Tầm quan trọng của bảng PCB trong thiết kế EMC

Ngoài việc lựa chọn và thiết kế mạch của các thành phần, thiết kế bảng mạch in (PCB) tốt cũng là một yếu tố rất quan trọng trong khả năng tương thích điện từ. Chìa khóa để thiết kế PCB trong EMC là giảm diện tích quay trở lại càng nhiều càng tốt và để đường quay trở lại chảy theo hướng thiết kế. Dòng trở lại phổ biến nhất đến từ các vết nứt của mặt phẳng tham chiếu, sự biến đổi của lớp mặt phẳng tham chiếu và tín hiệu truyền qua đầu nối. Tụ điện xung đột hoặc hộp chứa điện tách rời có thể giải quyết một số vấn đề, nhưng cần xem xét trở kháng tổng thể của tụ điện, đục lỗ, miếng đệm và hệ thống dây điện.

LISUN SG61000-5 hoàn toàn tự động máy phát điện đột biến (còn được gọi là kiểm tra khả năng miễn nhiễm xung sét, bộ tạo sóng kết hợp, bộ tạo dòng / bộ tạo điện áp tăng, điện áp tăng kết hợp và bộ tạo dòng). LISUN máy phát điện đột biến và khác EMC thiết kế dụng cụ thử nghiệm với bảng mạch PCB. Nếu gặp bất kỳ vấn đề nào, chỉ cần thay thế bảng mạch PCB.

Chiến lược lớp PCB
Độ dày của độ dày, quy trình đục lỗ và số lớp của bảng mạch trong thiết kế bảng mạch không phải là chìa khóa để giải quyết vấn đề. Ngăn xếp lớp tuyệt vời là bỏ qua và tách rời luồng cung cấp điện. Chìa khóa để chặn trường điện từ của tín hiệu và nguồn điện. Từ quan điểm của đường tín hiệu, một chiến lược phân lớp tốt nên đặt tất cả dây tín hiệu trên một hoặc một số lớp, các lớp này nằm cạnh lớp nguồn hoặc lớp tiếp đất. Đối với việc cung cấp điện, một chiến lược phân lớp tốt nên tiếp giáp với lớp điện và lớp đất, và khoảng cách giữa lớp điện và lớp đất càng nhỏ càng tốt. Đây là những gì chúng tôi nói về chiến lược "lớp". Dưới đây chúng tôi sẽ nói về các chiến lược phân tầng PCB tuyệt vời.

1. Mặt phẳng hình chiếu của lớp dây phải nằm trong khu vực mặt phẳng quay lại của nó. Nếu lớp dây không nằm trong khu vực hình chiếu của lớp mặt phẳng trở lại của nó, thì trong quá trình đi dây sẽ có các đường tín hiệu bên ngoài khu vực hình chiếu, điều này sẽ gây ra sự cố “bức xạ cạnh” và nó cũng sẽ gây ra bản chất khu vực vòng lặp tín hiệu.
2. Cố gắng tránh các cài đặt liền kề của lớp dây. Do đường tín hiệu song song trên lớp dây liền kề sẽ gây ra dây tín hiệu, nếu lớp dây không liền kề, khoảng cách giữa lớp giữa hai lớp dây nên được kéo thích hợp để giảm khoảng cách lớp giữa lớp dây và tín hiệu của nó vòng.
3. Lớp mặt phẳng liền kề phải tránh chồng lên mặt phẳng hình chiếu của nó. Vì khi chiếu chồng lên nhau, điện dung ghép giữa các lớp sẽ gây nhiễu giữa các lớp ghép.

