EMI-ekranlama teorisi ve uygulamaları

Çeşitli uygulamalarda ekranlama hakkındadır..

Giriş

Günümüzde, elektronik sektöründeki her şirket CE / EMI talepleriyle karşı karşıyadır. Elektronik cihazların kullanımı, geniş bir aralıktaki frekanslara maruz kalma gibi durumları artırmaktadır. Radyasyon ve bağışıklık, yeni ürünlerin geliştirilmesinin erken safhalarında dikkate alınmalıdır. Çoğu durumda, EMI sorunları tek başına PCB düzeyinde çözülmez ve bunun yerine muhafazalar ve kablolar da korunmalıdır.

Koruyucu uygulamak için yasal gereklilikler ve diğer nedenler

Ekranlama, CE veya FCC gibi organlar tarafından verilen yasal gerekliliklere uymak veya elektromanyetik paraziti önlemek için hızlı bir yoldur. Koruyucu çözümlerimiz, EMI taleplerine uymadan önce zaman alıcı bir gelişme gerektirmediğinden maliyet açısından uygundur. Ekranlama, tipik olarak muhafazalarda, içindeki elektrikli cihazları harici etkilerden ve çalıştığı ortamdan kabloları izole etmek için kullanılır. Bir kurum, hızlı bir şekilde pazara giriş yapmak istediği ürüne ait emisyonlar belirtilen sınırları aşarsa, uygulanması kolay ekranlamalar, yaygın olarak kullanılan bir çözümdür. Ekranlama, yüksek radyasyon veya hassasiyet seviyelerine sahip cihazlar için veya modüler muhafazalar gibi bu seviyelerin önceden bilinmediği ürünler için kullanılabilir. Ekranlama alanları, ortam alanlarından da etkilenebilecek hassas ölçümlerle uğraşırken kullanılır. Ekranlama, günümüzdeki emisyon standartlarını karşılamak için elektronik endüstrisinde açıkça yaygın bir fenomen ve gerekliliktir.

Ekranlanmış muhafazaların tasarımında dikkate alınması gereken hususlar

Malzemeler ve korozyon

Elektromanyetik ekranlama için en ucuz malzemeler galvanizli çelik ve alüminyumdur. Günümüzde tüm kabin ve muhafazaların %90'ı bu malzemelerden yapılmıştır. Bu nedenle 6800 serisi Amucor Shield adıyla, özel bir materyal geliştirdik. Amucor hem galvanizli çelik hem de alüminyum ile uyumludur. Malzeme aşındırıcı bir atmosferde kullanıldığında, paslanmaz çelik, pirinç veya alüminyum kromat tabakasıyla (alocrom 1200) temasını önlemek daha iyi netice verecektir.

Korozyon koruması, denize yakın uygulamalarda (tuzdan dolayı) ve dış mekan uygulamalarında çok önemlidir. Conta malzemesinin kullandığınız yapı / muhafaza malzemesiyle uyumlu olması da önemlidir. Ücretsiz tavsiye ve doğrudan destek için: +90 312 4689313 numaralı telefonu arayın veya info@hollandshielding.com.tr adresine e-posta ile mesaj gönderebilirsiniz.

Muhafaza malzemesinin kalınlığı

0,1 mm'lik bir kalınlık, 1 MHz'nin üzerindeki frekanslardan etkili bir şekilde kalkan hale gelmek için yeterlidir. Daha düşük frekanslarda, örneğin 30 kHz ve daha düşük, iyi bir manyetik iletkenlik (ve girdap akımlarıyla uğraşırken elektrik iletkenliği) olan malzemeleri kullanmak zorundadır ve daha kalın malzeme gerekebilir.

Örneğin, EMP askeri bunker, 6 mm kalınlığında bir malzemeden yapılır. Bu sığınmacılar 10 kHz'lik frekansları 80 dB'lik bir zayıflama ile korur. Bir transformatörden (sağlık risklerine neden olabilecek veya makinelerin işletim sistemini etkileyebilecek) etkileri sınırlamak için 50 Hz civarında frekanslara karşı korumanın yapılması gerekiyorsa, yoğun metal katmanları ve Mu-ferro adı verilen özel bir materyalin kullanılması düşünülmelidir (bkz. Manyetik koruma ). Muhafazaları koruma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Https://www.faradaycages.com .

