EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit): Leitfaden und Normen

Inhaltsverzeichnis

Was ist elektromagnetische Verträglichkeit?

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist die Fähigkeit eines elektrischen Geräts, in seiner Umgebung ordnungsgemäß zu funktionieren, ohne durch elektromagnetische Störungen anderer Geräte, einschließlich solcher mit Ultrabreitbandtechnologie (UWB), beeinträchtigt zu werden. Daher umfasst die EMV zwei Prüfnormen: Elektromagnetische Störaussendung (EMI) und Elektromagnetische Störfestigkeit (EMS). Lesen Sie weiter, um mehr über EMV zu erfahren und zu erfahren, wie Sie negative Auswirkungen auf Ihre Elektronik verhindern können.

EMV-Zertifizierungsstandards

Elektromagnetische Verträglichkeitsnormen sind wichtig für Hersteller, die sich mit EMV befassen müssen. Es gibt viele verschiedene EMV-Normen und viele verschiedene Branchen, die EMV-Prüfungen benötigen.

Internationale Organisation

  • IEC: Die Internationale Elektrotechnische Kommission umfasst drei Zweigstellen:

CISPR: Internationales Sonderkomitee für Funkstörungen

TC77: Technischer Ausschuss für elektromagnetische Verträglichkeit in elektrischen Geräten (einschließlich Stromnetzen)

TC65: Industrielle Prozessmessung und -steuerung

  • ISO: Internationale Organisation für Normung
  • IEEE;
  • ETSI: Europäisches Komitee für Telekommunikationsnormen
  • CCIR: Internationaler Beratender Ausschuss für Funkkommunikation;
  • ITU;
  • FCC: Federal Communications Commission (US-amerikanische Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Medien);

  •  VDE: Verein Deutscher Elektrotechniker;

  • VCCI: Japanischer Verband für zivile Interferenz;

  • BS: Britische Norm;

  • ABSI: American National Standard;

  • GOSTR: Russischer Regierungsstandard;

  • GB, GB/T: Chinesischer Nationalstandard.

Wie testet man die elektromagnetische Verträglichkeit?

Es gibt viele Möglichkeiten, die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu testen. Eine gängige Methode ist die Verwendung einer EMV-Kammer. Dabei handelt es sich um einen Raum, der speziell dafür ausgelegt ist, externe elektromagnetische Felder abzuschirmen, sodass nur die Felder vorhanden sind, die vom zu testenden Gerät erzeugt werden. Durch Messung der Reaktion des Geräts auf verschiedene Arten von elektromagnetischen Feldern lässt sich feststellen, ob es mit diesen Feldern kompatibel ist. Weitere Methoden zum Testen der EMV sind die Verwendung von schalltoten Kammern und Faradayschen Käfigen.

1. EMC-Prüflabor auswählen

Abgeschirmte Räume, offene Bereiche, schalltote Kammern, Hallkammern, TEMs und GTEMs gehören zu den gängigsten Orten für EMV-Prüfungen. Unter diesen sind schalltote Kammern die gängigsten Prüforte. Eine schalltote Kammer wird verwendet, um elektromagnetische Wellen, die nicht zum Prüfgerät gehören, vor der Beeinflussung anderer elektromagnetischer Wellen abzuschirmen. Ihr Prinzip besteht darin, elektromagnetische Wellen mithilfe von ferritabsorbierenden Materialien zu absorbieren, um elektromagnetische Störungen in der Umgebung zu beseitigen.

electromagnetic anechoic chamber with absorbing material
electromagnetic anechoic chamber with absorbing material

schalltote Kammern

Die derzeit bekannten Arten von schalltoten Kammern lassen sich je nach Verwendungszweck in Antennenmuster-Prüfräume, Radarquerschnitt-Prüfräume, EMV-Prüfräume (elektromagnetische Verträglichkeit) und Prüfräume für elektronische Kriegsführung (Gegenmaßnahmen) unterteilen. Die gängigsten sind voll- und halbschalltote Kammern. Die Größe und Auswahl der HF-absorbierenden Materialien wird hauptsächlich durch die Größe der Laienkammer und die Testanforderungen der zu testenden Geräte (EUT) bestimmt.

full anechoic chamber
full anechoic chamber
semi-anechoic chamber
semi-anechoic chamber