Thiết kế bảng nhiều lớp:
Khi tần số xung nhịp vượt quá 5 MHz hoặc thời gian tăng tín hiệu nhỏ hơn 5ns, để kiểm soát tốt khu vực vòng lặp tín hiệu, thường cần thiết kế bảng nhiều lớp. Hãy chú ý đến các nguyên tắc sau khi thiết kế bảng nhiều lớp:
1. Các lớp dây chính (đường đồng hồ, bus, đường tín hiệu giao diện, cáp tần số vô tuyến, đường tín hiệu đặt lại, đường tín hiệu chip và các loại cáp tín hiệu điều khiển khác, v.v.) phải liền kề với mặt phẳng tiếp đất hoàn chỉnh. Đường tín hiệu nói chung là đường tín hiệu có bức xạ mạnh hoặc cực nhạy. Hệ thống dây điện gần mặt đất có thể giảm diện tích vòng lặp tín hiệu, giảm cường độ bức xạ hoặc cải thiện khả năng chống nhiễu.
2. Mặt phẳng cung cấp điện phải được so sánh với độ co rút bên trong mặt phẳng liền kề của nó (giá trị khuyến nghị là từ 5h đến 20h). So với sự co rút bề mặt đất hồi lưu, mặt phẳng năng lượng có thể ức chế hiệu quả vấn đề “bức xạ cạnh”, như thể hiện trong hình bên dưới.

Ngoài ra, mặt phẳng nguồn làm việc của chủ sở hữu bo mạch đơn (mặt phẳng cung cấp điện được sử dụng rộng rãi nhất) phải liền kề với mặt phẳng nối đất của nó để giảm diện tích mạch của dòng điện một cách hiệu quả.

3. Các lớp TOP và BOTTOM của bảng đơn có không có đường tín hiệu ≥50MHz hay không. Nếu vậy, tốt nhất là lấy tín hiệu tần số cao giữa hai lớp phẳng để ức chế bức xạ không gian của nó.
Thiết kế bảng một lớp và bảng hai lớp:
Đối với thiết kế bảng một lớp và hai lớp, chủ yếu phải trả tiền thiết kế các đường tín hiệu chính và dây nguồn. Phải có đường tiếp đất gần đường cấp điện để giảm diện tích mạch dòng điện.

Hai bên của đường tín hiệu chính của bo mạch một lớp phải là “Đường nhóm hướng dẫn”, như thể hiện trong Hình bên dưới. Cần có một mặt đường có diện tích lớn trên mặt phẳng hình chiếu của đường tín hiệu chính của bảng hai lớp hoặc phương pháp xử lý tấm cùng lớp và nên thiết kế “Đường nhóm hướng dẫn”, như trong hình. Một mặt ở cả hai bên của đường tín hiệu chính, một mặt có thể giảm vùng tín hiệu. Ngoài ra, nó cũng có thể ngăn nhiễu dây giữa dây tín hiệu và các dây tín hiệu khác.

Đối với thiết kế bảng một lớp và hai lớp, chủ yếu phải trả tiền thiết kế các đường tín hiệu chính và dây nguồn. Phải có đường tiếp đất gần đường cấp điện để giảm diện tích mạch dòng điện.

Hai bên của đường tín hiệu chính của bo mạch một lớp phải là “Đường nhóm hướng dẫn”, như thể hiện trong Hình bên dưới. Cần có một mặt đường có diện tích lớn trên mặt phẳng hình chiếu của đường tín hiệu chính của bảng hai lớp hoặc phương pháp xử lý tấm cùng lớp và nên thiết kế “Đường nhóm hướng dẫn”, như trong hình. Một mặt ở cả hai bên của đường tín hiệu chính, một mặt có thể giảm vùng tín hiệu. Ngoài ra, nó cũng có thể ngăn nhiễu dây giữa dây tín hiệu và các dây tín hiệu khác.

