مقدمه مقدماتی

سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) یک الزام غیر قابل مذاکره برای دستگاه های قابل حمل مدرن است، از تلفن های هوشمند و قرص به پوشیدنی های پزشکی و دستی صنعتی. عملکرد ضعیف EMC می تواند منجر به یادآوری محصول، طراحی مجدد گران قیمت و حتی خطرات ایمنی شود، زیرا دستگاه ها در اندازه کوچک می شوند و قدرت پردازش بالاتر را بسته می کنند، این محوطه اولین و اغلب موثرترین خط دفاع در برابر دخالت الکترومغناطیسی (IEM طراحان مقاله را بررسی می کند، چگونه به طور مستقیم طراحی محصول و هدایت مستقیم مواد و هدایت می کند.

اصول EMC در دستگاه های قابل حمل

دو جنبه دارد: [FLT1] [FLT] [و یا از دستگاه] انرژی غیر متعهد شده است و immunity [FLT3] [FLT3] توانایی دستگاه برای عملکرد صحیح در حضور EMI خارجی.

منابع مشترک EMI در داخل یک دستگاه قابل حمل شامل:

  • سرعت بالا ساعت های دیجیتال و اتوبوس های داده
  • مبدل های قدرت سوئیچ (به عنوان مثال مبدل های DC-DC)
  • فرستنده های بی سیم (Wi-Fi، بلوتوث، سلول)
  • تخلیه الکترواستاتیک (ESD) از طریق پورت ها

انرژی EMI می تواند از طریق زمینه های پراکنده (فارفیلد و نزدیک به میدان) یا مسیرهایی را در امتداد کابل ها و ردها انجام دهد.یک محفظه موثر گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد و یک مسیر کم ارتفاع را برای ایجاد سر و صدا فراهم می کند.

نقش در هنر

هدایت الکتریکی ماده، بهره وری مغناطیسی و ضخامت آن را تعیین می کند (FLT:0) اثربخشی شیشه ای (SE) ، اندازه گیری در decibels (dB) بالاتر SE، بیشتر کاهش بی حسی EMI برای دستگاه های قابل حمل، وزن، و Manu Effects محدودیت های اضافی تحمیل می کند.

فلزات

فلزات همچنان استاندارد طلایی برای سپر EMI هستند.

  • سبک مقاومت در برابر خوردگی و به طور گسترده ای در دسترس است.سپر اثربخشی آلومینیوم 0.5 میلی متر می تواند بیش از 60 dB تا 1 گیگاهرتز باشد.
  • آلیاژهای مانیسیوم: حتی سبک تر از آلومینیوم، با سفت و سخت استفاده در لپ تاپ های برتر و قرص های مشابه SE، اما گران تر و مستعد خوردگی گالوانیزه هستند.
  • فولاد (tin-plated یا ضد زنگ): قابلیت مغناطیسی بالاتر محافظت بهتر در فرکانس های پایین (به عنوان مثال، 50 هرتز-1 مگاهرتز) را فراهم می کند اما مقرون به صرفه برای برنامه های خاص است.

محفظه های فلزی همچنین می توانند به عنوان سینک گرما عمل کنند، به مدیریت حرارتی کمک کنند – یک مزیت دوگانه.

پلاستیک

پلاستیک های غیر هیدروژل (ABS، PC، پلی کربنات) عایق های الکتریکی هستند و محافظت های ناچیزی را ارائه می دهند تا آنها را سازگار با EMI، طراحان پوشش های رسانای را اعمال می کنند یا پرکننده های رسانا را شامل می شوند:

  • پوشش های مشتق شده: لایه های اسپری بر روی یا بی سیم از نیکل، مس یا نقره، ترکیب نیکل-کوپر ارائه خوب SE (30-50 dB) در حالی که تعادل هزینه. Adhesion و مقاومت در برابر برای اطمینان طولانی مدت حیاتی است.
  • پلاستیک های مشتق شده: رزین پر از فیبر کربن، فیبرهای فولاد ضد زنگ، یا گرافیت با پوشش نیکل، آنها مراحل پوشش ثانویه را حذف می کنند، اما SE پایین تر از فلزات (معمولا 20-40 dB) و هزینه های مواد بالاتر است.

