Sut i ddatrys problem EMI wrth ddylunio PCB Multilayer?

Ydych chi'n gwybod sut i ddatrys y broblem EMI wrth ddylunio PCB aml-haen?

Gadewch imi ddweud wrthych!

Mae yna lawer o ffyrdd i ddatrys problemau EMI. Mae dulliau atal EMI modern yn cynnwys: defnyddio cotio atal EMI, dewis rhannau atal EMI priodol a dyluniad efelychu EMI. Yn seiliedig ar y cynllun PCB mwyaf sylfaenol, mae'r papur hwn yn trafod swyddogaeth pentwr PCB wrth reoli ymbelydredd EMI a sgiliau dylunio PCB.

bws pŵer

Gellir cyflymu naid foltedd allbwn IC trwy osod cynhwysedd priodol ger pin pŵer IC. Fodd bynnag, nid dyma ddiwedd y broblem. Oherwydd ymateb amledd cyfyngedig y cynhwysydd, mae'n amhosibl i'r cynhwysydd gynhyrchu'r pŵer harmonig sydd ei angen i yrru'r allbwn IC yn lân yn y band amledd llawn. Yn ogystal, bydd y foltedd dros dro a ffurfir ar y bws pŵer yn achosi cwymp foltedd ar ddau ben anwythiad y llwybr datgysylltu. Y folteddau dros dro hyn yw'r prif ffynonellau ymyrraeth EMI modd cyffredin. Sut allwn ni ddatrys y problemau hyn?

Yn achos IC ar ein bwrdd cylched, gellir ystyried yr haen bŵer o amgylch yr IC fel cynhwysydd amledd uchel da, a all gasglu'r egni sy'n cael ei ollwng gan y cynhwysydd arwahanol sy'n darparu egni amledd uchel ar gyfer allbwn glân. Yn ogystal, mae anwythiad haen pŵer dda yn fach, felly mae'r signal dros dro a syntheseiddiwyd gan yr inductor hefyd yn fach, ac felly'n lleihau'r modd cyffredin EMI.

Wrth gwrs, rhaid i'r cysylltiad rhwng yr haen cyflenwi pŵer a'r pin cyflenwi pŵer IC fod mor fyr â phosibl, oherwydd mae ymyl cynyddol y signal digidol yn gyflymach ac yn gyflymach. Mae'n well ei gysylltu'n uniongyrchol â'r pad lle mae'r pin pŵer IC wedi'i leoli, y mae angen ei drafod ar wahân.

Er mwyn rheoli EMI modd cyffredin, rhaid i'r haen bŵer fod yn bâr o haenau pŵer wedi'u cynllunio'n dda i helpu i ddatgysylltu a chael inductance digon isel. Efallai y bydd rhai pobl yn gofyn, pa mor dda ydyw? Mae'r ateb yn dibynnu ar yr haen bŵer, y deunydd rhwng yr haenau, a'r amledd gweithredu (hy, swyddogaeth amser codi IC). Yn gyffredinol, mae bylchau haenau pŵer yn 6mil, ac mae'r interlayer yn ddeunydd FR4, felly mae'r cynhwysedd cyfatebol fesul modfedd sgwâr o haen pŵer tua 75pF. Yn amlwg, y lleiaf yw'r bylchau haen, y mwyaf yw'r cynhwysedd.

Nid oes llawer o ddyfeisiau ag amser codi o 100-300ps, ond yn ôl cyfradd ddatblygu gyfredol IC, bydd y dyfeisiau sydd ag amser codi yn yr ystod o 100-300ps yn meddiannu cyfran uchel. Ar gyfer cylchedau sydd ag amseroedd codi 100 i 300 PS, nid yw bylchau haen 3 mil bellach yn berthnasol ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau. Bryd hynny, mae angen mabwysiadu'r dechnoleg ddadelfennu gyda'r bylchau rhyng-chwaraewr llai nag 1mil, a disodli'r deunydd dielectrig FR4 gyda'r deunydd â chysondeb dielectrig uchel. Nawr, gall cerameg a phlastig mewn pot fodloni gofynion dylunio cylchedau amser codi 100 i 300ps.

Er y gellir defnyddio deunyddiau a dulliau newydd yn y dyfodol, mae cylchedau amser codi 1 i 3 n cyffredin, bylchau haen 3 i 6 mil, a deunyddiau dielectrig FR4 fel arfer yn ddigonol i drin harmonigau pen uchel a gwneud signalau dros dro yn ddigon isel, hynny yw. , gellir lleihau EMI modd cyffredin yn isel iawn. Yn y papur hwn, rhoddir enghraifft ddylunio pentyrru haenog PCB, a thybir bod y bylchau haen rhwng 3 a 6 mil.

cysgodi electromagnetig

O safbwynt llwybro'r signal, strategaeth haenu dda ddylai fod i osod yr holl olion signal mewn un neu fwy o haenau, sydd wrth ymyl yr haen bŵer neu'r awyren ddaear. Ar gyfer cyflenwad pŵer, dylai strategaeth haenu dda fod bod yr haen bŵer yn gyfagos i'r awyren ddaear, a dylai'r pellter rhwng yr haen bŵer a'r awyren ddaear fod mor fach â phosib, sef yr hyn rydyn ni'n ei alw'n strategaeth “haenu”.

