirmmaterialien im Design anzuwenden.

• Erdung aller nicht-referenzierten Kupfermerkmale im PCB-Layout und Auffüllen leerer Räume mit der Massefläche. Stellen Sie sicher, dass Sie den angemessenen Abstand zwischen kontrollierten Impedanzspuren und jeglichem Massefluss verwenden.
  Erfahren Sie mehr über die Festlegung der richtigen Abstände zwischen Spuren und Massefluss.
• Ihre Massefläche wird als eine Form der Abschirmung wirken und bietet einen gewissen Schutz gegen EMI von innen und außen Ihres PCB-Layouts.
  Erfahren Sie mehr über PCB-Abschirmung, die durch Massefluss in Ihrem PCB-Layout bereitgestellt wird.
• Einige konforme Sprühbeschichtungsmaterialien können verwendet werden, um elektromagnetische Strahlung zu unterdrücken, die durch Rauschen auf dem Strombus erzeugt wird.
  Erfahren Sie mehr über die Verwendung von konformen Sprühbeschichtungsmaterialien als EMI-Abschirme.

EMI-Abschirmtechniken auf Gehäuseebene

Wenn Maßnahmen zur EMI-Abschirmung auf Leiterplattenebene unwirksam sind, entweder weil sie einen hohen Frequenzbereich nicht adressieren können oder weil die EMI zu intensiv ist, wie man es bei Hochstrom-Schaltreglern sehen könnte. In diesem Fall können Techniken zur EMI-Abschirmung auf Gehäuseebene verwendet werden. Dazu gehören:

• Das Anbringen von Metallkapseln oder Maschenmaterialien auf zusammenpassenden Oberflächen, um Lücken in einem Gehäuse zu schließen
• Das Anwenden von flexiblen Elastomermaterialien auf zusammenpassenden Oberflächen in Kabelbäumen und Rohrverbindungen
• Das Anbringen von geerdetem Maschen- oder Metallblech in einem Kunststoffgehäuse, um einen leichten elektromagnetischen Abschirmkäfig zu erstellen
• Die Verwendung eines hochleitfähigen Dichtungsmaterials für EMI-Abschirmung auf kreisförmigen zusammenpassenden Oberflächen

Diese Lösungen sind einfach, aber sie sind wirksam, um zu verhindern, dass elektromagnetische Strahlung aus einem Gehäuse entweicht, wenn EMI ein Problem darstellt. Diese Lösungen tendieren dazu, breitbandig bis zu hohen Frequenzen zu sein, und sie sind insofern kosteneffektiv, als sie im Allgemeinen keine Änderung des PCB-Layouts erfordern oder nur geringfügige Änderungen an einem Gehäuse notwendig sind. Alle diese Anforderungen an die Abschirmung von Leiterplatten, Gehäusen und auf Leiterplattenebene müssen mit Standarddokumentationen an die Fertigungs- und Montageteams kommuniziert werden, um eine erfolgreiche Herstellung zu gewährleisten.

Ein komplettes Set von PCB-Layoutfunktionen für Stromversorgungsdesigns

Während der Serienproduktion müssen Ihr Hersteller und Monteur wissen, wie Sie diese Materialien verwenden möchten und wo sie angewendet werden müssen. Um sicherzustellen, dass Designer diese Lösungen implementieren können, ohne mechanische Interferenzen zu erzeugen, muss das mechanische Designteam Zugang zur PCB in der MCAD-Software haben, um eine Rückprüfung mit den EMI-Abschirmmaterialien, die dem Gehäuse hinzugefügt wurden, durchzuführen. Darüber hinaus muss die Montage über diese Anforderungen informiert sein, und sie sollten in Standardzeichnungen klar kommuniziert werden.

Altium Designer bietet mehr als nur die besten PCB-Layout-Tools. Designer können ihre Boards in beliebte MCAD-Anwendungen importieren und ein Gehäuse um das Board herum entwerfen, das Abschirmmaßnahmen enthält, um elektromagnetische Strahlung und Interferenzen zu unterdrücken. Sobald die Anforderungen an das Gehäuse definiert sind, ist es einfach, diese in Standardmontagedokumente und -zeichnungen mit dem Draftsman-Utility in Altium Designer zu schreiben. Sie erhalten ein komplettes Werkzeugset für Produktentwicklung und Fertigung.

