Техники экранирования ЭМИ, которые вы можете использовать в программном обеспечении для проектирования печатных плат

Электромагнитные помехи (ЭМП) представляют такую проблему, что правительства по всему миру установили ограничения на количество ЭМП, которое электронное устройство имеет право генерировать или принимать. Ваше электронное устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы предотвратить непреднамеренное излучение и подавить проводимые помехи до очень высокого значения частоты. Это не просто вопрос добавления фильтрации на каждую цепь в вашей компоновке печатной платы, это касается рассмотрения всей системы и её конструкции.

Современные методы экранирования от ЭМП в дизайне печатных плат делятся на две области: экранирование на уровне платы и экранирование на уровне корпуса. Существуют некоторые практики компоновки платы, которые могут помочь обеспечить прохождение дизайном тестов на электромагнитную совместимость (ЭМС), а также некоторые простые изменения в конструкции корпуса, которые могут помочь предотвратить чрезмерное обнаружение ЭМП в системе. С правильным программным обеспечением для дизайна печатных плат, дизайнеры могут реализовать оба набора решений и обеспечить достаточную документацию для производителя для корректного изготовления дизайна.

ALTIUM DESIGNER^®

Программное обеспечение для дизайна печатных плат с передовыми инструментами компоновки для реализации современных методов экранирования от ЭМП.

Современные устройства должны проходить тестирование на электромагнитную совместимость (EMC), если они когда-либо попадут на рынок. Идея этих тестов проста: измерить электромагнитное излучение, испускаемое электронным устройством, и возникающие электромагнитные помехи. В случае, если плата не проходит эти тесты, ее необходимо вернуть конструктору для доработки, что ведет к увеличению расходов и затягиванию сроков завершения нового проекта. Однако, в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат можно реализовать некоторые базовые стратегии проектирования, которые помогут успешно пройти эти тесты.

Экраны EMI также могут быть установлены в корпусе в случае, если решения на уровне платы не сработают. Если вам когда-либо приходилось переделывать плату и корпус для реализации этих решений, то вы знаете, насколько важно быть эффективным и быстро вносить изменения в плату. Полный набор функций для размещения печатных плат и пакет для совместной работы с MCAD в Altium Designer являются идеальными инструментами, которые вы можете использовать для реализации обоих наборов техник экранирования EMI.

Реализация техник экранирования EMI на печатной плате в вашем проекте

Существуют простые, но эффективные способы применения техник экранирования EMI. Некоторые компании, производящие компоненты и материалы, поставляют специализированные материалы для электромагнитного экранирования, ориентированные на различные диапазоны частот. Когда первоначальные методы, такие как фильтры и лучшие практики размещения, не работают, вы можете использовать следующие функции в размещении вашей печатной платы:

• Металлические экраны для печатных плат могут быть изготовлены на заказ и установлены вокруг шумных цепей для подавления избыточного электромагнитного излучения.
• Эластомерные материалы для электромагнитного экранирования могут использоваться для защиты конкретных компонентов и соединителей на макете печатной платы от электромагнитного излучения.
• Материалы с высокой электропроводностью в виде сетки могут служить гибкой альтернативой жестким экранным коробкам, особенно в гибких или жестко-гибких платах.
• Замена разделенной/звездной земли на единую земляную плоскость обеспечивает множество точек заземления и помогает гарантировать, что материалы для экранирования печатной платы могут быть легко заземлены.
• Ферритовые бусины, стержни и пластины могут использоваться в качестве целевых фильтров ЭМП, когда обычные фильтрующие цепи не справляются.

Это некоторые простые методы и компоненты, которые можно получить у различных поставщиков и интегрировать в ваше программное обеспечение для проектирования печатных плат. Однако, вы все же должны убедиться в реализации некоторых лучших практик в вашем макете печатной платы, чтобы гарантировать, что дизайн сможет пройти тесты на электромагнитную совместимость.