Prüfprinzip

Die schalltote Kammer ist mit kegelförmigen Absorptionsmaterialien gefüllt und verfügt über einen pyramidenförmigen Verbundschwamm-Absorptionskörper, der mit Absorptionspulver imprägniert ist. Seine Größe hängt von der Absorptionsfrequenz ab, und seine Funktion besteht ebenfalls darin, unerwünschte elektromagnetische Wellen zu absorbieren und reflektierte Signale zu eliminieren. Er kann die elektromagnetische Wellenabsorptionsrate des Frequenzbands von 30 MHz bis 40 GHz und 10 bis 20 dB erfüllen. Der in der elektromagnetischen Abschirmkammer verwendete Absorber für elektromagnetische Wellen ist an die Größe der schalltoten Kammer angepasst, und die Dicke wird kontinuierlich reduziert, um den Raum effektiv zu nutzen.

Test principle of full anechoic chamber
Test principle of full anechoic chamber
Test principle of semi-anechoic chamber
Test principle of semi-anechoic chamber

2. EMC-Prüfgeräte auswählen

Im EMV-Prüfverfahren unterscheiden sich die unterstützenden Prüfgeräte je nach Branche der zu prüfenden Geräte. Details wie folgt:

EMI-Prüfgeräte: EMI-Empfänger, EMI-Zubehör, Zubehör für leitungsgebundene EMI-Prüfungen, Antennen für abgestrahlte EMI-Prüfungen, Oberschwingungsflicker-Analysatoren, Nahfeldsonden usw.
EMS-Prüfgeräte: EMS-Signalgenerator, EMS-Zusatzgeräte usw.

3. Testverfahren

Es gibt viele verschiedene Messgrößen, mit denen die EMV eines einzelnen Geräts oder einer einzelnen Anlage gemessen werden kann. Es gibt jedoch einige Messgrößen, die für EMV-Messungen bei Elektronikgeräten am häufigsten verwendet werden.

EMI-Prüfparameter:

  • Oberschwingungsstrom (2. bis 40. Oberschwingung);
  • Blitzlichtflimmern;
  • Leitungsgeführte Störung (CE);
  • Strahlungsstörung (RE);

EMS-Prüfparameter:

  • Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladungen (ESD);
  • Störfestigkeit gegenüber abgestrahlten elektromagnetischen Feldern (80 MHz bis 1000 MHz) (RS);
  • Störfestigkeit gegen schnelle elektrische Transienten/Bursts;
  • Störfestigkeit gegen Überspannungen (Blitzschlag);
  • Störfestigkeit gegen Injektionsstrom (150 kHz bis 230 MHz) (CS);
  • Störfestigkeit gegen Spannungseinbrüche und kurze Unterbrechungen.

3.1 Oberschwingungsprüfung

Bei der Oberschwingungsprüfung wird hauptsächlich der Einfluss von Oberschwingungen in Niederspannungsnetzen auf diese frequenzempfindlichen Geräte untersucht.

Prüfnorm: EN61000-3-2

  • a) Festlegung von Grenzwerten für Oberschwingungsströme, die in das öffentliche Netz eingespeist werden.
  • b) Festlegung von Grenzwerten für den Oberschwingungsanteil des Eingangsstroms, der von den zu prüfenden Geräten in der angegebenen Umgebung erzeugt wird.
  • c) Gilt für elektrische und elektronische Geräte, die an das öffentliche Niederspannungsnetz angeschlossen sind und einen Eingangsstrom von höchstens 16 A haben.

Prinzip des Oberschwingungsexperiments: Aufgrund der Arbeitsweise elektronischer Geräte, nichtlinearer Komponenten und verschiedener Störgeräusche ist der Eingangsstrom keine vollständige Sinuswelle und enthält häufig zahlreiche Oberschwingungskomponenten höherer Ordnung, die das Stromnetz belasten. Dieses Phänomen wird als Oberschwingungsverzerrung bezeichnet.

3.2 Spannungsschwankungen und Flicker

Der Zweck dieser Norm besteht darin, sicherzustellen, dass das Produkt keine unzulässigen Flackereffekte (flackernde Lichter) bei den daran angeschlossenen Beleuchtungsgeräten verursacht.