Muhafazalardaki açıklıkları önleme

Özellikle 5 kHz'in üzerindeki frekanslarda muhafazadaki boşlukları önlemek önemlidir. 100 MHz ila 40 GHz arasında değişen yüksek frekanslar muhafazadaki küçük aralıklara karşı çok hassastır. Frekans ne kadar yüksek olursa, kalkan deliklerinden ve boşluklardan kaçınmak için daha fazla dikkat edilmesi gerekir. Yumuşak ve esnek contalar oynamaya başlar. Conta sadece yüksek iletkenlik sağlamamalı, aynı zamanda düşük sıkıştırma kuvveti ile birlikte muhafaza ile sürekli elektrik teması sağlamalıdır.

Montaj yerleri, menteşeler ve kilitler arasındaki mesafe

Ultra Yumuşak Kalkan ve V-şekilli contalar gibi özel esnek contalar tasarladık. Bu contalar bağlantı noktaları arasındaki ve menteşelerin yakınında herhangi bir bükülmeyi önler. Muhafaza üzerinde yapılacak herhangi bir temel değişiklik yapılmadığından ve ilave bağlantı elemanlarına ihtiyaç duyulmadığından maliyet açısından etkili bir çözümdürler.

Uygulamanızda hangi contanın uygun olacağı hakkında bir fikir vermek için, uzmanlarımız bir çizim almaktan mutluluk duyacaklardır (tercihen boyutlar, gereken miktar, muhafaza malzemesi ve muhafaza malzemesinin sertliği göstergesi). Her çeşit koruyucu uygulamayla ilgili geniş tecrübeye sahibiz ve günlük olarak 50'den fazla tasarım görüyoruz. Uzmanlarımız, herhangi bir uygulama için doğru türden contayı seçmenize yardımcı olabilir ve tavsiyeleri ücretsizdir.

Herhangi istenen bir miktarda contalarımızı üretebiliriz, ister tek bir conta olsun ister bin olsun, tüm contalar sizin şartnamenize göre yapılabilir.

Çiziminizi faks yoluyla (+90 312 4689312) ya da info@hollandshielding.com.tr adresine e-posta ile gönderebilirsiniz.

Galvanik korozyon

Contanın dışındaki iletken tabaka, yapı içindeki elektrik iletimini zayıflatacak galvanik korozyondan kaçınmak için, yapı malzemeleri ile aynı galvanik aralıkta olmalıdır. Bu, ekranlama performansını düşürecektir. Sık kullanılan ölçütler: Sert ortamlar için (tuz spreyi / hava şartlandırma) 0.3 Volt'dan fazla olmayan ve uygun ortamlar için 0,5 Volttan fazla (kapalı alanlarda, sadece tuzsuz yoğunlaşma ile).

Grafik hangi conta malzemesinin belirli bir muhafaza malzemesi için en uygun olduğunu gösterir
Çevre düzeni :
Belirli bir muhafaza malzemesi için hangi conta malzemesinin en uygun olduğunu belirtir.
Metal raf ve muhafazaların örnekleri
Bir EMI alüminyum gövde EMI kalkanı istiyorsanız, 6800 serisi Amkor koruyucu contalar kullanmanızı öneririz
Alüminyum gövdeler:
Bir alüminyum gövde EMI-korumalı olmalı, 6800 serisi Amucor koruyucu contalar öneriyoruz.
Paslanmaz çelik gövde
Paslanmaz çelik muhafazalar:
Paslanmaz çelik bir muhafaza EMI korumalı olduğunda, 6800 serisi Amucor koruyucu contalar veya bazı durumlarda 7400 serisi Ultra yumuşak ekran kullanmanızı öneririz.
Metal raflar:
Metal bir rafın EMI koruması için 6800 serisi Amucor koruyucu contalar veya bazı durumlarda 7400 serisi Ultra yumuşak ekran kullanmanızı öneririz. Havalandırma kanallarını (havalandırma açıklıkları) korumak için 9500 serisi Honeycomb havalandırma panellerini öneriyoruz. Camlı bir dolabın içinde koruma için, 9000 serisi Mesh folyolarını kullanmanızı öneririz.