Stac PCB

Pa fath o strategaeth pentyrru all helpu i darian ac atal EMI? Mae'r cynllun pentyrru haenog canlynol yn tybio bod cerrynt y cyflenwad pŵer yn llifo ar haen sengl a bod foltedd sengl neu folteddau lluosog yn cael eu dosbarthu mewn gwahanol rannau o'r un haen. Bydd achos haenau pŵer lluosog yn cael ei drafod yn nes ymlaen.

Plât 4-ply

Mae yna rai problemau posib wrth ddylunio laminiadau 4-ply. Yn gyntaf oll, hyd yn oed os yw'r haen signal yn yr haen allanol a bod y pŵer a'r awyren ddaear yn yr haen fewnol, mae'r pellter rhwng yr haen bŵer a'r awyren ddaear yn dal yn rhy fawr.

Os mai'r gofyniad cost yw'r cyntaf, gellir ystyried y ddau ddewis amgen canlynol i'r bwrdd 4-ply traddodiadol. Gall y ddau ohonynt wella perfformiad atal EMI, ond maent ond yn addas ar gyfer yr achos lle mae dwysedd y cydrannau ar y bwrdd yn ddigon isel a bod digon o arwynebedd o amgylch y cydrannau (i osod y cotio copr gofynnol ar gyfer cyflenwad pŵer).

Y cyntaf yw'r cynllun a ffefrir. Mae haenau allanol PCB i gyd yn haenau, ac mae'r ddwy haen ganol yn haenau signal / pŵer. Mae'r cyflenwad pŵer ar yr haen signal yn cael ei gyfeirio â llinellau llydan, sy'n golygu bod rhwystriant llwybr y cyflenwad pŵer yn gyfredol yn isel a rhwystriant y llwybr microstrip signal yn isel. O safbwynt rheolaeth EMI, dyma'r strwythur PCB 4-haen gorau sydd ar gael. Yn yr ail gynllun, mae'r haen allanol yn cario'r pŵer a'r ddaear, ac mae'r ddwy haen ganol yn cario'r signal. O'i gymharu â'r bwrdd 4-haen traddodiadol, mae gwelliant y cynllun hwn yn llai, ac nid yw'r rhwystriant interlayer cystal â rhwystriant y bwrdd 4-haen traddodiadol.

Os yw'r rhwystriant gwifrau i gael ei reoli, dylai'r cynllun pentyrru uchod fod yn ofalus iawn i osod y gwifrau o dan yr ynys gopr o gyflenwi pŵer a sylfaen. Yn ogystal, dylai'r ynys gopr ar gyflenwad pŵer neu stratwm fod yn rhyng-gysylltiedig cymaint â phosibl er mwyn sicrhau'r cysylltedd rhwng DC ac amledd isel.

Plât 6-ply

Os yw dwysedd y cydrannau ar y bwrdd 4-haen yn fawr, mae'r plât 6-haen yn well. Fodd bynnag, nid yw effaith cysgodi rhai cynlluniau pentyrru wrth ddylunio bwrdd 6-haen yn ddigon da, ac ni chaiff signal dros dro bws pŵer ei leihau. Trafodir dwy enghraifft isod.

Yn yr achos cyntaf, rhoddir y cyflenwad pŵer a'r ddaear yn yr ail a'r bumed haen yn y drefn honno. Oherwydd rhwystriant uchel cyflenwad pŵer clad copr, mae'n anffafriol iawn rheoli ymbelydredd EMI modd cyffredin. Fodd bynnag, o safbwynt rheoli rhwystriant signal, mae'r dull hwn yn gywir iawn.

Yn yr ail enghraifft, rhoddir y cyflenwad pŵer a'r ddaear yn y drydedd a'r bedwaredd haen yn eu tro. Mae'r dyluniad hwn yn datrys problem rhwystriant clad copr y cyflenwad pŵer. Oherwydd perfformiad cysgodi electromagnetig gwael haen 1 a haen 6, mae'r modd gwahaniaethol EMI yn cynyddu. Os mai nifer y llinellau signal ar y ddwy haen allanol yw'r lleiaf a bod hyd y llinellau yn fyr iawn (llai nag 1/20 o donfedd harmonig uchaf y signal), gall y dyluniad ddatrys problem EMI modd gwahaniaethol. Mae'r canlyniadau'n dangos bod atal modd gwahaniaethol EMI yn arbennig o dda pan fydd yr haen allanol wedi'i llenwi â chopr a bod yr ardal clad copr wedi'i seilio (bob cyfwng tonfedd 1/20). Fel y soniwyd uchod, gosodir copr


Amser post: Gorff-29-2020