لطالما كان التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) في التصميم مشكلة رئيسية ، خاصة في مجال السيارات. لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي قدر الإمكان ، يقوم المصممون عادةً بتصميم المخططات ورسم المخططات لتقليل مصادر الضوضاء عن طريق خفض مناطق الحلقة ذات معدلات الانتقال العالية / dt والتبديل.
ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، بغض النظر عن مدى دقة التخطيط والتصميم التخطيطي ، لا يزال من غير الممكن تقليل EMI التي تم إجراؤها إلى المستوى المطلوب. وذلك لأن الضوضاء لا تعتمد فقط على المعلمات الطفيلية للدائرة ولكن أيضًا على القوة الحالية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إجراء فتح وإغلاق المفتاح يولد تيارات متقطعة ، وهذه التيارات غير المستمرة تخلق تموجات جهد على مكثفات الإدخال ، مما يزيد من EMI.
لذلك ، من الضروري استخدام بعض الطرق الأخرى لتحسين أداء EMI الذي تم إجراؤه. تركز هذه الورقة على إدخال مرشحات الإدخال لتصفية الضوضاء أو إضافة دروع لحجب الضوضاء.
الشكل 1 رسم تخطيطي لمرشح EMI
يوضح الشكل 1 مرشح EMI مبسطًا ، بما في ذلك مرشح الوضع الشائع (CM) ومرشح الوضع التفاضلي (DM). عادةً ما يتم استخدام مرشح DM بشكل أساسي لتصفية الضوضاء الأقل من 30 ميجاهرتز (ضوضاء DM) ويستخدم مرشح CM بشكل أساسي لتصفية الضوضاء من 30 ميجاهرتز إلى 100 ميجاهرتز (ضوضاء CM). ومع ذلك ، يوفر كلا المرشاحين في الواقع بعضًا من قمع ضوضاء EMI عبر نطاق التردد بأكمله.
يوضح الشكل 2 ضوضاء الرصاص المدخلات بدون مرشحات ، بما في ذلك الضوضاء الإيجابية والسلبية ، ويصف مستوى الذروة والمستوى المتوسط لهذه الضوضاء. في هذه الحالة ، يستخدم النظام قيد الاختبار بشكل أساسي الشريحة LMR14050SSQDDARQ1 لإخراج 5V / 5A ولتشغيل الشريحة اللاحقة TPS65263QRHBRQ1 ، والتي تنتج في نفس الوقت 1.5V / 3A ، 3.3V / 2A ، و 1.8V / 2A. تعمل كلتا الشريحتين بتردد تبديل يبلغ 2.2 ميجاهرتز. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معيار EMI الذي تم إجراؤه الموضح في الشكل هو CISPR25 Class 5 (C5).
الشكل 2 خصائص الضوضاء في معيار C5 (بدون مرشح)
يوضح الشكل 3 نتائج EMI مع إضافة مرشح DM. كما يتضح من الشكل ، يخفف مرشح DM من ضوضاء DM متوسطة النطاق (2MHz إلى 30MHz) بحوالي 35dBμV / m. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا تقليل ضوضاء النطاق العالي (30 ميجاهرتز إلى 100 ميجاهرتز) ولكنها لا تزال تتجاوز مستوى الحد. ويرجع ذلك أساسًا إلى قدرة الترشيح المحدودة لمرشح DM لضوضاء CM ذات النطاق العالي التردد.
الشكل 3 خصائص الضوضاء في المعيار C5 (مع مرشح DM)
يوضح الشكل 4 خصائص الضوضاء مع إضافة مرشحات CM و DM. مقارنة بالشكل 3 ، تؤدي إضافة مرشح CM إلى تقليل ضوضاء CM بحوالي 20 ديسيبل μV / م. يتجاوز أداء EMI أيضًا معيار C5. ويتجاوز أداء EMI أيضًا معيار CISPR25 C5.
الشكل 4 خصائص الضوضاء وفقًا لمعيار C5 (مع مرشحات CM و DM)
يوضح الشكل 5 خصائص ضوضاء مرشحات النطاق CM و DM في تخطيطات مختلفة ، حيث تكون المرشحات هي نفسها كما في الشكل 4. ومع ذلك ، مقارنة بالشكل 4 ، تزداد الضوضاء بنحو 10 ديسيبل μV / م في التردد بأكمله النطاق ، والضوضاء عالية التردد حتى تتجاوز متوسط قيمة معيار CISPR25 C5.
