การออกแบบตัวกรอง EMC - เกี่ยวกับพื้นฐานการออกแบบตัวกรอง EMC และบทคัดย่อ

ดิการออกแบบตัวกรอง EMCมีความสำคัญต่อความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ประสิทธิภาพของ EMCตัวกรอง EMC จะต้องสามารถให้ระดับการลดทอนของสัญญาณที่ไม่ต้องการได้ตามต้องการ ในขณะที่ยอมให้ผ่านสัญญาณที่ต้องการนอกจากนี้ การออกแบบตัวกรอง EMC จะต้องตรงกับทั้งอิมพีแดนซ์ต้นทางและโหลด

โดยปกติสำหรับวงจรอิมพีแดนซ์สูง ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อระหว่างเส้นและกราวด์จะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า ในขณะที่สำหรับวงจรอิมพีแดนซ์ต่ำ ตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรมที่วางอยู่ภายในสายจะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดบ่อยครั้งที่องค์ประกอบเดียวเช่นนี้ได้รับการออกแบบให้มีรีแอกแตนซ์โดยมีผลเพียงเล็กน้อยที่ความถี่ที่เหมาะสมกับสัญญาณที่ต้องการ แต่ผลกระทบที่สูงกว่ามากที่ความถี่ที่สูงขึ้นของสัญญาณที่ไม่ต้องการสามารถให้ระดับการลดทอนได้ถึง 30 dB หรือ 40dB ในบางส่วน กรณีเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของหนึ่งในตัวกรองพื้นฐานเหล่านี้ คุณสามารถเพิ่มส่วนประกอบเพิ่มเติมเพื่อสร้างตัวกรอง EMC แบบหลายองค์ประกอบได้อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้รับประสิทธิภาพที่จำเป็น พวกเขาต้องได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้องข้อควรระวังประการหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเหนี่ยวนำต้องเผชิญกับซิงก์หรือแหล่งกำเนิดอิมพีแดนซ์ต่ำ และตัวเก็บประจุต้องเผชิญกับอิมพีแดนซ์สูง

การออกแบบตัวกรอง EMC:

เพื่อให้รายการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถผ่านการทดสอบ EMC และปฏิบัติตามข้อกำหนด EMC ได้ จำเป็นต้องรวมองค์ประกอบต่างๆ เข้ากับการออกแบบด้วยการออกแบบวงจรให้สอดคล้องกับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ข้อกำหนดของ EMC จึงสามารถลดระดับของสัญญาณที่ไม่ต้องการที่เข้าและออกจากเครื่องได้อย่างมากวิธีสำคัญวิธีหนึ่งที่สามารถทำได้คือการใช้ตัวกรอง EMC หรือชุดตัวกรอง

มีหลายวิธีที่สามารถรวมตัวกรอง EMC เข้ากับหน่วยได้จากมุมมองทางกลอาจมีอยู่เป็นตัวกรอง EMC แบบสแตนด์อโลนที่ได้รับการแก้ไขใกล้กับส่วนปลายของยูนิตอาจติดตั้งไว้ที่ขอบของบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์อย่างไรก็ตาม วิธีหนึ่งที่นิยมในการรวมตัวกรอง EMC เข้ากับยูนิตคือการรวมตัวกรองเข้ากับตัวเชื่อมต่อมีข้อดีหลายประการในแง่ของความสะดวกและประสิทธิภาพอย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะใช้วิธีการใดก็ตาม ตัวกรองมักจะมีความจำเป็นหากความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ EMC

แอปพลิเคชันตัวกรอง EMC:

เมื่อพัฒนาตัวกรองเพื่อใช้ในความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า แอพพลิเคชัน EMC ตัวกรอง EMC มักจะเป็นตัวกรองความถี่ต่ำ แม้ว่าบางครั้งอาจใช้ตัวกรองแบนด์พาสเหตุผลในการใช้ตัวกรองความถี่ต่ำคือโดยปกติแล้วจะรบกวนสัญญาณ กล่าวคือ สัญญาณที่รับหรือแผ่รังสีได้ง่ายกว่ามักจะมีความถี่สูงกว่าสิ่งเหล่านี้สามารถกรองได้โดยปล่อยให้ความถี่ต่ำผ่านและปฏิเสธความถี่สูง