Contaların iletken örtücülüğü ile aynı galvanik aralıkta bir temas yüzeyi elde etmek için sırtta iletken bir kendinden yapışkanlı iletken bir bant uygulanabilir. Kasa boyanacak ise, bant hafifçe daha küçük genişlikte bir maskeleme bandı ile donatılabilir (bu bantlar, iletken bandı kenarları boyunca örter ve bu da yapışma ve aşınma direncini arttırır) (Şekil 1).

EMI korumalı bant ve maskeleme bandı
Şekil 1. EMI korumalı bant ve maskeleme bandı

Galvanik korozyondan kaçınmanın bir başka yolu da, korozif çevresel etkilerin EMI-ekranlama contasına ulaşmasını, örneğin bir EMI contası ile su izolasyonunu birleştiren bir contayla önlemesidir (Şekil 2).

7300 serisi EMC / IP Contalar, paneller, vitrinler ve pencereler gibi vidalı uygulamalar için su sızdırmazlık EMI contaları 7300 serisi EMC / IP Contalar, paneller, vitrinler ve pencereler gibi vidalı uygulamalar için su sızdırmazlık EMI contaları
Şekil 2. Paneller, vitrinler ve pencereler gibi vidalı uygulamalar için su geçirmez EMI contalar 7300 serisi EMC / IP Contalar

EMI-shielding contaların bazı üreticileri korozyona engel olmak için contanın dış tarafında karbon içeren tabakalar kullanmaktadır. Ne yazık ki, bu karbon katmanlı contalar, yapının temas yüzeylerinde korozyona neden olacak yaygın olarak kullanılan birçok yapı malzemesi ile galvanik olarak uyumlu değildir. Güçlendirilmiş Amucor® folyosunun iletken bir katmanı olan EMI-korumalı contalar, çinko kaplı çelik ve alüminyum gibi malzemelerle uyumludur ve bundan dolayı galvanik korozyonu önleyecektir.

EMI ve frekanslar

Elektromanyetik girişim, radyasyon ve / veya iletim yoluyla aktarılabilir. İletim, 30 MHz'in altındaki frekanslarda önemli bir rol oynamaktadır. Düşük frekanslardan istenmeyen etkileri önlemek için, kablolar ve muhafazalar manyetik olarak iletken malzemelerle korunmalıdır. Frekans ne kadar düşük olursa, kalkan o kadar kalın olur.

Yüksek frekanslar (HF koruması> 40 MHz) için, çok iletken bir malzemeden, çok ince bir tabaka yeterlidir.

Boşlukları önlemek için contalar kullanın

Frekans ne kadar yüksek olursa, dalga boyu o kadar kısa olur. Bu frekanslar arttıkça tolere edilebilir boşluk boyutlarının azalmasına neden olur. Başka bir deyişle: kapılar, paneller ve diğer parçaların elektriksel olarak her iki tarafa (boşluklar olmadan) bağlanması gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu, çok iletken EMI korumalı contalarımızdır. Bu contaların çoğu, kolay montaj için kendinden yapışkanlıdır.

Boşlukları Kaçının
Şekil 3. Daha yüksek frekanslarla uğraşırken resimdeki gibi boşluklardan kaçının

Uygun contayı seçmek için birkaç husus dikkate alınmalıdır:

  • Yapının sertliği
  • Bağlantılar arasındaki mesafe
  • Kullanılan yapı malzemeleri
  • Yapının sık sık açılıp kapatılmasının gerekip gerekmediği (sabit uygulama ve menteşelerle uygulama için)

Contanın sertliği, yapının sertliğine ve sabitleme arasındaki mesafeye bağlıdır. Conta çok sert ise, kapıyı, kapağı veya paneli saptırır ve bu kapak onları engellemek yerine boşluklara neden olur (Şekil 3). Özellikle kapılarda, düşük sıkıştırma kuvveti ve yüksek iletkenlik ile çok büyük sıkıştırma aralığını birleştiren çeşitli contalar geliştirilmiştir. Bu contalar, yapının değiştirilmesine gerek kalmadan çoğu durumda kullanılabilir. Aşağıdaki conta seçim diyagramı, uygun conta malzemesinin belirlenmesinde yardımcı olabilir.