الشكل 5 خصائص الضوضاء وفقًا لمعيار C5 (مع مرشحات CM و DM ، تخطيطات مختلفة)
يرجع الاختلاف في نتائج الضوضاء بين الشكلين 4 و 5 بشكل أساسي إلى اختلافات أسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، كما هو موضح في الشكل 6. في الأسلاك بالشكل 5 (الجانب الأيمن من الشكل 6) ، يحيط غطاء نحاسي كبير (GND) بمرشح DM وتشكل بعض السعات الطفيلية مع محاذاة فين. توفر هذه السعات الطفيلية مسارًا فعالًا منخفض المقاومة لمرشح تجاوز إشارة التردد العالي. لذلك ، من أجل زيادة أداء المرشح إلى الحد الأقصى ، من الضروري إزالة جميع الكسوة النحاسية حول المرشح ، كما هو موضح في الجانب الأيسر من الأسلاك في الشكل 6.
الشكل 6 الأسلاك PCB مختلفة
بالإضافة إلى إضافة المرشحات ، هناك طريقة أخرى فعالة لتحسين أداء EMI وهي إضافة دروع. وذلك لأن الدرع المعدني المتصل بـ GND يمنع الضوضاء من الإشعاع إلى الخارج. يوصي الشكل 7 بطريقة وضع الدرع. يحدث الدرع لتغطية جميع المكونات الموجودة على اللوحة.
يوضح الشكل 8 نتائج EMI بعد إضافة المرشح والدرع. كما هو موضح ، يتم التخلص من الضوضاء في نطاق التردد بالكامل تقريبًا بواسطة الدرع وأداء EMI جيد جدًا. ويرجع ذلك أساسًا إلى حقيقة أن خيوط الإدخال الطويلة ، والتي تعادل الهوائي ، تزاوج الكثير من الضوضاء المشعة ، والتي يصادف أن يعزلها الدرع. في هذا التصميم ، تقترن ضوضاء IF أيضًا بمدخلات المدخلات بهذه الطريقة.
الشكل 7 3 نموذج D لثنائي الفينيل متعدد الكلور مع التدريع
الشكل 8 خصائص الضوضاء مع معيار C5 (مع CM ، مرشح DM والغطاء)
يوضح الشكل 9 أيضًا خصائص الضوضاء مع المرشحات والدروع. على عكس الشكل 8 ، فإن الدرع في الشكل 9 عبارة عن صندوق معدني يلتف حول اللوحة بأكملها ولا يتعرض سوى خيوط الإدخال. على الرغم من الدرع ، لا يزال بإمكان بعض الضوضاء المشعة تجاوز مرشح EMI والاقتران بخطوط الطاقة الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة ، مما يؤدي إلى خصائص ضوضاء أسوأ مما في الشكل 8. ومن المثير للاهتمام ، أن خصائص الضوضاء للنطاق عالي التردد في الشكلين 4 و 8 و 9 (نفس تخطيط الأسلاك) متطابقة تقريبًا. هذا لأنه مع إضافة مرشح EMI ، فإن الضوضاء المشعة في نطاق التردد العالي والتي يمكن اقترانها بخط الإدخال تكاد تكون معدومة.
الشكل 9 خصائص الضوضاء وفقًا لمعيار C5 (مع CM ، مرشح DM وصندوق معدني محمي)
باختصار ، يمكن أن تؤدي إضافة مرشحات EMI أو التدريع إلى تحسين أداء EMI بشكل فعال. ومع ذلك ، في نفس الوقت ، يجب النظر بعناية في تصميم وتوصيلات المرشحات ووضع الدرع.
تأسست عام 2010 مع 100 موظف زائد و 8000 متر مربع. مصنع حقوق الملكية المستقلة ، لضمان الإدارة القياسية وتحقيق معظم الآثار الاقتصادية بالإضافة إلى توفير التكلفة.
امتلك مركز المعالجة الخاص ، والمُجمِّع الماهر ، والفاحص ، ومهندسو مراقبة الجودة ، لضمان القدرات القوية لتصنيع آلات NeoDen وجودتها وتسليمها.
أكثر من 40 شريكًا عالميًا مغطى في آسيا وأوروبا وأمريكا وأوقيانوسيا وأفريقيا ، لخدمة أكثر من 10000 مستخدم بنجاح في جميع أنحاء العالم ، لضمان خدمة محلية أفضل وأسرع واستجابة سريعة.
مهندسو دعم وخدمة اللغة الإنجليزية الماهرون والمحترفون ، لضمان الاستجابة السريعة في غضون 8 ساعات ، يوفر الحل في غضون 24 ساعة.
المنتج الفريد من نوعه بين جميع المصنّعين الصينيين الذين سجلوا واعتمدوا CE من قبل TUV NORD.
توفر NeoDen الدعم الفني والخدمة مدى الحياة لجميع أجهزة NeoDen ، علاوة على ذلك ، تحديثات البرامج المنتظمة بناءً على تجارب الاستخدام والطلب اليومي الفعلي من المستخدمين النهائيين.