ต้องเลือกจุดตัดสำหรับตัวกรองความถี่ต่ำที่ใช้เป็นตัวกรอง EMC เพื่อที่จะปฏิเสธความถี่ที่ไม่ต้องการ แต่ไม่มีผลที่ไม่เหมาะสมต่อสัญญาณที่ต้องการน่าเสียดายที่ตัวเลือกนี้ไม่ง่ายเสมอไปและอาจต้องลดทอนสัญญาณที่ต้องการ

การวางตัวกรอง EMC มีความสำคัญการกรอง EMC สามารถวางไว้ที่ระดับใดก็ได้หรือทุกระดับของการประกอบระหว่างพื้นที่ที่แยกจากกันของวงจร

ตัวกรอง EMC อาจวางไว้ระหว่างพื้นที่ที่แยกจากกันของแผงวงจรพิมพ์อาจวางไว้ระหว่างแผงต่างๆ ภายในโมดูลหรือส่วนประกอบย่อย และอาจวางตัวกรอง EMC ระหว่างโมดูลหรือส่วนประกอบย่อยต่างๆอย่างไรก็ตาม ตำแหน่งที่สำคัญโดยเฉพาะสำหรับตัวกรอง EMC อยู่ระหว่างอุปกรณ์กับสภาพแวดล้อมภายนอกตัวกรอง EMC ที่วางไว้ที่นี่มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ เนื่องจากจะป้องกันสัญญาณที่ไม่ต้องการแม้แต่จะเข้ามาในอุปกรณ์เมื่อพวกเขาเข้าไปก็จะยากขึ้น

วิธีการกรอง EMC:

แม้ว่าวงจรอาจได้รับการคัดกรองอย่างดีเพื่อป้องกันสัญญาณใดๆ ที่แผ่ออกมาหรือถูกรับโดยวงจรเอง แต่ก็มีการเชื่อมต่อระหว่างกันทั้งเข้าและออกจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์สายไฟเหล่านี้สามารถนำสัญญาณที่ไม่ต้องการเข้าและออกจากเครื่องได้หากเครื่องต้องมีคุณสมบัติตรงตามความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ข้อกำหนดของ EMC และผ่านการทดสอบ EMC จำเป็นต้องลดระดับสัญญาณที่ไม่ต้องการที่สามารถเข้าหรือออกจากเครื่องผ่านการเชื่อมต่อระหว่างกันได้

เพื่อให้สามารถลบสัญญาณที่ไม่ต้องการออกได้ จำเป็นต้องวางตัวกรอง EMC ในบรรทัดต่างๆแนวคิดก็คือสัญญาณรบกวนโดยทั่วไปมีความถี่สูงกว่าสัญญาณที่ปกติจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นลวดหรือเส้นการมีตัวกรองความถี่ต่ำที่เรียกว่าตัวกรอง EMC อนุญาตให้ผ่านได้เฉพาะสัญญาณความถี่ต่ำเท่านั้น และสัญญาณรบกวนความถี่สูงจะถูกลบออก

ตัวกรอง EMC เหล่านี้สามารถอยู่ในรูปแบบที่หลากหลายได้บ่อยครั้งมันอาจจะง่ายพอๆ กับตัวต้านทานหรือเฟอร์ไรท์ที่วางไว้รอบๆ ลวดหรือสายเคเบิลสำหรับข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้น ตัวกรอง EMC เหล่านี้อาจต้องประกอบด้วยส่วนประกอบจำนวนหนึ่ง

ตัวกรอง EMC อาจแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักหนึ่งคือที่ที่พลังงานที่ไม่ต้องการถูกดูดซับโดยตัวกรอง EMCตัวกรองประเภทอื่นปฏิเสธสัญญาณที่ไม่ต้องการ และในกรณีนี้ ตัวกรองจะสะท้อนกลับไปตามเส้นสำหรับการใช้งานการกรอง EMC แนะนำให้ใช้ประเภทดูดซับ