Лучшие инструменты макетирования печатных плат помогают вам добавлять экранирование от ЭМИ

В зависимости от того, как устроена компоновка вашей печатной платы, она также может обеспечивать защиту от электромагнитных помех (ЭМП) благодаря расположению медных элементов в дизайне. То, как проложены трассы и как устроен многослойный состав платы, будет влиять на то, смогут ли ваши электронные устройства пройти тестирование на электромагнитную совместимость (ЭМС). С лучшими утилитами для разработки печатных плат, такими как те, что есть в Altium Designer, вы легко сможете реализовать лучшие методы трассировки и компоновки, чтобы помочь предотвратить ЭМП и применить дополнительные материалы для защиты от ЭМП в дизайне.

• Заземлите все неподключенные медные элементы на плате и заполните пустые пространства земляным слоем. Убедитесь, что вы используете подходящее расстояние между трассами с контролируемым импедансом и любым земляным заливом.
  Узнайте больше о настройке правильных зазоров между трассами и земляным заливом.
• Ваш земляной слой будет действовать как форма защиты и обеспечит некоторую защиту от ЭМП изнутри и снаружи вашей компоновки печатной платы.
  Узнайте больше о защите печатной платы от ЭМП, обеспечиваемой земляным заливом.
• Некоторые материалы для конформального покрытия могут использоваться для подавления электромагнитного излучения, генерируемого шумом на шине питания.
  Узнайте больше об использовании материалов для конформального покрытия в качестве защиты от ЭМП.

Техники защиты от ЭМП на уровне корпуса

Когда меры по защите от электромагнитных помех (ЭМП) на уровне платы неэффективны, либо потому что они не могут справиться с высокочастотным диапазоном, либо из-за слишком интенсивных ЭМП, как, например, в случае с высокотоковыми переключающими регуляторами. В таком случае можно использовать методы защиты от ЭМП на уровне корпуса. К ним относятся:

• Применение металлических кожухов или сетчатых материалов к соединительным поверхностям для закрытия зазоров в корпусе
• Использование гибких эластомерных материалов на соединительных поверхностях в кабельных вводах и трубных соединениях
• Применение заземленной сетки или металлических листов в пластиковом корпусе для создания легкой клетки электромагнитной защиты
• Использование материала для защиты от ЭМП с высокой проводимостью в виде прокладки на круглых соединительных поверхностях

Эти решения просты, но они эффективны для предотвращения утечки электромагнитного излучения из корпуса, если ЭМП является проблемой. Эти решения обычно широкополосные до высоких частот и экономически выгодны, поскольку они, как правило, не требуют изменения разводки печатной платы или требуют лишь незначительных изменений в конструкции корпуса. Все эти требования к защите печатных плат, корпуса и на уровне платы необходимо сообщать командам по производству и сборке с использованием стандартной документации для обеспечения успешного изготовления.

Полный набор функций разводки печатной платы для проектирования источников питания

Во время массового производства ваш производитель и сборщик должны знать, как вы собираетесь использовать эти материалы и где они должны быть применены. Чтобы обеспечить возможность дизайнерам реализовывать эти решения без создания механических помех, команде механического дизайна необходимо иметь доступ к печатной плате в программном обеспечении MCAD для выполнения обратной проверки с добавленными в корпус материалами для экранирования ЭМИ. Кроме того, сборочному процессу необходимо быть осведомленным об этих требованиях, и они должны быть четко обозначены в стандартных чертежах.

Altium Designer предлагает не только лучшие инструменты для разработки печатных плат. Дизайнеры могут импортировать свои платы в популярные приложения MCAD и разработать корпус вокруг платы, который включает меры экранирования для подавления электромагнитного излучения и помех. После определения требований к корпусу легко записать их в стандартные сборочные документы и чертежи с помощью утилиты Draftsman в Altium Designer. У вас будет весь набор инструментов для разработки продукта и производства.