Gösterge niteliğinde conta seçimi grafiği
Genel conta seçim grafiği

Koruyucu kapılar ve kapaklar

Kapıları ve kapakları korumak için doğru esnekliğe sahip contayı kullanmak önemlidir. Conta çok katı olduğunda, kapak veya kapı bozulabilir, bu da küçük boşlukları netice verebilir ve muhafaza yüksek frekanslardan koruma kabiliyetini kaybeder. Kapı (ve diğer açıklıklar) ile muhafazanın geri kalanı arasındaki kusursuz temas, yüksek frekanslar için ekranlama bütünlüğünün korunması için çok önemlidir.

Aşağıda, EMI contaları için bazı yapısal örnekler verilmektedir. Her yapı doğru tipteki EMI contasını gerektirir.

Ahşap kapılar için contalar
İletken kapaklı ahşap kapılar için, ekranlama bütünlüğünü korumak için genelde 7400 serisi Ultra yumuşak ekran gibi yumuşak bir conta kullanılır.
Metal kapılar için contalar
İletken metal Faraday kafes kapılarında, 8700 serisi V-şekilli bir conta veya 2000 serisi Be-Cu parmak şeridi en sık kullanılan ürünlerdir.
vidalı kapaklar için contalarvidalı kapaklar için contalar
7000 serisi Standart kalkan genellikle vidalı kapaklarda kullanılır.
Açı oluşturmak için kesikli sürekli contaSürekli conta açısıSürekli conta
EMI conta sürekli olması gerektiği durumlar için, 8000 serisi Sonsuz contayı geliştirdik .
Bu contaya su sızdırmazlık contası ( 7300 EMC / IP conta ) da uygulanabilir.
O-profil su geçirmez conta
Nispeten küçük ve su geçirmez bir conta gerekiyorsa, 5750 Elektriği ileten kauçuk O profilleri sağlayabiliriz.
Resimli özelleştirilmiş contaResimli özelleştirilmiş contaResimli özelleştirilmiş contaResimli özelleştirilmiş conta
İstisnai uygulamalar için, istenen şekil, ebat ve boyutta ısmarlama contalar ( 8800 serisi Özel EMC / EMI contalar ) üretebiliriz.

Vitrinler / pencereler

Yapı parçaları arasındaki bağlantıların yanı sıra, görüntüler ve havalandırma panelleri de korumalı olmalıdır. Ekranlar, HF koruması (> 30 MHz, Şekil 4) için püskürtülmüş şeffaf iletken bir kaplama veya yüksek kaliteli düşük frekanslı koruma için ince bir metal hasır ile sağlanabilir (Şekil 5). Şeffaf iletken kaplama folyo üzerinde (kolaylıkla bükülüp pencereye yapışır), cam (standart pencere) veya diğer malzemeler (ağır iş amaçlı) ile sağlanmaktadır. Tel örgülü pencereler de dahil olmak üzere diğer pencereler ve ekranlar için burayı tıklayın . Mevcut vitriniz / vitrinleriniz varsa ve bunları püskürtülmüş bir iletken tabaka ile kaplamak istiyorsanız, lütfen bizimle iletişime geçin ve olasılıkları inceleyelim.

Ekranların(displays) kalkanlanması, optimum zayıflatmayı garanti etmek için muhafazanın ekranlamasıyla temas kurmalıdır. Bu iletken kendinden yapışkanlı bir conta veya metal bant ile yapılabilir.