Prüfnorm: EN 61000-3-3

  • a) Grenzwerte für die Auswirkungen konstanter Spannungsschwankungen und Flackern auf das öffentliche Stromnetz.
  • b) Leitlinien für die Festlegung von Grenzwerten und Bewertungsmethoden für Spannungsschwankungen, die vom zu prüfenden Prototyp unter bestimmten Bedingungen erzeugt werden.
  • c) Sie ist geeignet für elektrische und elektronische Geräte mit 220 V bis 250 V, 50 Hz, die an das öffentliche Niederspannungsnetz angeschlossen sind und einen Eingangsstrom von weniger als oder gleich 16 A pro Phase haben.

Die folgende Abbildung zeigt die zulässige Änderungsrate pro Minute oder Änderungszeit für jeden relativen Spannungsänderungswert. Es ist ersichtlich, dass je größer der Spannungsänderungsbereich ist, desto kleiner ist die zulässige Änderungsgeschwindigkeit oder desto länger ist die erforderliche Änderungszeit.

voltage change rate
voltage change rate

Grenzwerte:

  • Der Pst-Wert sollte nicht größer als 1,0 sein.
  • Der Pit-Wert darf nicht größer als 0,65 sein;
  • Der Wert von d(t) während einer Spannungsänderung darf 3,3 % nicht länger als 500 ms überschreiten.
  • Die relative Spannungsänderung im stationären Zustand, dc, darf 3,3 % nicht überschreiten.
  • Die maximale relative Spannungsänderung dmax darf 4 % nicht überschreiten.

3.3 Leitungsgebundene Emissionen CE (0,15–30 MHz)

Prüfnorm: EN61000-6-4

A) Elektronische und elektrische Mess- und Prüfgeräte;

B) Elektronische und elektrische Steuergeräte;

C) Elektrische und elektronische Laborgeräte;

Klassifizierung der Geräte

Klasse A: (Nicht-Haushalts-)Geräte, die für den Einsatz in allen Einrichtungen außer Haushalten und solchen geeignet sind, die direkt an ein Niederspannungsnetz angeschlossen sind, das Gebäude für Haushaltszwecke versorgt.

Klasse B: (Haushalts-)Geräte, die für den Einsatz in Haushalten und in Einrichtungen geeignet sind, die direkt an ein Niederspannungsnetz angeschlossen sind, das Gebäude für Haushaltszwecke versorgt.

Experimentprinzip:

Wenn die Frequenz der Störgeräusche elektronischer Geräte unter 30 MHz liegt, stören sie hauptsächlich das Audiofrequenzband. Bei der Wellenlänge dieser Art von elektromagnetischen Wellen ist das Kabel elektronischer Geräte kürzer als die Wellenlänge einer Welle (die Wellenlänge von 30 MHz beträgt 10 m), und die Strahlungseffizienz in die Luft ist sehr gering. Auf diese Weise kann, wenn die auf das Kabel induzierte Störspannung gemessen werden kann, der Grad der elektromagnetischen Störbeeinflussung in diesem Frequenzband gemessen werden, und diese Art von Störung ist eine leitungsgebundene Störung.

Ein Leitungsimpedanz-Stabilisierungsnetzwerk (LISN) ist ein Gerät zur Messung der von elektronischen Geräten ausgehenden elektromagnetischen Störungen (EMI). Es wird in der Regel in Verbindung mit einem Oszilloskop oder Spektrumanalysator verwendet.

line impedance stabilization network (LISN) block diagram
Quelle: Wikipedia

Die Wirkung von LISN:

1. Übernimmt eine Hochfrequenz-Isolationsfunktion zwischen dem Prüfling und der Stromversorgung, um zu verhindern, dass Störsignale aus der Stromversorgung in den Prüfling gelangen und die Messergebnisse beeinflussen.

2. Simulieren Sie die tatsächliche Impedanz der Stromversorgung und stellen Sie eine bestimmte Impedanz zwischen den Stromanschlüssen des EUT her, um die Messergebnisse zu vereinheitlichen.

3. Halten Sie die Impedanz im Testband stabil bei 50 Ohm, um den Eingang mit der Impedanzanpassung des Messempfängers/Spektrumanalysators zu erreichen.