• Die Implementierung von EMI-Abschirmtechniken auf Gehäuseebene erfordert eine Designsoftware, die wichtige ECAD- und MCAD-Funktionen in einem einzigen Programm integriert.
  Erfahren Sie mehr über ECAD/MCAD-Zusammenarbeit und 3D-PCB-Design in Altium Designer.
• Neben MCAD-Anwendungen können Altium Designer-Nutzer ihre Platine in Ansys-Feldlöser-Anwendungen importieren, um EMI-Reduktionsstrategien zu bewerten und EMI-Hotspots in einem PCB-Layout zu lokalisieren.
  Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie EMI in Ansys SIwave und Altium Designer lokalisieren können.
• Wenn Sie bereit sind, Ihr neues Netzteil-Design produzieren zu lassen, können Sie mit einem Satz integrierter Fertigungsfunktionen in Altium Designer beginnen, Ihre Dokumentation zu erstellen.
  Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie Draftsman für die Erstellung von PCB-Fertigungszeichnungen verwenden können.

Ein komplettes Werkzeugset für das PCB-EMI-Abschirmungsdesign

Altium Designer ist das führende PCB-Layoutprogramm der Branche, das sich mit vielen anderen Designanwendungen integriert. Dank der Integration mit SolidWorks, PCT Creo, Autodesk Inventor und Fusion 360 können PCB-Designer und mechanische Teams zusammenarbeiten, um EMI-Abschirmungstechniken auf Platinen- und Gehäuseebene zu implementieren. Alles, was benötigt wird, um schnell die erforderlichen Ausgaben aus den Designdaten zu generieren, ist in Altium Designer enthalten und bietet Produktentwicklungsteams eine komplette Lösung für PCB-Design und Fertigung.

Bleiben Sie produktiv in Altiums regelbasierten PCB-Designsoftware

Die Schaltungsdesign-, Layout- und Dokumentationsfunktionen von Altium Designer wurden dank seines regelbasierten Designmotors entwickelt, um zusammenzuarbeiten. Keine andere Designplattform bietet dasselbe Produktivitätsniveau oder ist so einfach zu verwenden wie Altium Designer. Wenn Sie Altium Designer verwenden, helfen Ihnen Ihre Designtools dabei, Designfehler zu erkennen, während Sie Ihr PCB-Layout erstellen, und halten Sie produktiv im fortgeschrittenen Elektronikdesign.

• Wenn Sie die besten Designfunktionen für die Design-Dokumentation Ihrer gedruckten Schaltkarte benötigen, wenden Sie sich an Altium Designer, den Branchenführer im PCB-Design und in der Fertigung.
  Erfahren Sie mehr über das komplette Leiterplattentoolset von Altium Designer.
• Wenn Sie bereit sind, Ihre Designdaten in die Fertigung zu überführen, können Sie die Altium 365-Plattform nutzen. Jeder Altium Designer kann Altium 365 verwenden, um über eine verwaltete Cloud-Plattform mit seinem Hersteller zusammenzuarbeiten.
  Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie Ihre PCB-Fertigungsdaten mit Altium 365 teilen können.
• MCAD-Benutzer können auf Altium Designer PCB-Layouts und 3D-Modelle über die Altium 365-Plattform mit der MCAD CoDesigner-Erweiterung zugreifen.
  Erfahren Sie mehr über die MCAD CoDesigner-Erweiterung für Altium Designer.

EMI-Reduzierung mit elektromagnetischer Abschirmung ist ein komplexes Thema, aber die Reduzierung elektromagnetischer Strahlung und Interferenzen in einem PCB-Layout ist entscheidend für Produkte, die auf den Markt gebracht werden. Wenn Sie die beste PCB-Layout-Software verwenden, die sich mit anderen branchenüblichen Designanwendungen integriert, können Sie die hier diskutierten EMI-Abschirmtechniken implementieren und die volle Kontrolle über Ihr Design übernehmen. Machen Sie Altium Designer zum Eckpfeiler Ihrer EMI-Unterdrückungsstrategie mit seinem kompletten Satz an PCB-Designwerkzeugen.

Altium Designer auf Altium 365 bietet eine beispiellose Menge an Integration für die Elektronikindustrie, die bisher der Welt der Softwareentwicklung vorbehalten war, und ermöglicht es Designern, von zu Hause aus zu arbeiten und beispiellose Effizienzniveaus zu erreichen.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Sie können die Produktseite für eine detailliertere Funktionsbeschreibung oder eines der On-Demand Webinare besuchen, um mehr über EMI-Abschirmungen zu erfahren.