Lưu ý: Đường màu đỏ là đường tín hiệu chính và đường màu xanh là đường nối đất

Kỹ năng bố trí PCB
Khi thiết kế bố cục PCB, các nguyên tắc thiết kế của các đường thẳng dọc theo luồng tín hiệu đến đường thẳng phải được bao quanh hoàn toàn càng nhiều càng tốt. Điều này có thể tránh ghép tín hiệu trực tiếp và ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu. Ngoài ra, để tránh nhiễu và ghép nối giữa mạch và các linh kiện điện tử, vị trí đặt mạch và bố cục của linh kiện cần tuân thủ như sau:
1. Nếu giao diện "sạch" trên một bảng duy nhất, bộ lọc và thiết bị cách ly phải được đặt trên dải cách ly giữa "sạch" và nơi làm việc. Điều này có thể tránh được các thiết bị lọc hoặc cách ly ghép nối với nhau thông qua lớp phẳng để làm suy yếu hiệu ứng. Ngoài ra, trên “vùng đất sạch” không được đặt thiết bị nào khác ngoài thiết bị lọc và bảo vệ.

2. Khi đặt nhiều loại mạch mô-đun trên cùng một PCB, mạch kỹ thuật số và mạch mô phỏng, mạch tốc độ cao và mạch tốc độ thấp nên được tách biệt để tránh nhiễu giữa mạch kỹ thuật số, mạch tương tự, mạch tốc độ cao và mạch thấp - mạch tốc độ. Ngoài ra, khi có các mạch tốc độ cao, trung bình và thấp trên bảng mạch cùng một lúc, để tránh nhiễu mạch tần số cao phát ra qua giao diện, nên tuân theo các nguyên tắc bố trí trong hình bên dưới.

3. Mạch lọc trong cổng đầu vào của bảng dòng phải được đặt gần giao diện để tránh bị ghép nối lại bởi dòng bộ lọc.

4. Các thiết bị lọc, bảo vệ và cách ly của mạch giao diện ở gần vị trí giao diện. Như thể hiện trong hình bên dưới, hiệu quả bảo vệ, lọc và cách ly có thể đạt được một cách hiệu quả. Nếu có cả mạch lọc và mạch bảo vệ tại giao diện, thì nên tuân theo nguyên tắc bảo vệ trước rồi mới lọc. Do mạch bảo vệ được sử dụng để thực hiện triệt tiêu quá áp và quá dòng bên ngoài, nếu mạch bảo vệ được đặt sau mạch lọc, mạch lọc sẽ bị hư hỏng do quá áp và quá dòng. Ngoài ra, do dây đầu vào và đầu ra của mạch sẽ làm suy yếu tác dụng lọc, cách ly hoặc bảo vệ khi mạch được ghép nối với nhau. Khi bố trí, mạch lọc (bộ lọc), cách ly và cáp đầu vào và đầu ra của mạch bảo vệ không được ghép nối.

5. Các mạch hoặc thiết bị nhạy cảm (chẳng hạn như mạch đặt lại, v.v.) cách xa các cạnh của bảng đơn, đặc biệt là cạnh của giao diện veneer ít nhất 1000 triệu.

6. Mạch đơn vị hoặc thiết bị có dòng điện thay đổi lớn (chẳng hạn như đầu vào và đầu ra của mô-đun nguồn, quạt và rơle) nên được đặt gần đó để giảm diện tích vòng lặp của mạch dòng điện lớn.

7. Thiết bị lọc cần được xả song song để tránh mạch sau khi lọc bị nhiễu trở lại.

8. Stry, pha lê, rơle, nguồn chuyển mạch và các thiết bị bức xạ mạnh khác cách đầu nối giao diện veneer ít nhất 1000 triệu. Bằng cách này, nhiễu có thể được bức xạ trực tiếp ra khỏi cáp hoặc dòng điện được kết hợp với bức xạ bên ngoài.