3.4 Abgestrahlte Emissionen RE (30–1000 MHz)

Norm: EN61000-6-4

Klassifizierung von Geräten

Klasse A: Geräte, die für den Einsatz in allen Einrichtungen außer Wohngebäuden und solchen, die direkt an ein Niederspannungsnetz angeschlossen sind, das für Wohnzwecke genutzte Gebäude versorgt, geeignet sind. Nicht für Wohngebäude

Klasse B: Geräte, die für den Einsatz in privaten Einrichtungen und in Einrichtungen geeignet sind, die direkt an ein Niederspannungsnetz angeschlossen sind, das Gebäude für private Zwecke versorgt.

a) Elektrische und elektronische Mess- und Prüfgeräte

b) Elektronische und elektrische Steuergeräte

c) Elektrische und elektronische Laborgeräte

Das Prinzip des Strahlungsemissionsversuchs:

Wenn die Gesamtlänge der Antenne größer als 1/20 der Signalwellenlänge λ ist, wird eine effektive Strahlungsemission in den Raum erzeugt. Wenn die Länge der Antenne ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 ist, ist die abgestrahlte Energie am größten. Wenn die Rauschfrequenz größer als 30 MHz ist, erfüllen die Kabel, Öffnungen und Spalten von elektronischen Geräten leicht die oben genannten Bedingungen, was zu einer Strahlungsemission führt.

3.5 Elektrostatische Entladung (ESD)

Der Zweck der elektrostatischen Entladung besteht darin, die Fähigkeit eines einzelnen Geräts oder Systems zu testen, Störungen durch elektrostatische Entladungen zu widerstehen.

Norm: IEC 61000-4-2 Kriterien B

Versuchsprinzip: Der ESD-Versuch dient dazu, die elektrostatische Entladung zu simulieren, die durch den Kontakt des menschlichen Körpers und von Gegenständen mit dem Gerät oder durch die Entladung des menschlichen Körpers und des Gegenstands auf benachbarte Gegenstände entsteht, einschließlich des direkten Energieaustauschs, der zu einer Beschädigung des Geräts oder des Nahfelds (elektrisches Feld und Magnetfeld) durch die Entladung führt. Veränderung), was zu einer Fehlfunktion des Geräts führt.

3.6 Strahlungsempfindlichkeit (RS)

Der Zweck der Störanfälligkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung besteht darin, die Fähigkeit eines einzelnen Geräts oder Systems zu prüfen, Störungen durch externe elektrische Felder zu widerstehen.

Norm: IEC 61000-4-3 Kriterien A

Prüfwellenform:

  • Frequenzbereich: 80 MHz–2,5 GHz
  • Modulation: 80 % AM, 1 kHz Sinuswelle
  • Frequenzschrittweite: 1 %
  • Verweildauer: 3 s

3.7 Schneller Burst-EFT

Der Zweck des Experiments besteht darin, die Fähigkeit eines einzelnen Geräts oder Systems zu untersuchen, schnellen transienten Störungen zu widerstehen. Diese transienten Störungen werden durch transiente Vorgänge wie die Unterbrechung induktiver Lasten verursacht, was zum Auftreten von Impulsgruppen, einer hohen Impulswiederholungsfrequenz, einer kurzen Anstiegszeit und einer einzelnen Impulsenergie führt. Ein niedriger Pegel führt zu einer Fehlfunktion des Geräts.

Norm: IEC 61000-4-4 Kriterien B

3.8 Erhebe dich

Der Zweck des Experiments besteht darin, die Fähigkeit des Prüflings zu untersuchen, Überspannungsstörungen zu widerstehen. Diese transienten Störungen werden durch Kurzschlussfehler anderer Geräte, das Schalten des Hauptstromnetzes und indirekte Blitzeinschläge verursacht.

Norm: IEC 61000-4-5 Kriterien B

3.9 Leitungsgebundene Hochfrequenzstörungen (CS)

Der Zweck des Experiments besteht darin, die Fähigkeit eines einzelnen Geräts oder Systems zu untersuchen, leitungsgebundenen Störungen zu widerstehen.

Norm: IEC 61000-4-6 Kriterien A

Versuchsprinzip: Es wird hauptsächlich die Störfestigkeit gegenüber einer kontinuierlichen Störspannung von 0,15 MHz bis 80 MHz untersucht, die von außen über Drähte oder Kabel eingeleitet wird, beispielsweise Signale von einem HDMI-HF-Modulator.

