הבנה של EMC במכשירים ניידים עוצמתיים בסוללות

תאימות אלקטרומגנטית (EMC) מבטיחה כי מכשירים אלקטרוניים פועלים כראוי בסביבה האלקטרומגנטית המיועדת שלהם מבלי לגרום או סבל מהתערבות בלתי מתקבלת על הדעת. עבור מכשירים ניידים מופעלים סוללות, אשר משלבים יותר ויותר מעגלים דיגיטליים מהירים, רדיו אלחוטיים וחיישנים אנלוגיים רגישים, תאימות EMC היא גם דרישה רגולטורית וגורם קריטי להבטחת חשמל, כגון ועדת התקשורת הפדרלית (CC) בארצות הברית, ההפרעות משמעתיות של האיחוד האירופי, כמו דרישות תכנון הדוקות ותקנות כוחיות אחרות, וכן , וכן , וכן סודיות אזוריות אחרות של CCMI.

אתגרים ייחודיים בעיצובים מבוססי סוללות

מכשירים המופעלים על ידי סוללה שונים באופן מהותי מהציוד הראשי של כוח האנרגיה, המעצבים המוגבלים של תקציב האנרגיה כדי למזער את צריכת החשמל, אשר לעתים קרובות סכסוכים עם מדדי נגד EMC חזקים. Shielding מוסיף משקל ותופס נפח; סינון עלייה בספירת רכיב והפסדי חשמל; תוכניות מקרקע חייבות להתאים אתגרים מרובים-layer מודפסים (PCB) עם שטח מוגבל, בנוסף, המחמירים ו-DC-החומרים החיוניים ביעילות עבור מתחים המופעלים למתחים למתחים ניידים, הם בלתי צפויים לפעול באופן קבוע, כולל של מערכות הפעלה של מערכות הפעלה של מערכות הפעלה של מערכות הפעלה של מערכות הפעלה (PCB) עם רכיבי אבטחה אלחוטיות, כולל של מערכות הפעלה בלתי צפויות (PCB) עם רכיבי אבטחה) עם רכיבי אבטחה אלחוטיות, כולל של מערכות הפעלה) עם טווח רגישים של מערכות הפעלה (PCB) עם טווח רגישים של מערכות הפעלה) עם טווח מתכת (PCB) עם טווח מתכת (PCB) עם שטח מוגבל.

עקרונות הליבה של עיצוב EMC

מגן מגן

חסימת שימוש במכלולים או במחסומים המכילים שדות אלקטרומגנטיים או לחסום שדות חיצוניים.עבור מכשירים מופעלים על סוללות, המתחם עשוי להיות כעס מתכת, ציפוי התנהגותי על פלסטיק, או מגן מתכת מוטבע יכול נמכר ל- PCB.המגן חייב להיות חיבורי אחסון נמוכים יותר מאשר כיסויי חשמל קבועים (בדרך כלל כל λ/20 בתדירות הגבוהה ביותר של Aperture for the mediaer for the be ampreceptions), ולא be aggicketsive radioissive to be aceptionsive radio, I be aggicials.com, I be a מיקרופוןs.com, I be a , I be a , I can be a , i be a Tobaccosive to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground to the ground be a Tobaccos.orgs a λ

סינון

מסננים מדכאים אנרגיה אלקטרומגנטית לא רצויה על המוליכים.בעיצובים ניידים, מסננים הם בעיקר רשתות LC פסיביות, מפרט beads, Common-Mode נחנק, והזנת דרך capacitors.הנקודות המסננות הקריטיות ביותר הן קלט הסוללה, שבו החלפת רעשים יכולה להתפשט מחוץ למכשיר ולהיפך, וקווי קלט / קידוד של DC-DCers.

