행동 배출과 어떻게 Mitigate Them

행동 배출은 무엇입니까?

전자장치는 전자장치가 전자장치가 방해를 일으키거나 경험하지 않고 공유 전자기 환경에서 작동할 수 있다는 것을 보증합니다. 이 배출은 전력선, 신호 케이블 및 지상 연결과 같은 전도성 경로에 따라 전파되는 전기 소음을 초과하는 EMC의 중요한 부분입니다. 반경이 없는 방출은, 유선 통신 인터페이스를 통해 여행하는, 전력선, 신호 케이블 및 지상 연결과 같은 전도성 경로에 따라 전형적으로 측정되고, 상업 및 산업 중단 장비를 위한 30 MHz에 150 kHz의 주파수 범위를 통해 측정됩니다. 이러한 성능은 환경의 영향을 최소화하고, 환경의 환경의 영향을 최소화할 수 있습니다.

핵심 표준 및 규정

규제 기관은 전 세계 전자기 스펙트럼을 보호하기 위해 배출을 제한합니다. 가장 널리 채택 된 표준은 다음과 같습니다.

CISPR 22 / CISPR 32 - 정보 기술 장비 및 멀티미디어 기기의 국제 표준. 이 정의는 주 및 통신 포트 모두에 대한 제한을 정의합니다.
FCC Part 15 Subpart B – 미국 연방 통신위원회 규정에 대한 불연성 레이디케이터. 그것은 위임은 미국에 판매되는 장치에 대한 배출 제한을 실시.
IEC 61000-6-3/61000-6-4 - 주거용, 상업 및 산업 환경에 대한 일반적인 EMC 배출 표준.
EN 55032 / EN 55035 – 멀티미디어 장비의 유럽 조화 표준.

이 표준은 측정 방법, 주파수 범위 및 최대 허용 소음 수준을 지정합니다. 예를 들어, FCC Part 15 Class B limits는 Class A보다 엄격한이며 주거 응용 프로그램을 대상으로합니다. 엔지니어는 제품 카테고리 및 대상 시장에 적용 가능한 특정 표준을 참조해야합니다. ]FCC 웹 사이트 또는 IEC EMC 포털를 통해 자세한 제한을 찾을 수 있습니다.

행동 배출의 일반적인 소스

실시된 배출은 회로 및 서브 시스템에서 고주파 소음을 생성하고 전원 또는 신호선에 두 번 발생했습니다. 주요 소스는 다음과 같습니다.

Switching Power Supplies (SMPS) – DC-DC 컨버터의 트랜지스터의 급속한 전환은 고조파를 생성하고 AC 메인 또는 하류 부하로 이동할 수 있는 링링을 만듭니다.
디지털 회로 – 고속 시계, 데이터 버스, I/O 인터페이스는 공급 철도로 소음을 주입하는 일시적인 전류를 생성합니다.
모터 드라이브 및 릴레이 – 유도형 부하 스위칭은 넓은 밴드가 노이즈를 수행하기 위해 전압 스파이크와 아크를 생성한다.
무선 송신기 – 주로 RF 소스, 무해한 안테나 또는 빈번한 레이아웃은 동력선에 에너지 백업을 할 수 있습니다.
Faulty 또는 Unshielded Cables – 긴 케이블은 일반적인 모드 전류의 안테나 역할을; 빈번한 보호 또는 접지는 배출을 위해 도관로 전환 할 수 있습니다.
방사기 및 상제어 회로 – 비선형 전류 그릴은 또한 실시한 배출 형태인 저주파를 만듭니다.

지배적인 근원을 식별하는 것은 완화에 있는 첫번째 단계입니다. 현재 죔쇠 또는 가까운 분야 조사를 가진 주변 분야 probing는 PCB 또는 케이블 어셈블리에 소음 근원을 찾아내는 것을 도울 수 있습니다.

행동 배출에 대한 측정 기술

정확한 측정은 수락을 위해 근본적입니다. 표준 설정은 다음을 포함합니다:

라인 임베디드 안정화 네트워크(LISN) – 전원원과 장비 사이에 배치 (EUT). LISN은 측정 주파수 범위에 대한 정의된 임피던스 (일반적으로 50Ω || 50μH)를 제공하고 외부 소음에서 EUT를 격리합니다.
EMI Receiver 또는 Spectrum Analyzer – LISN 출력 포트의 전압을 측정합니다. Quasi-peak 및 average Detectors는 간섭의 인간 인식에 사용됩니다. 해상도 대역폭 (RBW)는 표준에 따라 9 kHz 또는 120kHz로 설정됩니다.
Test Setup – 시행된 배출은 전원 라인(상, 중립, 지상) 및 신호/telecom 포트에 따라 측정됩니다. EUT는 특정 주파수 범위(일반적으로 150kHz에서 30MHz)에 기록되어 있는 동안 정상 모드에서 작동됩니다.

LISN 및 스펙트럼 분석기로 사전 준수 테스트는 공식 인증 전에 시간과 비용을 절약 할 수 있습니다. 더 깊은 다이빙을 위해 ]CISPR 표준 문서를 참조하십시오.

행동 배출에 대한 완화 전략

실시된 배출 감소는 필터링, 차폐, 접지 및 주의적인 디자인의 조합을 요구합니다. 아래는 구성 요소 선택에서 시스템 수준 통합에 가장 효과적인 기술입니다.