پلاستیک ها زمانی مورد علاقه قرار می گیرند که وزن، هندسه پیچیده یا شفافیت فرکانس رادیویی (برای آنتن های یکپارچه) مورد نیاز باشد.در چنین مواردی، سپر انتخابی – تنها سطوح داخلی – می تواند عملکرد آنتن را حفظ کند.

کامپوزیت ها و هیبریدی ها

محفظه کامپوزیت لایه های فلزی و پلاستیک را برای بهینه سازی عملکرد ترکیب می کند.به عنوان مثال، یک فویل فلزی نازک با یک پوسته بیرونی پلاستیکی می تواند SE بالا را ارائه دهد در حالی که اجازه می دهد رنگ ها و بافت های سفارشی دیگر از آن استفاده کنند (FLT:0 [MIM] [FLT 1] برای ساختارهای یکپارچه محافظ در یک چارچوب پلاستیکی.

طراحی های دیواری برای Optimal EMC

تنها ماده کافی نیست، طراحی فیزیکی محفظه – دریایی، دیافراگم و استراتژی پایه – اغلب موفقیت واقعی EMC را تعیین می کند.

دریا، مشترک، و سفال

هر مفصل یا درز در یک محفظه فلزی به عنوان یک آنتن بالقوه عمل می کند اگر به درستی پیوند داده نشود. Gaps به طور متناسب با طولانی ترین ابعاد خود، SE را از بین می برد.

  • استفاده از واشرهای گازی رسانا (elastomers پر از نقره یا نیکل گرافیت) در پوشش های قابل جابجایی و درب های باتری
  • مخازن گاز کش های انگشت برای برنامه های با فرکانس بالا (بالا از ۱ گیگاهرتز)
  • جوشکاری، با چسب های رفتاری، یا استفاده از چندین اتصال دهنده، کمتر از λ/20 در بالاترین فرکانس نگرانی قرار گرفت.
  • اطمینان از تمام قطعات فلزی با کمبود برق به هواپیمای زمینی سیستم پیوند می یابد

Apertures و تهویه

پنجره ها، کانکتورها، دکمه ها و دریچه های خنک کننده، بازهایی را ایجاد می کنند که EMI را برای یک دیافراگم مستطیلی نشت می دهند، SE تقریبا 20 dB در هر دهه افزایش طول اسلات را کاهش می دهد.

  • استفاده از منافذ با حلقه رسانا برای جریان هوا در حالی که حفظ SE
  • دیافراگم ها را در کنار منابع اصلی رای گیری قرار دهید
  • مخازن رسانای حرکتی کارفرما در اطراف نقاط نمایش و سوراخ های دکمه
  • از طرح های برش کم موجی برای سوراخ های دایره ای (به عنوان مثال برای میکروفون یا LED خروجی) استفاده کنید.

کابل و مدیریت اتصال

کابل هایی که وارد یا ترک می شوند به عنوان آنتن عمل می کنند.بهترین شیوه ها عبارتند از:

  • استفاده از مهره های فریت یا لکه های رایج در کابل های داخلی
  • سپرهای کابل زمینی در هر دو انتهای تماس 360 درجه (pigtails به طور قابل توجهی کاهش اثربخشی)
  • کابل های مسیریابی از دیافراگم ها و لبه های محفظه دور
  • اضافه کردن خازن های تغذیه یا کانکتور های فیلتر در مرزهای محفظه

پارتیشن داخلی و چیدمان

آرایش فیزیکی بخش های PCB می تواند بار در مدارهای پر سر و صدا گروه (به عنوان مثال، منابع قدرت سوئیچ) را از مدارهای آنالوگ حساس یا RF کاهش دهد.در نظر داشته باشید که اضافه کردن قوطی های محافظ داخلی یا دیوارهای فلزی (cast به عنوان بخشی از محوطه) برای جداسازی بخش های فرکانس بالا.