המונחים: Grounding

ייצוב קובע פוטנציאל התייחסות נמוך לכל המעגלים.במכשירים המופעלים על ידי סוללות, אין קרקע; במקום זאת, קרקעית המעגל (נקראת לעתים קרובות "קרקע חתומה" או "GND") משמשת כנתיב החזרה לכל זרמים.מטוס קרקע מוצק הוא חיוני לשליטה בפליטות קורנות, ניהול זרמי החזרה, ומספק התייחסות לפילטרים מעומקים.

בחירה מתאימה

בחר רכיבים עם רעש עמוק יותר וחסינות גבוהה יותר.עבור מעבר הרגולטורים, מכשירים נבחרים עם מודולציה בתדר ספקטרום מבוזר, אשר מרחיב רעש על רוחב פס רחב יותר ומפחית את רמות השיא. השתמש ב capaciacitors קרמיקה נמוך מיצרנים מכובדים; X7R או NP0 dielectrics מציעים ציפוי יציב על טמפרטורה ומתח.

אופטימיזציה של PCBout Optimization

ליילט הוא ככל הנראה הפעילות היחידה המשפיעה ביותר של עיצוב EMC.כלל הזהב הוא למזער את אזור הלולאה (האזור מוקף אות ואת נתיב החזרה שלה) עבור כל אות גבוה.לאה קטנה קורנת פחות והוא פחות רגיש לשדות מגנטיים.

  • להציב אותות מהירים (שעון, אוטובוסים נתונים, RF) על שכבות פנימיות בין מטוסים קרקעיים או כוח (תצורת סטריפליין) לשדות מוגבלים.
  • שמור את כל השרידים קצרים ככל האפשר, במיוחד עבור שעון והחלפת צמתים.
  • להימנע מזווית של 90 מעלות; להשתמש chamfers 45 מעלות או עקבות מעוקלים כדי לשלוט בשינויים של מוטציות.
  • רכיבים קבוצתיים על ידי תפקוד: מעגלי אספקת החשמל הרחק אנלוגיה רגישה; עיבוד דיגיטלי הרחק מ-RF.
  • לספק נתיב החזרה קרקע רציף ישירות מתחת לכל סימן.אם עקבות חייבים לשנות שכבות, להוסיף קרקע קרובה דרך לשמור על לולאה.
  • השתמש בסיס מוצק מלא על כל השכבות החיצוניות, עם תפרים קרקעיים תכופים לאורך הקצוות של הלוח כדי לדכא קרינה קצה.
  • עבור זוגות שונים (למשל, USB, Ethernet), לשמור על התכווצויות קבועות ואורך התאמה כדי להבטיח דחייה משותפת.

אסטרטגיות עיצוב מפורטות למכשירים מבוססי סוללות

מינימום ביצוע Emissions

פליטות מוליכים על קו אספקת הסוללה הם דאגה עיקרית עבור תאימות רגולטורית.התחל על ידי אפיון ספקטרום הרעש של כל DC-DC ממירר. תדירות המעבר הבסיסית (בדרך כלל 1-3 MHz) ואת הרמוניות שלה יכול להרחיב היטב לתוך רצועת FM, השתמש פילטר הנוכחי על לוח הבקרה של CFer עם תדירות חיתוך מתחת למחזור הבסיסית.

חידושים רדידומים

פליטות מהדהדות בין 30 MHz ו 1 GHz נגרמות בדרך כלל על ידי אנטנה לא מכוונת שנוצרו על ידי עקבות PCB, כבלים, ומרכיב מוביל.הצעד היעיל ביותר הוא לשמור על הלולאות הנוכחיות גבוהות ככל האפשר.עבור מעבר אחד (למשל, ניקוז של מ"מ בתוך מהפך accre), את השבר, את מתג הפלט, בתוך חדר השינה הקדמי, ואת הפלט של כל הפלט, כדי למנוע את הפלט של כל אחד מהם.