Quy tắc nối dây PCB
Ngoài việc lựa chọn và thiết kế mạch của các thành phần, hệ thống dây điện bảng mạch in (PCB) tốt cũng là một yếu tố rất quan trọng trong khả năng tương thích điện từ. Do PCB là thành phần vốn có của hệ thống nên khả năng tương thích điện từ nâng cao trong hệ thống dây PCB sẽ không làm tăng thêm chi phí cho quá trình hoàn thiện cuối cùng của sản phẩm. Bất kỳ ai cũng nên nhớ rằng hệ thống dây PCB kém có thể gây ra nhiều vấn đề về tương thích điện từ hơn là loại bỏ những vấn đề này. Trong nhiều ví dụ, ngay cả khi bộ lọc và các thành phần được thêm vào, những vấn đề này không thể được giải quyết. Cuối cùng, anh ấy phải đi dây lại toàn bộ bảng. Do đó, phát triển thói quen đi dây PCB tốt ngay từ đầu là phương pháp tiết kiệm tiền nhất. Phần sau đây sẽ giới thiệu một số quy tắc chung về đi dây PCB và chiến lược thiết kế dây nguồn, cáp nối đất và cáp tín hiệu. Cuối cùng, theo các quy tắc này, các biện pháp cải tiến dành cho bảng mạch in điển hình của bộ điều hòa không khí.

1. Tách dây
Chức năng của hệ thống dây điện là để giảm thiểu độ xiên và khớp nối tiếng ồn giữa các đường dây liền kề trong cùng một lớp PCB. Thông số kỹ thuật 3W chỉ ra rằng tất cả các tín hiệu (đồng hồ, video, âm thanh, thiết lập lại, v.v.) phải được cách ly giữa trực tuyến và đường truyền, các cạnh, các cạnh với các cạnh như trong Hình 10. Để giảm hơn nữa khớp nối từ tính, điểm chuẩn là được phân phối gần tín hiệu chính để cách ly nhiễu ghép được tạo ra trên các đường tín hiệu khác.

2. Tuyến bảo vệ và dẫn dòng
Đặt các đường chuyển hướng và bảo vệ là một phương pháp rất hiệu quả để cách ly và bảo vệ tín hiệu đồng hồ hệ thống trong một hệ thống đầy nhiễu. Trong hình bên dưới, các đường song song hoặc đường bảo vệ trong PCB được phân bố dọc theo đường tín hiệu chính. Đường bảo vệ không chỉ cách ly từ thông ghép được tạo ra bởi các đường tín hiệu khác mà còn cách ly với việc ghép các đường tín hiệu khác khỏi việc ghép các đường tín hiệu khác. Sự khác biệt giữa đường dây dẫn dòng và đường dây bảo vệ là đường dây dẫn dòng không cần được nối (nối đất), nhưng cả hai đầu của đường dây bảo vệ phải được nối đất. Để tiếp tục giảm khớp nối, các đường bảo vệ trong PCB nhiều lớp có thể được thêm vào mặt đất ở mọi phần khác.

3. Thiết kế dây nguồn
Tùy thuộc vào kích thước của bảng đường dây, chiều rộng của đường dây điện được làm dày nhất có thể để giảm điện trở của mạch. Đồng thời, hướng của dây nguồn và đường đất phù hợp với hướng truyền dữ liệu giúp tăng cường khả năng chống nhiễu. Trong bảng điều khiển đơn hoặc bảng điều khiển đôi, nếu dây nguồn có chiều dài, tụ điện nối đất phải được thêm vào mặt đất cứ sau 3000mil và giá trị điện dung là 10UF + 1000PF.

