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Disertante:Ing. Edmundo GattiCoordinador UTCEM-Electrónica e Informática
Técnicas de Diseño en Compatibilidad Electromagnéti ca
t1 > t2 and tr1> tr2
A B
Características de la fuente emisora
Puntas de prueba de campo cercano
Modos de acoplamiento de las interferencias
Conversión modo diferencial a modo común
A altas frecuencias hay que descubrir el “ circuito invisible”
Manejo de las corrientes deseadas e indeseadas
Caminos de la corriente en los eventos de Descarga Electrostática
Corrientes de modo común
Problemas de acoplamiento a través del disipador
Disposición de los planos de masa de referencia
Disposición del filtrado y su puesta a tierra
• Cambiar tensiones ó condiciones circuitales que generarán interferencias electromagnéticas EMI .
• Identificar fuentes potenciales de EMI: motores a escobillas, osciladores, señal reloj, relés, circuitos triac, interruptores, etc.
Regla 1: Anticipar áreas de potencial problema
circuitos triac, interruptores, etc.• Identificar si la fuente de ruido en su naturaleza
será de banda ancha ó de banda angosta. Ej. El ruido de un motor a escobillas es de banda ancha y las señales reloj son de banda angosta.
• Técnicas de puesta a masa y a tierra• Técnicas de diseño de los circuitos impresos
( PCB )• Técnicas de distribución y ubicación de los
Técnicas para el control de EMC
• Técnicas de distribución y ubicación de los componentes
• Técnicas de filtrado• Técnicas de blindaje electromagnético
Caminos de retorno de la señal y el ruido
Características de impedancia de los cables de puesta a tierra
Degradación de una referencia de masa de un solo punto
Método de puesta a masa multipunto
Técnicas de aislación y cortes de lazos de tierra
Puesta a masa múltiple
• Elegir un punto sólido de puesta a tierra.• Utilizar una puesta a tierra de baja impedancia de
un solo punto para evitar lazos de tierra.• Los caminos de tierra de continua son a menudo
tierras de alta impedancia para radiofrecuencias.
Regla 2: Puesta a tierra - Grounding ó masa de referencia
tierras de alta impedancia para radiofrecuencias.• Utilizar planos de tierra siempre que sea posible.• Mantener los caminos de tierra tan cortos como
sea posible.• Evitar el uso de cables delgados como tierras.
Formación de lazos de emisión radiada
Uso del plano imagen
Caminos de retorno de la corriente
Degradación del uso del plano imagen para el retorn o de RF
Fenómeno de diafonía
Fenómeno de diafonía entre trazas de un circuito impreso
Regla 3W para reducir diafonía
Comparación de distintos métodos de conexión de com ponentes
Location of decoupling capacitances
Ubicación del desacoplamiento
decoupling capacitance DC useless due to R and L in the current path
possible solution withlow R and L
optimal position of DC
Attn.: multi layer
Plaquetas con dieléctrico embebido
Plaquetas con dieléctrico embebido
Plaquetas con dieléctrico embebido
• Usar circuitos impresos multicapa siempre donde sea posible.
• Ubicar las vias de alimentación en lados opuestos d e la placa multicapa.
• Usar capacitores de desacople.
Regla 3: Diseño de circuitos impresos y su disposición
• Usar capacitores de desacople.• Desacoplar las corrientes de RF y los circuitos de tierra de
RF.• Usar trazas cortas.• Evitar esquinas agudas en las trazas del PCB.• Evitar entradas y salidas no terminadas.• Usar entradas y salidas filtradas.• Evitar trazas en forma de lazo de las señales reloj .
Distribución de bloques funcionales
• Mantener los componentes de circuitos similares agr upados juntos para maximizar su aislamiento.
• Agrupar los componentes de alto impacto interferent e en áreas elegidas por si es necesario que sean apantallados del resto de los circuitos.
• Diseñar para mínima velocidad reloj posible para ci rcuitos lógicos.
