Techniki ekranowania EMI, których możesz użyć w swoim oprogramowaniu do projektowania PCB

Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) stanowią tak duży problem, że rządy na całym świecie wprowadziły ograniczenia dotyczące ilości EMI, jaką urządzenie elektroniczne może generować lub odbierać. Twoje urządzenie elektroniczne musi być zaprojektowane w taki sposób, aby zapobiegać niezamierzonej emisji promieniowania i tłumić zakłócenia przewodzone do bardzo wysokiej wartości częstotliwości. To nie jest prosta sprawa dodania filtracji do każdego obwodu na Twojej płytce PCB, chodzi o rozważenie całego systemu i jego konstrukcji.

Nowoczesne techniki ekranowania EMI w projektowaniu PCB dzielą się na dwa obszary: ekranowanie elektromagnetyczne na poziomie płytki i ekranowanie elektromagnetyczne na poziomie obudowy. Istnieją pewne praktyki układania płytek, które mogą pomóc w zapewnieniu, że projekt przejdzie testy EMC, oraz kilka prostych zmian w obudowie, które mogą pomóc zapobiec wykrywaniu nadmiernego EMI w systemie. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu do projektowania PCB, projektanci mogą wdrożyć oba zestawy rozwiązań i zapewnić, że ich producent posiada wystarczającą dokumentację, aby zbudować projekt poprawnie.

ALTIUM DESIGNER^®

Oprogramowanie do projektowania PCB z zaawansowanymi narzędziami układu do wdrażania nowoczesnych technik ekranowania EMI.

Współczesne urządzenia muszą przejść testy zgodności elektromagnetycznej (EMC), jeśli mają kiedykolwiek trafić na rynek. Idea tych testów jest prosta: zmierzyć promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez urządzenie elektroniczne oraz wynikające z tego zakłócenia elektromagnetyczne. W przypadku, gdy płyta nie przejdzie tych testów, musi zostać zwrócona do projektanta w celu przeróbki, co generuje większe koszty i więcej czasu potrzebnego na zakończenie nowego projektu. Jednak można zastosować pewne podstawowe strategie projektowania w oprogramowaniu do projektowania PCB, aby pomóc w pomyślnym przejściu tych testów.

Osłony EMI mogą być również zaimplementowane w obudowie, w przypadku gdy rozwiązania na poziomie płyty zawiodą. Jeśli kiedykolwiek musiałeś przerabiać płytę i obudowę, aby zaimplementować te rozwiązania, to wiesz, jak ważne jest, aby być efektywnym i szybko wprowadzać zmiany na płycie. Kompletny zestaw funkcji układu PCB i pakiet współpracy MCAD w Altium Designer są idealnymi narzędziami, które możesz użyć do zaimplementowania obu zestawów technik osłaniania EMI.

Implementacja technik osłaniania EMI PCB w Twoim układzie

Istnieją proste, lecz skuteczne sposoby stosowania technik osłaniania EMI. Istnieją firmy komponentowe i materiałowe, które dostarczają specjalistyczne materiały do osłaniania elektromagnetycznego, ukierunkowane na różne zakresy częstotliwości. Gdy początkowe metody, takie jak filtry i najlepsze praktyki układania, zawiodą, możesz użyć następujących funkcji w swoim układzie PCB:

• Metalowe osłony obwodów drukowanych mogą być dostosowywane i montowane wokół hałaśliwych obwodów, aby tłumić nadmierną emisję elektromagnetyczną.
• Do celowania w konkretne komponenty i złącza na układzie PCB w celu tłumienia promieniowania elektromagnetycznego mogą być używane materiały osłonowe z elastomeru.
• Materiały siatkowe o wysokiej przewodności elektrycznej mogą być używane jako elastyczna alternatywa dla sztywnych puszek osłonowych, szczególnie w płytach elastycznych lub elastyczno-sztywnych.
• Zastąpienie oddzielonych/rozproszonych mas jednolitymi płaszczyznami masy zapewnia wiele punktów uziemienia i pomaga upewnić się, że materiały osłonowe płytek obwodów mogą być łatwo uziemione.
• Koraliki ferrytowe, pręty i płytki mogą być używane jako ukierunkowane filtry EMI, gdy konwencjonalne obwody filtrujące zawodzą.

To są niektóre proste metody i komponenty, które można uzyskać od różnych dostawców i włączyć do oprogramowania do projektowania PCB. Jednakże, powinieneś nadal upewnić się, że wdrażasz niektóre najlepsze praktyki w układzie PCB, aby zapewnić, że projekt może przejść testy EMC.

