Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zakłócenia EMI w układach isoPower część 13.

ghost666 05 Cze 2013 09:07 4689 0
  • Przykład pierwszy - płytka drukowana z podstawową izolacją galwaniczną

    W pierwszym przykładzie chcemy zaprojektować układ w którym maksymalny pobór prądu z przetwornicy po stronie wtórnej wynosi 60 mA. Samo w sobie ograniczenie poboru prądu to tej wartości zmniejsza emisję EMI o kilka decybeli. Jednakowoż, jako że nadal jest to stosunkowo duży prąd dla scalonej przetwornicy isoPower rekomenduje się ochronę brzegów strony pierwotnej układu w celu zmniejszenia emisji zakłóceń elektromagnetycznych. Zastosowanie tej techniki zmniejsza ilość zakłóceń emitowanych w pasmie 180 MHz o około 10 dB i redukuje także intensywność emisji w pasmie 360 MHz. Dodatkowo, jak opisano wcześniej, zasilenie przetwornicy i układów po stronie wtórnej z napięcia 5 V zmniejsza emisję. Jeśli na PCB mają znaleźć się czułe układy analogowe lub do układu podłączone są długie kable rekomendowane jest także zastosowanie zoptymalizowanej pojemności międzywarstwowej, jednakże ta technika jest mocno opcjonalna.

    Emisja w dwóch głównych pasmach została ograniczona powyższymi zabiegami o odpowiednio 11 dB i 15 dB od wstępnego projektu, jednakże wymagane jest tłumienie, odpowiednio, o 32 dB i 36 dB, aby spełnić normy CISPR klasy B. W tym celu zastosować należy pojemność zszywającą, a jako że nie jest to aplikacja medyczna czy inna wymagająca wysokiej klasy izolacji galwanicznej wybór metody wprowadzenia tej pojemności jest dosyć szeroki. Wymagania te spełnia pojemność zszywająca wykonana w technice PCB z pomocą pojedynczej zakładki warstw wylewki masy po obu stronach przetwornicy. Dodanie tej pojemności powoduje stłumienie podstawowych pasm emisji o dodatkowe 15 dB dla 180 MHz i 11 dB dla 360 MHz, co oznacza że do celu brakuje nam, odpowiednio, 17 dB i 21 dB. Jak pokazano wcześniej pojemność zaledwie 140 pF wystarczy do odpowiedniego stłumienia emisji 360 MHz, jednakże dla niższej częstości wynosi ona już 250 pF. Korzystając z wcześniej podanego równania wyliczamy że zakładka wylewek masy, oddzielona 4 milsami izolacji, musi mieć 8 mm na 77 mm. Taka zakładka wprowadzi pojemność 250 pF.

    Zakłócenia EMI w układach isoPower część 13.


    Pojemność zszywająca wykonana została na warstwach wewnętrznych, jak pokazano na powyższym rysunku. Dzięki wykorzystaniu do wykonania pojemności zszywających warstw wewnętrznych osiągamy lepsze warunki izolacji. Na napięcie izolacji największy wpływ ma upływ po zewnętrznych warstwach (surface creepage), gdyż wewnętrzne interfejsy (cemented joints) zapewniają o wiele większe napięcie izolacji ze względu na zabudowanie go dielektrykiem płytki w pełni. Ten projekt może być w pełni akceptowalny, jeśli płytka jest odpowiednio duża - 77 mm to wymagana długość kondensatora w technice PCB. Jeśli musimy oszczędzać miejsce na naszym laminacie, warto rozważyć zastosowanie dodatkowej dyskretnej pojemności. Rozwiązanie takie pokazano poniżej. Zaprojektujmy płytkę skupiając się na pojemności dostatecznej dla stłumienia pasma 360 MHz, czyli 140 pF, dzięki czemu długość kondensatora PCB wynosi zaledwie 44 mm i dodajmy dodatkowe, dyskretne 160 pF, jak pokazano na schemacie. Pamiętać należy o doborze kondensatora o napięciu pracy takim jak projektowane napięcie izolacji całego układu (lub wyższe).

    Zakłócenia EMI w układach isoPower część 13.


    Dodatkowo, pamiętać należy iż zastosować w projekcie chcieliśmy ochronę brzegów warstw, co zmienia trochę projekt. Na poniższym rysunku pokazano jak zrealizować obie te rzeczy z pomocą tych samych warstw wylewki.

    Zakłócenia EMI w układach isoPower część 13.


    Istnieje inna możliwość zwiększenia pojemności zszywającej, bez wprowadzania dyskretnej pojemności i zwiększania powierzchni płytki. Możliwe jest ułożenie naprzemiennych warstw wylewki masy w pojemności sprzęgającej, jak pokazano poniżej. Dodatkowe zakładki masy połączone są z podstawową wylewką masy z pomocą przelotek. Oznacza to że warstwy te posiadają większą indukcyjność (wynik połączenia przelotkami). Zazwyczaj nie jest to problemem, gdyż większa pojemność wymagana jest do filtrowania mniejszej częstotliwości, gdzie większa wartość indukcyjności może być tolerowana. Dodatkowo rysunek poniżej pokazuje też jak zintegrować pojemności zszywające z ochroną brzegów, gdyż jak pamiętamy obie techniki wymagają użycia specjalnie zaprojektowanych wylewek masy. Do obu rzeczy warto wykorzystać te same pola masy.

    Zakłócenia EMI w układach isoPower część 13.


    Źródła:
    http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-0971.pdf

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9973 postów o ocenie 8225, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.