Testwellenform:

  • Frequenzbereich: 0,15 MHz bis 80 MHz
  • Modulation: 80 % AM, 1 kHz Sinuswelle
  • Frequenzschrittweite: 1 %
  • Verweildauer: 3 s

3.10 Spannungsabfälle

Der Zweck des Experiments besteht darin, die Fähigkeit des Prüflings zu untersuchen, Spannungsabfälle und -einbrüche zu widerstehen.

Norm: IEC 61000-4-11 Kriterien B & C

Wie lässt sich die elektromagnetische Verträglichkeit verbessern?

1. EMV-Abschirmungsdesign

Die Wirksamkeit Ihres EMV-Abschirmungsdesigns hängt sowohl von der Art des gewählten Materials als auch von dessen Implementierung ab. Sie können die Leistung weiter verbessern, indem Sie verschiedene Materialarten miteinander kombinieren oder für jede einzelne Schicht Ihrer Abschirmung eine bestimmte Ausrichtung wählen.

1.1 Entlüftungsöffnung und Öffnungsdesign

Ventilation hole and opening design
ventilation hole and opening design

1.2 Konstruktion der strukturellen Überlappungsverbindung

Structural lap joint shielding design
structural lap joint shielding design

1.3 Das Kabel verläuft durch den Abschirmkörper.

Wenn die Leiter aus der Abschirmung herausragen, wird die Abschirmwirkung der Abschirmung erheblich beeinträchtigt. Diese Durchdringung tritt typischerweise auf, wenn das Kabel aus der Abschirmung austritt.

Shielded Cable Design
shielded cable design

1.4 Konstruktionsgrundsätze für Kabel, die aus dem Abschirmkörper herausgeführt werden

1.4.1 Bei Verwendung abgeschirmter Kabel wird an den Stellen, an denen die abgeschirmten Kabel aus dem Abschirmkörper austreten, eine Clip-Draht-Struktur verwendet, um eine zuverlässige Erdung zwischen der Abschirmschicht des Kabels und dem Abschirmkörper zu gewährleisten und eine ausreichend niedrige Kontaktimpedanz zu erzielen.

1.4.2 Bei Verwendung von abgeschirmten Kabeln sind abgeschirmte Steckverbinder zu verwenden, um die Signale aus dem Abschirmkörper zu übertragen, und die zuverlässige Erdung der Abschirmschichten der Kabel über die Steckverbinder sicherzustellen.

1.4.3 Bei Verwendung eines ungeschirmten Kabels sollte ein Filterstecker für die Übertragung verwendet werden. Aufgrund der Hochfrequenzeigenschaften des Filters wird sichergestellt, dass zwischen dem Kabel und der Abschirmung eine ausreichend niedrige Hochfrequenzimpedanz besteht.

1.4.4 Bei Verwendung ungeschirmter Kabel sollten die Kabel innerhalb (oder außerhalb) der Abschirmung kurz genug sein, um zu verhindern, dass Störsignale effektiv ausgekoppelt werden, wodurch die Auswirkungen der Kabeldurchführung verringert werden.

1.4.5 Die Stromleitung verlässt die Abschirmung durch den Stromfilter. Aufgrund der Hochfrequenzeigenschaften des Filters wird sichergestellt, dass zwischen der Stromleitung und der Abschirmung eine ausreichend niedrige Hochfrequenzimpedanz besteht.

1.4.6 Verwendung eines Glasfaserausgangs. Da die Glasfaser selbst keinen Metallkörper hat, gibt es kein Problem mit der Kabeldurchführung.

1.5 Schlechte Erdung

poor ground
poor ground

1.6 Abschirmmaterialien und Anwendungen

Die Materialien, die wir für die Abschirmung verwenden, umfassen leitfähiges Gewebe, Schilf, leitfähigen Gummi und spezielle PCB-Beschichtungen.

shielding materials
shielding materials

1.7 Abgeschnittene Wellenleiter-Belüftungsplatte

waveguide ventilation plate
waveguide ventilation plate

2. EMC-Erdungsdesign

2.1 Das Konzept und der Zweck der Erdung

2.1.1 Der erste dient der Sicherheit und wird als Schutzerdung bezeichnet. Das Metallgehäuse elektronischer Geräte muss geerdet sein, um zu verhindern, dass aufgrund von Unfällen eine übermäßige Erdspannung am Metallgehäuse auftritt, die die Sicherheit von Bedienern und Geräten gefährden könnte.