Najlepsze narzędzia do układania PCB pomagają dodać osłonę EMI

W zależności od tego, jak jest zorganizowany układ Twojej płytki PCB, może ona również zapewniać osłonę EMI dzięki rozmieszczeniu elementów miedzianych w projekcie. Sposób trasowania projektu oraz konstrukcja stosu warstw PCB wpłyną na to, czy Twoje urządzenia elektroniczne przejdą testy EMC. Dzięki najlepszym narzędziom do projektowania układów PCB, takim jak te w Altium Designer, możesz łatwo zaimplementować najlepsze praktyki trasowania i układu, aby zapobiec EMI oraz zastosować dodatkowe materiały osłaniające EMI w projekcie.

• Zaziem wszystkie nieodniesione elementy miedziane w układzie PCB i wypełnij puste przestrzenie płaszczyzną masy. Upewnij się, że używasz odpowiedniego odstępu między ścieżkami o kontrolowanej impedancji a wylewką masy.
  Dowiedz się więcej o ustawianiu odpowiednich odległości między ścieżkami a wylewką masy.
• Twoja płaszczyzna masy będzie działać jako forma osłony i zapewni pewną ochronę przed EMI z wnętrza i zewnętrza układu PCB.
  Dowiedz się więcej o osłonie PCB zapewnianej przez wylewkę masy w Twoim układzie PCB.
• Niektóre materiały do powlekania konformalnego mogą być używane do tłumienia promieniowania elektromagnetycznego generowanego przez szum na szynie zasilającej.
  Dowiedz się więcej o użyciu materiałów do powlekania konformalnego jako osłon EMI.

Techniki osłaniania EMI na poziomie obudowy

Gdy środki ochrony przed EMI na poziomie płytki są nieskuteczne, albo dlatego, że nie mogą one adresować wysokiego zakresu częstotliwości, albo dlatego, że EMI jest zbyt intensywne, jak można zauważyć w regulatorach przełączających o wysokim prądzie. W takim przypadku można użyć technik ochrony przed EMI na poziomie obudowy. Obejmują one:

• Stosowanie metalowych puszek lub materiałów siatkowych na powierzchniach stykających się, aby zamknąć szczeliny w obudowie
• Stosowanie elastycznych materiałów elastomerowych na powierzchniach stykających się w wiązkach i złączach rurowych
• Stosowanie uziemionej siatki lub metalowych arkuszy w plastikowej obudowie, aby stworzyć lekką klatkę ochronną przed elektromagnetycznym promieniowaniem
• Użycie materiału uszczelniającego o wysokiej przewodności do ochrony przed EMI na okrągłych powierzchniach stykających się

Te rozwiązania są proste, jednak skuteczne w zapobieganiu ucieczce promieniowania elektromagnetycznego z obudowy, jeśli EMI stanowi problem. Te rozwiązania mają tendencję do szerokopasmowości aż do wysokich częstotliwości i są kosztowo efektywne, ponieważ ogólnie nie wymagają modyfikacji układu PCB lub wymagają drobnych zmian w obudowie. Wszystkie te wymagania dotyczące ochrony płytek obwodów, obudowy i poziomu płytki muszą być przekazywane zespołom produkcyjnym i montażowym za pomocą standardowej dokumentacji, aby zapewnić udaną produkcję.

Kompletny zestaw funkcji układu PCB dla projektów zasilaczy

Podczas produkcji seryjnej, producent i montażysta muszą wiedzieć, jak zamierzasz używać tych materiałów i gdzie mają być one zastosowane. Aby zapewnić, że projektanci mogą wdrażać te rozwiązania bez tworzenia mechanicznych interferencji, zespół projektowy mechaniki musi mieć dostęp do PCB w oprogramowaniu MCAD, aby przeprowadzić weryfikację zwrotną z dodanymi materiałami ekranującymi EMI do obudowy. Ponadto, montaż musi być świadomy tych wymagań i powinny one być jasno komunikowane w standardowych rysunkach.

Altium Designer oferuje coś więcej niż tylko najlepsze narzędzia do projektowania PCB. Projektanci mogą importować swoje płyty do popularnych aplikacji MCAD i projektować obudowę wokół płyty, która zawiera środki ekranujące w celu tłumienia promieniowania elektromagnetycznego i zakłóceń. Gdy wymagania dotyczące obudowy są zdefiniowane, łatwo jest wpisać je do standardowych dokumentów i rysunków montażowych za pomocą narzędzia Draftsman w Altium Designer. Będziesz miał cały zestaw narzędzi do rozwoju produktu i produkcji.