EMI İletken katmanla kaplanmış ekranlı pencere
Şekil 4. İletken şeffaf folyolu, metal bant ile bağlı kalkanlanmış ekran 
İletken tel örgülü ekranlı pencere
Şekil 5. Çok ince metal tel kafesli, EMI-ekranlama contasına bağlı kalkanlanmış ekran

Havalandırma delikleri için ekranlama

Havalandırma panelleri genellikle alüminyum petek parmaklıkları ile korunur. Bunlar, minimum hava akımı kaybıyla mükemmel ekranlama performansı sunar. En iyi kalkanlama, çapraz hücreli petek menfezleri ile sağlanır. Bu delikler 90° döndürülmüş iki veya daha fazla alüminyum petek katından oluşur (Şekil 6). Peteklerde genellikle sağlam bir alüminyum çerçeve ve yapı ile optimum temas için 2-5 mm'lik bir conta tedarik edilir.

Petek havalandırma deliği
Şekil 6. Hücreli petek menfezi

Kablo koruyucu

Güç ve sinyal kablolarıyla radyasyon emisyonunu önlemek için korunmaları veya filtrelenmeleri gerekir. Ekranlama kabloları koruyucu tüplerle kaplanarak veya etraflarında iletken malzemeler sararak sağlanabilir. Hazır bir ekranlanmış kablo da bu işi yapacaktır. Koruyucu bir tüp, içi boş örgülü metal telden oluşur; içinden geçen bir kablo veya kablo demeti onları korumak için çekilebilir. Sarma örtüsü , bir kablo veya kablo demetinin etrafına sarılan örme metal tel şerittir. Sargı tüpleri ile sargı yönteminden daha kolay yan dallar oluşturmak mümkündür. Tüm kablo ekranlama çözümlerine genel bir bakış için buraya tıklayın.

Kablo kalkanı her zaman muhafazanın ekranlamasına düzgün şekilde bağlanmalıdır; aksi takdirde zayıflama düşük olur ve muhtemelen yetersizdir. Ağır işler ve askeri uygulamalar için, korumalı kablo rakorları ve özel olarak tasarlanmış kablo giriş sistemleri mevcuttur. İki farklı kablo girişi kalkanı geliştirdik. Bunlardan biri, bir yuvanın ( 4910 - Kablo girişi kalkanı ) üst ve alt taraflarında iki saçaklı EMI conta içeren ve diğeri de delikleri olan bir yuvanın önüne monte edilecek bir temas plakası ( 4930 - Yüksek performanslı kablo giriş koruyucusu ). Yüksek performanslı temas plakası giriş kalkanı gaz geçirmez ve su geçirmez hale getirilebilir. Plaka sistemi daha yüksek performansa sahiptir, ancak saçak sistemi ile daha sonra kablo eklemek daha kolaydır.

Koruyucu bir üst örtü / kapak olmayan kabloların anten gibi davranmasını önlemek için korumalı muhafazanın dışında da korunması gerektiğini lütfen unutmayın. EMI kalkanında böyle bir sızıntı, bir güç veya sinyal hattı filtresi takarak veya başka bir korumalı muhafaza ile sonuçlanan daha kısa kablolarla uğraşıyorsanız, sargı kalkanı veya koruyucu tüp kullanarak önleyebilirsiniz.

4910-Kablo girişi4930-Yüksek performanslı kablo girişi
Şekil 7. Giriş koruması

Konnektör koruması

Kablolarla ilgili yukarıda söylenenler konnektörler için de geçerlidir. Ayrıca, korunmalı veya filtrelenmelidir. Muhafaza ile iletken temas kurmaları gerekir. Bağlayıcı contalar bu gibi bağlantıları kolayca sağlayabilir. Bunlar, 1 mm kalınlığında kalıp kesim malzemesinden oluşur ve müşteri talimatlarına göre kolaylıkla imal edilebilir ve ekstra takım maliyetleri azdır (Şekil 8). Standart boyutlar da mevcuttur.