• Реализация техник экранирования ЭМИ на уровне корпуса требует программного обеспечения для дизайна, которое интегрирует важные функции ECAD и MCAD в единую программу.
  Узнайте больше о сотрудничестве ECAD/MCAD и 3D-дизайне печатных плат в Altium Designer.
• Помимо приложений MCAD, пользователи Altium Designer могут импортировать свою плату в приложения решателя поля Ansys для оценки стратегий снижения ЭМИ и точечного определения мест с высоким уровнем ЭМИ на макете печатной платы.
  Узнайте больше о поиске ЭМИ в Ansys SIwave и Altium Designer.
• Когда вы будете готовы к производству вашего нового дизайна источника питания, вы можете начать создание вашей документации с помощью интегрированного набора функций производства в Altium Designer.
  Узнайте больше об использовании Draftsman для создания чертежей изготовления печатных плат.

Полный набор инструментов для дизайна экранирования ЭМИ печатных плат

Altium Designer является ведущей в отрасли программой для разработки макетов печатных плат, которая интегрируется с множеством других приложений для дизайна. Благодаря интеграции с SolidWorks, PCT Creo, Autodesk Inventor и Fusion 360, дизайнеры печатных плат и механические команды могут совместно работать над внедрением техник экранирования ЭМИ на уровне платы и корпуса. Все необходимое для быстрой генерации требуемых выходных данных из данных дизайна включено в Altium Designer, предлагая командам разработки продуктов полное решение для дизайна и производства печатных плат.

Оставайтесь продуктивными в программном обеспечении для проектирования печатных плат на основе правил от Altium

Функции проектирования схем, разметки и документации в Altium Designer были созданы так, чтобы работать вместе благодаря движку проектирования, управляемому правилами. Ни одна другая платформа проектирования не предоставляет такого уровня продуктивности или не является такой же простой в использовании, как Altium Designer. Когда вы используете Altium Designer, ваши инструменты проектирования помогут вам обнаруживать ошибки проектирования в процессе создания вашей печатной платы, помогая вам оставаться продуктивными в сложном электронном проектировании.

• Когда вам нужно использовать лучшие функции проектирования для документации вашей печатной платы, обратите внимание на Altium Designer, лидера отрасли в области проектирования и производства печатных плат.
  Узнайте больше о полном наборе инструментов для печатных плат в Altium Designer.
• Когда вы готовы отправить данные вашего проекта в производство, вы можете использовать платформу Altium 365. Каждый пользователь Altium Designer может использовать Altium 365 для сотрудничества с производителем через управляемую облачную платформу.
  Узнайте больше о передаче данных о производстве печатных плат с Altium 365.
• Пользователи MCAD могут получить доступ к разметкам печатных плат и 3D-моделям в Altium Designer через платформу Altium 365 с помощью расширения MCAD CoDesigner.
  Узнайте больше о расширении MCAD CoDesigner для Altium Designer.

Снижение ЭМИ с помощью электромагнитного экранирования - это сложная тема, но уменьшение электромагнитного излучения и помех в компоновке печатной платы критически важно для продуктов, которые выходят на рынок. Используя лучшее программное обеспечение для компоновки печатных плат, которое интегрируется с другими стандартными приложениями для проектирования в индустрии, вы можете реализовать методы экранирования ЭМИ, о которых здесь говорится, и полностью контролировать свой дизайн. Сделайте Altium Designer краеугольным камнем вашей стратегии подавления ЭМИ с его полным набором инструментов для проектирования печатных плат.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентный уровень интеграции для электронной индустрии, который до сих пор был ограничен миром разработки программного обеспечения, позволяя дизайнерам работать из дома и достигать беспрецедентных уровней эффективности.

Мы только затронули верхушку айсберга того, что возможно сделать с Altium Designer на Altium 365. Вы можете проверить страницу продукта для более подробного описания функций или один из Вебинаров по запросу, чтобы узнать больше об экранах ЭМИ.