ضخامت مواد، کیفیت سطح و اثر پوست

اثربخشی شیلد به سادگی متناسب با ضخامت نیست، در فرکانس های بالا، اثر skin جریان را به یک لایه نازک در نزدیکی سطح است. برای مس در 1 گیگاهرتز، عمق پوست حدود 2 μm ضخامت دارد - بنابراین یک پوشش 5μm برای اکثر برنامه های با فرکانس بالا (به عنوان مثال فولاد، 100 کیلوهرتز، در آلومینیوم کافی است.

کیفیت سطح اهمیت دارد: سطوح خشن، خراش ها یا پوشش های ضعیف می توانند مقاومت سطح را افزایش دهند و طلاهای بدون نیکل (ENIG) یا نقره اغلب برای حفظ مقاومت تماس پایین در جلبک های دریایی و رابط های گاز استفاده می شوند.

تکنیک های پیشرفته ی

برای دستگاه هایی که دارای الزامات شدید EMC (پزشکی، نظامی، خودرو) هستند، اقدامات اضافی شامل موارد زیر می شود:

  • محفظه چند لایه: یک پوسته داخلی فلزی احاطه شده توسط یک مسکن بیرونی پلاستیکی ایجاد قفس فارادی به علاوه انعطاف پذیری زیبایی شناسی.
  • [در این میان]، [و] [و] [و] [و]] [و [به سبب]]، [و] [به سبب] [و]]]، [و] [به سبب اعمال فشار و فشار]، [و] [به سبب اعمال فشار و فشار و فشار]، [و] [به کار می روند.
  • (FLT:0) سپرهای سطح مرکزی (BLS): فلز می تواند یا فریم هایی که به طور مستقیم به PCB فروخته می شوند، مکمل به محفظه.
  • الکترو مغناطیسی مواد جذب [FLT 1] ( کاشی های سورنیت، پلیمر های کربن بارگذاری شده) داخل محفظه قرار داده شده برای مرطوب کردن مجدد حفره سوراخ.

آزمون و پیاده سازی

معتبر سازی عملکرد EMC باید در اوایل چرخه طراحی رخ دهد.قبل انطباق با یک بررسی طیف و نزدیک به میدان می تواند مسائل را قبل از آزمون رسمی انطباق کامل شامل:

  • تست انتشار گازهای گلخانه ای (30 مگاهرتز – 1 گیگاهرتز برای اکثر دستگاه های مصرف کننده، تا 40 گیگاهرتز برای تجهیزات IT)
  • تست انتشار گازهای گلخانه ای (150 کیلوهرتز – 30 مگاهرتز)
  • تست های بی تحرک (ESD، RF تابش شده، الکتریکی سریع ترانسی)

به ، قوانین ایمنی RF [FLT1] و 61000 اشاره کنید، بسیاری از طراحان محصول نیز از منابع مواد عملکردی یا M EMIS] استفاده می کنند.

نتیجه گیری

مواد و طراحی دکوراسیون عوامل جدایی ناپذیر در دستیابی به سازگاری EMC برای دستگاه های قابل حمل هستند. فلزات اثربخشی سپر بالا را در هزینه وزن ارائه می دهند، در حالی که پلاستیک نیاز به استفاده از پوشش ها یا پرکننده ها دارد، طراحی باید به درزها، دیافراگم ها، زمین و مسیریابی کابل برای جلوگیری از ایجاد آنتن های ناخواسته، با توجه به عمق پوست، کیفیت پیشرفته و تکنیک های همکاری مکانیکی، و مهندسان محیط زیست، می تواند تعادل را تقویت کند تا از ایجاد آنتن های چند منظوره و تجهیزات عملکرد.