2.1.2 Der zweite dient dazu, einen niederohmigen Weg für den Stromrückfluss zu seiner Quelle, d. h. zur Arbeitserdung, bereitzustellen.

2.1.3 Blitzschutzerdung, um bei Blitzeinschlägen eine Stromableitung zu gewährleisten.

2.2 Die Erdung sorgt für die Signalrückführung.

return cerrent flow
return cerrent flow

2.3 Einpunkt-Erdung

Geeignet für Systeme mit einer Betriebsfrequenz unter 1 MHz.

single point grounding
single point grounding

2.4 Mehrpunkt-Erdung und gemischte Erdung

multi point grounding and mixed grounding
multi-point grounding and mixed grounding

3. EMC-Wellenfilter-Design

3.1 Definition des Wellenfilters

Ein Wellenfilter ist ein Gerät, das den Frequenzgehalt eines Signals verändert, indem es bestimmte Frequenzen selektiv dämpft, während andere durchgelassen werden.

wave filter
wave filter device

3.2 Art der Wellenfilter

Zu den gängigen Filtertypen gehören: Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Bandpassfilter und Bandsperrfilter. Wie in der Abbildung unten dargestellt:

different tyles of filters
different tyles of filters

Wenn ein Filter tiefe Frequenzen durchlässt und hohe Frequenzen blockiert, wird er als Tiefpassfilter bezeichnet. Wenn er tiefe Frequenzen blockiert und hohe Frequenzen durchlässt, handelt es sich um einen Hochpassfilter. Es gibt auch Bandpassfilter, die nur einen relativ schmalen Frequenzbereich durchlassen. Und einen Bandsperrfilter, der nur einen relativ schmalen Frequenzbereich blockiert.

3.3 Wellenfilterkomponenten

3.3.1 Kondensator (allgemeiner Kondensator, Dreipol-Kondensator);

3.3.2 Induktivität (allgemeine Induktivität, Gleichtaktinduktivität, Magnetperlen);

3.3.3 Widerstand;

3.4 Differentialmodusfilter und Gleichtaktfilterdesign

differential and common mode filtering
differential and common mode filtering

4. EMC-PCB-Design

4.1 PCB-Design

4.1.1 Layout: Ähnliche Schaltungen werden in einem Stück angeordnet, wobei das Prinzip der Steuerung des minimalen Pfades gilt. Hochgeschwindigkeitsschaltungen sollten nicht in der Nähe der kleinen Platine liegen, und das Leistungsmodul sollte sich in der Nähe der Position der einzelnen Scheibe befinden.

4.1.2 Schichtung: Die Hochgeschwindigkeits-Verdrahtungsschicht muss nahe an einer Erdungsschicht liegen, die Stromversorgung grenzt an die Erdung, eine Erdungsschicht sollte unter der Komponentenoberfläche platziert werden, zwei Oberflächenschichten können nahe an der Erdungsschicht platziert werden, und die innere Schicht sollte im Vergleich zur Oberflächenschicht um 20H eingerückt sein.

4.1.3 Verdrahtung: Kurze Leiterbahnen, optimale Leiterbahnbreite und großer Abstand zwischen verschiedenen Arten von Leiterbahnen (außer Signalen und ihren Rückleitungen, Differenzleitungen und abgeschirmten Erdungsleitungen), weniger Durchkontaktierungen, keine Schleifen, kleine Schleifenfläche, kabelloser Kopf.

4.1.4 Erdung: Ähnliche Schaltungen werden separat verteilt und an einem einzigen Punkt auf der Platine verbunden.

4.1.5 Filterung: Stromversorgungsmodul, funktionale Schaltungsauslegung, Wellenfilterkreis auf Platinenebene.

4.1.6 Schnittstellenschaltungsdesign: Schnittstellenschaltungsdesign-Filterschaltung zur Erzielung einer wirksamen Isolierung zwischen Innen und Außen.

4.2 Die Grundprinzipien der Gestaltung

4.2.1 Unter Bezugnahme auf das Funktionsblockdiagramm des Prinzips wird es auf der Grundlage des Signalflusses in Funktionsmodule unterteilt.