• Wdrażanie technik ekranowania EMI na poziomie obudowy wymaga oprogramowania do projektowania, które integruje ważne funkcje ECAD i MCAD w jednym programie.
  Dowiedz się więcej o współpracy ECAD/MCAD i projektowaniu PCB 3D w Altium Designer.
• Oprócz aplikacji MCAD, użytkownicy Altium Designer mogą importować swoją płytę do aplikacji rozwiązywania pola Ansys, aby ocenić strategie redukcji EMI i zlokalizować punkty gorące EMI w układzie PCB.
  Dowiedz się więcej o lokalizowaniu EMI w Ansys SIwave i Altium Designer.
• Kiedy będziesz gotowy, aby wyprodukować swój nowy projekt zasilacza, możesz rozpocząć tworzenie dokumentacji za pomocą zintegrowanego zestawu funkcji produkcyjnych w Altium Designer.
  Dowiedz się więcej o używaniu Draftsman do tworzenia rysunków fabrykacyjnych PCB.

Kompletny zestaw narzędzi do projektowania osłon EMI PCB

Altium Designer to wiodący program do projektowania układów PCB, który integruje się z wieloma innymi aplikacjami projektowymi. Dzięki integracji z SolidWorks, PCT Creo, Autodesk Inventor i Fusion 360, projektanci PCB i zespoły mechaniczne mogą współpracować, aby wdrożyć techniki osłaniania EMI na poziomie płyty i obudowy. Wszystko, co jest potrzebne do szybkiego generowania wymaganych wyjść z danych projektowych, jest zawarte w Altium Designer, oferując zespołom rozwijającym produkty kompleksowe rozwiązanie do projektowania i produkcji PCB.

Pozostań produktywny w oprogramowaniu do projektowania PCB opartym na zasadach Altium

Funkcje projektowania obwodów, układu i dokumentacji w Altium Designer zostały zbudowane tak, aby współpracować dzięki silnikowi projektowemu opartemu na zasadach. Żadna inna platforma projektowa nie zapewnia takiego samego poziomu produktywności ani nie jest tak łatwa w użyciu jak Altium Designer. Korzystając z Altium Designer, narzędzia projektowe pomogą Ci wyłapać błędy projektowe podczas tworzenia układu PCB, co pozwoli Ci zachować produktywność w zaawansowanym projektowaniu elektroniki.

• Kiedy potrzebujesz korzystać z najlepszych funkcji projektowych do dokumentacji twojej płytki drukowanej, zwróć się do Altium Designer, lidera branży w projektowaniu i produkcji PCB.
  Dowiedz się więcej o kompletnym zestawie narzędzi do płytek obwodów drukowanych w Altium Designer.
• Kiedy będziesz gotowy, aby przekazać dane projektowe do produkcji, możesz użyć platformy Altium 365. Każdy użytkownik Altium Designer może korzystać z Altium 365 do współpracy z producentem za pośrednictwem zarządzanej platformy w chmurze.
  Dowiedz się więcej o udostępnianiu danych produkcyjnych PCB za pomocą Altium 365.
• Użytkownicy MCAD mogą uzyskać dostęp do układów PCB i modeli 3D w Altium Designer za pośrednictwem platformy Altium 365 z rozszerzeniem MCAD CoDesigner.
  Dowiedz się więcej o rozszerzeniu MCAD CoDesigner dla Altium Designer.

Redukcja EMI za pomocą ekranowania elektromagnetycznego to skomplikowany temat, ale zmniejszenie promieniowania elektromagnetycznego i zakłóceń w układzie PCB jest kluczowe dla produktów wprowadzanych na rynek. Korzystając z najlepszego oprogramowania do projektowania PCB, które integruje się z innymi standardowymi aplikacjami branżowymi, możesz zaimplementować omówione tutaj techniki ekranowania EMI i w pełni kontrolować swój projekt. Spraw, aby Altium Designer był kamieniem węgielnym Twojej strategii tłumienia EMI dzięki jego kompletnemu zestawowi narzędzi do projektowania PCB.

Altium Designer na Altium 365 zapewnia niespotykany dotąd poziom integracji w branży elektronicznej, dotychczas zarezerwowany dla świata rozwoju oprogramowania, umożliwiając projektantom pracę z domu i osiąganie niespotykanych poziomów efektywności.

Dopiero zaczynamy odkrywać, co jest możliwe do zrobienia z Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jedno z Webinarów na Żądanie, aby dowiedzieć się więcej o ekranach EMI.