4. Thiết kế mặt bằng
Nguyên tắc thiết kế đường đất là:
(1) Tách kỹ thuật số khỏi mô phỏng. Nếu có cả mạch logic và mạch có dây trên bảng mạch, thì chúng nên được tách ra càng tốt. Mặt đất của mạch tần số thấp nên được sử dụng như một điểm duy nhất và kết nối mặt đất. Khi việc nối dây thực tế gặp khó khăn, nó có thể được nối nối tiếp một phần trước khi nối đất. Mạch tần số cao nên sử dụng mặt đất kết nối đa điểm, đường nối đất nên được cho thuê ngắn và thuê, và các phần tử tần số cao nên được sử dụng như một diện tích lớn của lá sàn giống như lưới càng nhiều càng tốt.
(2) Dây nối đất càng dày càng tốt. Nếu dây nối đất được sử dụng với các đường dây quá lan can, điện thế nối đất sẽ thay đổi theo sự thay đổi của dòng điện làm giảm hiệu quả chống nhiễu. Do đó, dây nối đất phải dày hơn để có thể gấp ba lần dòng điện cho phép trên bảng in. Nếu có thể, đường tiếp đất phải cao hơn 2 ~ 3 mm.
(3) Đường nối đất tạo thành một vòng khép kín. Bảng in bao gồm các mạch kỹ thuật số hầu hết có thể cải thiện khả năng chống nhiễu.

5. Thiết kế cáp tín hiệu
Đối với cáp tín hiệu chính, nếu bo mạch đơn có lớp định tuyến tín hiệu bên trong, thì các đường tín hiệu chính, chẳng hạn như đồng hồ, là vải ở lớp bên trong và các lớp dây ưu tiên sẽ được ưu tiên. Ngoài ra, đường tín hiệu chính không được di chuyển qua khu vực phân chia, bao gồm khoảng cách mặt phẳng tham chiếu do đục lỗ và miếng đệm gây ra, nếu không sẽ làm tăng diện tích vòng lặp tín hiệu. Ngoài ra, đường tín hiệu chính phải cách cạnh mặt phẳng tham chiếu ≥ 3H (H là chiều cao của mặt phẳng tham chiếu khoảng cách đường truyền) để hạn chế hiệu ứng bức xạ cạnh.

Đối với các loại cáp tín hiệu nhạy cảm như cáp đồng hồ, bus và cáp tần số vô tuyến, cáp tín hiệu đặt lại, cáp tín hiệu chip, tín hiệu điều khiển hệ thống và các cáp tín hiệu nhạy cảm khác, nên để dây tín hiệu cách xa giao diện. Do đó, tránh ghép nhiễu trên đường tín hiệu bức xạ mạnh với đường tín hiệu ngoài luồng và tỏa ra bên ngoài; tránh ghép nhiễu bên ngoài do nhiễu nước ngoài đưa vào giao diện với đường tín hiệu nhạy cảm, gây ra lỗi hoạt động của hệ thống.

Đối với cáp tín hiệu vi sai phải nằm trên cùng một lớp, các đường bằng nhau và song song để giữ cho trở kháng ổn định, không có định tuyến nào khác giữa các đường vi sai. Vì trở kháng đồng chế độ của dòng vi sai bằng nhau nên nó có thể cải thiện khả năng chống nhiễu.
Theo các quy tắc nối dây ở trên, mạch bảng mạch in điển hình của bộ điều hòa không khí được cải thiện và tối ưu hóa, như trong hình bên dưới:

Nhìn chung, sự cải thiện của EMC thiết kế của thiết kế PCB là: Trước khi đi dây, hãy nghiên cứu sơ đồ thiết kế của đường dẫn trở lại, có cơ hội tốt nhất để thành công, có thể đạt được mục tiêu giảm bức xạ EMI. Và trước khi đi dây thực tế, thay đổi lớp dây, v.v., không phải tốn bất kỳ khoản tiền nào, là cách cải thiện rẻ nhất EMC.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết áp, Tích hợp hình cầu, Máy quang phổ, Surge Generator, Súng giả lập ESD, Bộ thu EMI, Thiết bị kiểm tra EMC, Kiểm tra an toàn điện, Phòng môi trường, Buồng nhiệt độ, Đài Khí tượng Thủy văn, Phòng nhiệt, Thử nghiệm phun muối, Phòng kiểm tra bụi, Kiểm tra không thấm nước, Kiểm tra RoHS (EDXRF), Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ: Service@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh Sales@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8618117273997

Tags:EFT61000-4 , EMI-9KB , ESD61000-2 , SG61000-5