כוח אינטגרטיביות וניהול סוללות

שלמות כוח (PI) קשורה באופן אינטימי עם EMC. A רועשת רכבת יכול לגרום שגיאות לוגיקה דיגיטלית ורגישות מקלט RF מכווץ. עבור מכשירים מופעלים סוללות, רשת החשמל חייבת לספק מתח נקי ויציב בטווח המלא של זרמי עומס. השתמש במספר רב של capaciling כדי לספק את מערכת ההפעלה שלה לחץ אווירית נמוכה יותר, 000 קרמיקה עבור עומס גבוה על ידי ע"פ, 100F עבור תדרים ביניים, ו 10 מיקרו מטען עצמי צריך להיות מגובה מערכת הגנה על גבי לוח המטען הקטן ביותר.

עיצוב אלחוטי ו-Wire Wireless Design

מכשירים ניידים יותר ויותר מארחים רדיו אלחוטיים מרובים (Wi-Fi, Bluetooth, סלולרי, GPS) בעיות EMC לעתים קרובות בולט כמו desensitization: אנרגיה המועברת ברדיו אחד מחלחלת למקלט של רדיו אחר שפועל בסמוך. השתמש בשילוב של מסננים מקובצי Cookie, בידוד אנטנה, מספרי זמן של דליפות, והפרדה פיזית. שמור אנטנה לפחות λ (בתדירות הנמוכה ביותר של קווי רדיו).

בדיקות והתאמה

עיצוב EMC מוצלח תלוי אימות לאורך מחזור הפיתוח, לא רק בסוף.התחל עם מדידות טרום ציות באמצעות מנתח ספקטרום, סט חקירה ליד שדה, ו LISN ליד שדה בדיקות עוזר לאתר מקורות רעש על ה- PCB: לולאה מגנטית מזהה לולאות נוכחיות, בעוד שדה חשמלי מזהה תנודות מתח מוקדם של כתמים חמים לחסוך מאוחר-מעקביות מבוצעת: בדיקות סוללות סטנדרטיות, חייב להיות בדיקות סטנדרטיות, כולל בדיקות סטנדרטיות, בעוד שדה חשמליות, בדיקות מעבדה סטנדרטיות, בעוד בדיקות סטנדרטיות, בעוד בדיקות מעבדה סטנדרטיות.

  • פליטות מותאמות (CISPR 32 / FCC חלק 15B) על נמל אספקת החשמל - החל אם המכשיר נטען באמצעות USB או מתאם ייעודי.
  • פליטות רדיated (CISPR 32 / FCC חלק 15B) בתא חצי-קוגני מ 30 MHz ל 6 GHz עבור רוב מוצרי האלקטרוניקה של הצרכנים.
  • חסינות רדיated (IEC 61000-4-3) כדי להבטיח שהמכשיר לא יתקלקל כאשר נחשף לשדות עד 3 V/m או גבוה יותר.
  • חסינות שחרור אלקטרומגנטית (IEC 61000-4-2) לעמוד בקשר ±8 kV ו- ±15 kV פריקה אווירית על פני השטח הנגישים והמחברים.

כל פרטי ההתקנה של הבדיקה, כולל אורך כבל, מצב סוללות (שטען נגד depleted), וכיוון המכשיר. מכשירים ניידים רבים מבצעים אחרת בהתאם לרמת הטעינה, כי מחזורי המחיה של הרגולטור משתנים.

מסקנה

תכנון תאימות אלקטרומגנטית למכשירים ניידים מופעלים סוללות הוא אתגר רב פנים הדורש שילוב של מגן, סינון, ריצוף, בחירת רכיב, פריסת PCB מראש של הפרויקט.המגבלות של גודל קטן, משקל נמוך, וצריכת חשמל מינימלית לעשות כל החלטה קומפקטית בעיצוב עצמה, על ידי יישום עקרונות המתוארים במאמר זה - צמצום אזורי השקעה, באמצעות סינון אסטרטגי בקלטות, יישום משמעת יעילה ובדיקה חוזרת של ביצועים יציבים עם אבטחה מוקדמת.