4.2.2 Getrennte Anordnung von digitalen Schaltungen und analogen Schaltungen, Hochgeschwindigkeitsschaltungen und Niedriggeschwindigkeitsschaltungen, Störquellen und empfindlichen Schaltungen.

4.2.3 Vermeiden Sie es, empfindliche Geräte oder Geräte mit starker Strahlung auf der Lötfläche der Einzelplatine zu platzieren.

4.2.4 Der Schleifenbereich empfindlicher Signale und starker Strahlungssignale ist am kleinsten.

4.2.5 Stark strahlende Geräte oder empfindliche Geräte wie Kristalle, Kristalloszillatoren, Relais, Schaltnetzteile usw. sollten nicht in der Nähe von Einplatinen-Griffen, externen Schnittstellenanschlüssen und empfindlichen Geräten platziert werden. Der empfohlene Abstand beträgt ≥1000 mil.

4.2.6 Empfindliche Geräte: Von stark strahlenden Geräten fernhalten, der empfohlene Abstand beträgt ≥1000 mil.

4.2.7 Isolationsgeräte, A/D-Geräte: Eingang und Ausgang sind voneinander getrennt, und es gibt keinen Kopplungsweg (z. B. benachbarte Referenzebenen), vorzugsweise über die entsprechende Trennwand hinweg.

4.3 Spezielle Geräteanordnung

4.3.1 Leistungsteil (am Stromeingang platziert).

4.3.2 Taktgeberteil (entfernt von der Öffnung, nahe der Last, Verdrahtung der inneren Schicht).

4.3.3 Induktionsspule (entfernt von EMI-Quelle).

4.3.4 Bus-Treiberteil (innere Verdrahtungsschicht, entfernt von der Öffnung, nahe der Senke).

4.3.5 Filterkomponenten (separater Eingang und Ausgang, nahe der Quelle, kurze Leitungen).

4.4 Anordnung der Filterkondensatoren

4.4.1 Alle Stromversorgungsschnittstellenschaltungen der Zweige.

4.4.2 In der Nähe von Komponenten mit hohem Stromverbrauch.

4.4.3 Bereiche mit großen Stromschwankungen, wie z. B. Ein- und Ausgangsanschlüsse von Leistungsmodulen, Lüftern, Relais usw.

4.4.4 Stromversorgungsschnittstellenschaltung der Leiterplatte.

4.5 Anordnung der Entkopplungskondensatoren

4.5.1 in der Nähe der Stromanschlüsse.

4.5.2 Geeigneter Standort und ausreichende Anzahl.

4.6 Die Grundprinzipien des Aufbaus der Schnittstellenschaltung

Geräte wie Filter, Schutzvorrichtungen und Isolatoren für Schnittstellensignale werden in der Nähe des Schnittstellenanschlusses platziert und zunächst geschützt und anschließend gefiltert.

Isolationsvorrichtungen wie Schnittstellentransformatoren und Optokoppler sind vollständig von Primär- und Sekundärseite isoliert.

Es gibt keine Überschneidung des Signalnetzwerks zwischen Transformator und Stecker.

Der dem Transformator entsprechende Bereich der unteren Schicht sollte so weit wie möglich ohne andere Geräte platziert werden.

Der Schnittstellenchip (Netzwerkanschluss, E1/T1-Anschluss, serieller Anschluss usw.) sollte so nah wie möglich am Transformator oder Anschluss platziert werden.

4.7 Verkabelung

Kurze Leiterbahnen, großer Abstand zwischen verschiedenen Arten von Leiterbahnen (außer Signalen und ihren Rückleitungen, Differenzleitungen und abgeschirmten Erdungsleitungen), weniger Durchkontaktierungen, keine Schleifen, kleine Schleifenfläche, kabelloser Kopf.

Bei Leiterbahnen mit Verzögerungsanforderungen entspricht ihre Länge den Anforderungen.

Es gibt keine rechten Winkel, und für wichtige Signalleitungen wird eine Bogenverrundung bevorzugt.

Die Signalleitungen benachbarter Schichten stehen senkrecht zueinander oder die parallele Verdrahtung wichtiger Signale benachbarter Schichten beträgt weniger als oder gleich 1000 MIL.

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