Regla 4: Disposición de los componentes en una plaqueta impresa
• Diseñar para mínima velocidad reloj posible para ci rcuitos lógicos.
• Diseñar para mínima velocidad de conmutación posibl e.• Mantener la tierra de RF separada de la tierra de a limentación,
lógica ó digital.• Mantener las trazas de tierra tan gruesas, anchas y cortas como
sea posible.• Agrupar los componentes de manera tal de evitar la interferencia
intrasistema. Mantener los oscilsdores de HF alejad os de circuitos analógicos sensitivos y mantener los circuitos de a limentación alejados del procesamiento de señal.
Ferritas supresoras
Ferritas supresoras
Ferritas supresoras
Filtrado de interferencias
Control de interferencias en filtros de línea de al imentación
What to do and what not to do in filter mounting: What to do and what not to do in filter mounting:
Técnicas de filtrado
What to do and what not to at cable entries: What to do and what not to at cable entries:
Técnicas de filtrado
• La denominación “filtros EMI” se refiere a los circuitos de filtrado que se utilizan para reducir las interferencias generadas por los equipos electrónicos.
Filtros EMI
• El “filtro EMI” no puede utilizarse para filtrar las componentes armónicas en la alimentación.
• El “filtro EMI” es un componente para mitigar ó suprimir la interferencia electromagnética conducida no deseada.
• Que deberíamos hacer si Zin y Zout son muy diferentes, por ejemplo: Zin=alto y Zout=bajo ó viceversa, ó cuando queremos incrementar las pérdidas de inserción!
Filtros LC combinados
• Los filtros en cascada tipo LC, T ó π son utilizados en la mayoría de los casos cuando las impedancias de fuente y de carga son muy disímiles ó cuando se quiere incrementar las pérdidas de inserción!
Matriz de selección de filtros LC
Matriz de selección de filtros LC
Diagrama Filtro EMI
Filtro EMI de línea
Filtrado a nivel de PCB
Pérdidas de inserción de capacitores
Circuitos equivalentes
Mejora del nivel de ruido
Regla 5: Filtrar las emisiones
• Elegir filtros EMI con cuidado. • Los filtros diseñados especialmente para una
aplicación particular usualmente trabajarán mejor y serán de mayor costo efectivo, que los estandarizados.estandarizados.
• Asegurarse de que los filtros sean instalados de acuerdo a las instrucciones de su fabricante.
• Usar circuitos filtro integrados en lugar de componentes EMI discretos posicionados de una manera no conveniente.
Ubicación choques y supresores en PCB
IEC 61000-4-4 Inmunidad a la Ráfaga Eléctrica Rápi da -Burst
IEC 61000-4-5 Inmunidad a Onda de Choque
Varistores - MOVs
Supresores de sobretensión
Sistemas de protección híbrida
Efecto de los blindajes electromagnéticos
Frecuencias de emisión intencional
Frecuencias de emisión no intencional a controlar
Uso de guías de onda
Uso de empaquetaduras conductoras
Método de la “caja sucia”
Continuidad en ventanas apantalladas
complete integral shielding of every boxand all cables(compartment shielding)
F1 F1
F2
PCB2PS
Técnicas de blindaje electromagnético
F1 - F4 Filters shielded cables non shielded cables
metal ormetalized box
plastic box
F2
F2
F3
F4F3 PCB3
PCB1
Juntas conductoras para blindajes electromagnéticos
Integridad de Blindajes
IEC 61000-4-2 Descarga Electrostática
Blindaje a nivel de PCB
• Analizar correctamente los resultados de los ensayos de EMC para abordar la solución de los problemas, aplicando las técnicas disponibles en forma eficiente.
Conclusiones
forma eficiente.• Seleccionar correctamente los componentes de
reducción y supresión, optimizando su instalación en el equipo ó sistema que se desea mejorar.
Fases de Desarrollo de un equipo
Av. General Paz 5445, Edificio 42(B1650WABl) San MartínBuenos Aires, Argentina4724-6300, Interno [email protected]
Septiembre de 2012