Bağlayıcı contalar
Şekil 8. Bağlantı contası

Devre seviyesinde ekranlama

Parazit oluşturan parçalar, kısa devreyi önlemek için içeride bir izolasyon katmanı bulunan Mu-bakır koruyucu folyodan veya plastik saplamalardan oluşan katlanmış bir ekranlama kutusu veya zarfı (şekil 9) ile paketlenebilir (Şekil 9). Katlanmış koruyucu kutu veya zarfın alternatifi hazır bir muhafaza (bkz. 1900 serisi EMI ekranlama muhafazaları / muhafazaları ) için bir alternatiftir.

koruyucu folyo muhafazası1900 serisi konut1900 serisi EMI korumalı gövde
Şekil 9. Kesilmiş koruyucu folyo ve 1900 serisi EMI gövdeleri

PCB'leri korumak ve tek tek bileşenleri korumak, bölmeler oluşturmak için PCB üzerine dikey olarak yerleştirilen metal şeritlerin (örneğin Mu-bakır veya Mu-ferro) lehimlenmesiyle de elde edilebilir. Bu bölmeler, esnek kalıp kesme folyosu kapağı eklenerek veya şeritlere karşı yumuşak iletken bir köpük tabakası basarak kapatılır (Şekil 10/11). Bu seçenek, birçok bölmenin yalnızca tek bir kapakla korunmasını sağlar.

1600 sabit PCB ekranlamaEskrim yönteminin kapanma şekli
Şekil 10/11. İletken köpük kapağı ile kapatılabilen devre kartında EMI korumalı çitler

Radyasyon kaynağı veya EMI'ye duyarlı bileşen biliniyorsa, belirli bileşen(ler) için ekranlama uygulanabilir. Kaynaktaki korumanın en iyi yolu, özel olarak geliştirilen 1500 serisi PCB koruma sistemimizle PCB üzerindeki engelleyici parçayı veya hassas parçayı korumaktır .

PCB korumasıPCB koruması
Şekil 12. 1500 serisi PCB'li koruyucu kutularımızla PCB düzeyinde ekranlama - koruyucu metal kutuyu hassas cipslerin üzerine yerleştirmeniz yeterlidir.

Tam alan / odanın ekranlanması

Bazı uygulamalar için, duvarları Mu-bakır folyo benzeri metal folyo ile örtmek suretiyle, tüm odayı korumak arzu edilir; örneğin tıbbi ve askeri uygulamalarda ve çok hassas ölçümleri gerçekleştirmek üzere tasarlanmış odalarda. Teknik, adli tıp biliminde de uygulanabilir; örneğin, incelenirken bir cihazın dış dünya ile iletişimden tamamen engellenmesi gerekiyorsa.

Mu-bakır Faraday kafesi, oda tipine / şekline / boyutuna uyacak şekilde yapılabilir
Mu-bakır Faraday kafesleri oda tipine / şekline / boyutuna uyacak şekilde yapılabilir.

IP derecelendirmeleri

Birçok uygulama için IP derecelendirmesi gereklidir. Bununla birlikte, soru: hangi IP derecelendirmesi? İstediğiniz sonuç için hangi IP derecesine ihtiyacınız olduğunu bulmanıza yardımcı olmak için tüm IP derecelendirmelerini net bir tabloya koyduk. IP derecelendirme tablosuna gidin .

Artan saat hızı

Elektromanyetik parazit (EMI), günümüz PC'lerinde ve iş istasyonlarında daha yüksek saat hızlarının bir sonucu olarak artmaktadır.
Bu düzenleyici kurumları, PC'ler ve saatler kullanabilen ve emisyon üretebilecek herhangi bir elektronik enstrüman tarafından üretilen elektromanyetik radyasyona sınır koymaya zorladı.

Elektromanyetik Girişim Analizi

Saatler, veriler, adres ve kontrol gibi keskin kenarları olan hemen hemen tüm elektrik geçişleri, elektromanyetik radyasyon üretir. Performans gereksinimleri arttıkça, saat hızları da artmıştır. Geçiş kenarı veya mühendislik terimlerinde, dönme hızı, kurulum ve bekletme süresini karşılamak zorlaştığından çok daha hızlı hale geldi.

Saatler artık devre kartlarında yalnızca bir veya iki cihaza beslenmiyor. Aksine, devrenin her yanına dağıtılırlar. Ayrıca, artan bellek gereksinimleri ve saat hatlarındaki diğer yükler, elektromanyetik radyasyona önemli ölçüde katkıda bulunmuştur.

Koruyucu EMI'yi azaltmak için kullanılan en yaygın yöntemdir.

 

Nasıl yardımcı olabiliriz?

  • Teklif al?
  • PDF'yi dışa aktarma ...