입력 필터링

전원 입력점에 필터는 실시된 소음에 대한 기본 방어입니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

Common-Mode Chokes] - 일반적인 모드 전류에 높은 임피던스를 제시하는 두 개의 감기와 함께 페라이트 코어는 전달을 허용하면서. 지상과 관련된 두 줄에 똑같이 나타나는 중요한 유도 소음.
X 및 Y 커패시터 – X 커패시터(전선 및 중립) 필터 차동식 노이즈; Y 커패시터(선-전지 또는 중립-전지) 필터 공통식 소음. AC 메인에 대한 안전 정격 커패시터를 사용합니다.
LC Filters – 저하수 LC Filter(예: π-filter)는 특정 주파수 대역을 억제하기 위해 조정될 수 있습니다. 유도체 및 축전기 값은 소음 스펙트럼 내에서 공명을 피하기 위해 선택되어야 합니다.
Ferrite Beads – 고주파 소음에 효과적인 (10 MHz 이상). 그들은 개별 와이어 또는 특정 DC 저항없이 손실에 추가하기 위해 케이블 번들에 배치됩니다.

필터 설계는 임피던스 mismatches, 구성 요소 기하학 및 수행 된 방출 한계를 충족하는 데 필요한해야합니다. 시뮬레이션 도구 (예 : 공급업체 모델과 SPICE)는 프로토 타이핑 전에 필터 성능을 최적화합니다.

보호 및 접지

Proper 차폐 및 접지는 케이블에 연결에서 소음을 방지하고 인클로저를 escaping합니다.

Cable shielding – 땋거나 포일은 힘과 신호 케이블에 보호해 주파수에 따라 1개의 두 끝에서 낮은 임피던스 지상 참고에 종결되어야 합니다. 실시한 방출을 위해, 360° 종료 (보호된 연결관)는 떠꺼머리 연결에 멀리 우량한 입니다.
Ground Planes and Star Grounding – PCB의 견고한 지상 비행기는 지상 임피던스를 줄이고 일반 모드 전압 방울을 최소화합니다. 별 지상 분리는 민감한 아날로그에서 연속적으로 반환을 방지합니다.
Chassis Grounding – 장비 섀시는 저 유도 스트랩으로 지구(또는 안전 접지)에 직접 접착되어야 합니다. 이 제품은 공통 모드 전류를 위한 싱크를 제공하고 신호 케이블로 흐르는 것을 방지합니다.
케이블의 Ferrite Cores – 케이블의 주위에 ferrite core (snap-on 또는 toroidal)를 추가하면 공통 모드 임피던스를 증가시키고 안테나로 연기되는 케이블에서 실시한 배출을 감소시킵니다.

PCB 배치 모범 사례

Board-level 디자인 선택은 실시된 배출에 대한 주요 영향을 갖습니다. 주요 지침은 다음과 같습니다.

미니멀리즘 루프 영역 – 고속 신호 경로 유지 및 루프 유도 및 자기장 연결 감소와 함께 돌아온 현재의 반환 전류. 아래의 연속 지상 비행기를 직접 신호 층.
세로레이트 아날로그 및 디지털 섹션 – 아날로그 또는 전력 공급 경로에 들어가는 디지털 전환 소음을 방지하기 위해 보드를 분할합니다. 필요한 경우 단일 지점에서 연결된 별도의 지상 영역을 사용하십시오.
디코프링 커패시터 – IC 파워 핀에 가능한 한 가까운 장소 저ESR 커패시터. 여러 값(예: 0.1 μF + 1 nF + 100 pF)은 넓은 주파수 범위를 커버 할 수 있습니다.
Trace Routing – 짧고 넓은 고출력 스위칭 추적을 유지한다. 노이즈 파워 트래킹이나 전환 노드 근처에 민감한 신호를 routing 피한다. 차별 신호는 일반적인 모드 배출을 줄일 수 있습니다.
Power Supply Layout – 커넥터 근처의 입력 필터 구성을 연결하여 보드를 가로지르기 전에 소음을 덫을 놓습니다. 다른 전압 영역의 별도의 전원 비행기를 사용하십시오.

구성요소 선택

낮은 EMI 구성 요소 선택은 준수를 단순화:

Spread-Spectrum Clocks - 시계 주파수를 조절하여 특정 조화로 피크 배출을 줄이면서 더 넓은 밴드의 에너지를 확산합니다. 많은 마이크로 컨트롤러와 SoCs는이 기능을 제공합니다.
슬로우슬로우 드라이버 – 제어 슬로우 속도(예: LVCMOS 대신 고속 CML 대신)를 가진 IC를 사용하여 고주파 콘텐츠를 줄일 수 있습니다.
EMI 필터] – 일부 커넥터 및 IC는 공통 모드 및 차동 모드 소음에 대한 내장 필터링을 포함합니다. 이들은 보드 공간을 절약하고 디자인 위험을 줄일 수 있습니다.

실제 예: SMPS에서 배출을 마이그레이션

12 V, 3 디지털 부하를 공급하는 flyback 변환기를 고려하십시오. 완화 없이, AC 입력에 대한 배출은 2 MHz에서 10 MHz까지 FCC 클래스 B 한계를 초과합니다. 다음 단계는 준수로 디자인을 가져다줍니다.

정류기와 입력 축전기 사이 일반적인 형태 초크 (2 mH, 평가되는)를 추가하십시오.
DC 접지에서 지구까지 0.1 μF Y 커패시터를 배치하십시오 (안전 등급 Y2 커패시터 사용).
입력 부피 커패시터를 낮은 ESR 타입으로 바꾸고 병렬에 10 nF 필름 커패시터를 추가합니다.
변압기 권선 기술을 향상하여 간 권선 용량을 줄일 수 있습니다.
PCB에 단단히 1 차적인 엇바꾸기 반복을, 이차 측에 지상 비행기로 통과하십시오.

이 변경 후, 재 측정은 모든 주파수에서 15 dB μV 마진을 보여줍니다.