PCB 전자기 호환성 강화: 전원 및 접지 최적화를 위한 핵심 전략

전자 제품의 개선은 전자 기술 발전과 밀접한 관련이 있습니다. 전자 기술의 고속 발전에 따라 전자 제품이 소형화와 고밀도화 방향으로 발전하면서 PCB 전자기 호환성(EMC) 설계에 많은 간섭을 가져오고 있으며, 그중 전원과 접지가 가장 본질적인 부분입니다. 따라서 전자 제품 발전과 전자기 설계 간섭에 직면하여 EMC 간섭의 확실성을 기반으로 EMC 설계 최적화를 구현해야 합니다.

전자기 호환성에서 전원과 접지 간섭 분석

전원 회로는 전자 회로와 전력망을 연결하는 매체이며 노이즈가 전자기 호환성 설계 간섭의 주원인입니다. PCB 설계 발전으로 전자기 호환성 설계 전압도 회로 불안정을 초래하는 주요 요소입니다. 간섭은 주로 다음과 같은 측면으로 나타납니다. 첫째, 전자 제품에 전자 부품 적용이 전자 제품 이용에 편리함을 가져오고 전자 제품 내부 설계에 더 높은 명령을 요구합니다. 전자 제품 기술 업그레이드 속도가 전자기 호환성 설계와 호환되지 않으면 최적화가 필요합니다. 이때 DPS 칩, CPU 등 전자 제품 로직 칩이 간섭을 받으면 전자 제품 성능도 저하됩니다. PCB 전자기 호환성 설계에서 전자파 간섭은 전원 선과 접지 선에서 발생하는 저항에 의해 야기됩니다. 따라서 불량한 전자기 호환성 상황에 직면하여 접지 선과 전원 선의 호환성 설계를 분석하고 최적화하여 전자기 성능을 개선해야 합니다. 한편, 높은 전류 속도를 가진 고속 회로의 경우 특수 PCB 설계가 있으며 빠르게 변화하는 전류가 전자기 호환성 설계와 정렬되어야 합니다. 또한 여러 회로가 동시에 같은 전원 선을 적용하면 회로에 큰 간섭과 부담이 발생합니다. 회로 신호도 일정한 제한을 받으며 영향을 받습니다. 회로 간 상호 적용은 공통 임피던스 간섭을 유발합니다. 한편, 공통 임피던스 간섭은 단일 선 간섭보다 더 뚜렷한 효과를 가집니다.

전자기 호환성 설계 처리 전략

• 전원 선 전자기 호환성 설계 및 처리

PCB 전자기 호환성 설계의 필수 부분으로서 전원 선 전자기 설계와 처리는 PCB 회로 안정화에 근본적인 역할을 하며, 다음 측면을 포함합니다:

1). PCB를 통과하는 전류 강도에 따라 전원 선 폭을 설정하고 조정합니다. 전원 선 폭의 과학적 설정은 루프 작동 과정에서 전류 저항을 크게 줄일 수 있습니다.

2). 전원 선과 접지 선 라우팅 방향에 많은 주의를 기울여야 합니다. 일반적으로 전원 선과 바닥 선 라우팅 방향은 전류 흐름 방향과 호환되어야 합니다. 그러나 PCB 전자기 호환성 설계 측면에서 전원 선과 바닥 선 라우팅 방향은 데이터 흐름 방향과 호환되어야 합니다. 왜냐하면 이 과정에서 노이즈 문제가 해결되기 때문입니다.

3). 핀 길이를 합리적으로 설정합니다. 마운팅 부품 적용은 핀 적합성 향상의 중요한 단계입니다. 마운팅 부품 적용 시 커패시턴스와 마운팅 부품이 공급하는 루프 면적을 줄여야 하며, 마운팅 부품은 부품 분포 커패시턴스의 나쁜 영향을 줄일 수 있습니다. 전자기 호환성 설계 절차에서 부품 분포 커패시턴스 영향은 노이즈 발생의 핵심 요소입니다. 부품 분포 인덕턴스 균형의 이유는 핀 길이 축소에 있습니다.

• 접지 선 전자기 호환성 설계 및 처리

접지 선 EMC 설계와 처리는 주로 접지 루프 간섭을 줄이고 노이즈가 PCB 전자기 호환성에 미치는 나쁜 영향을 제거하는 것이며, 다음 측면에서 구현할 수 있습니다:

1). 루프 전류 형성이 접지 루프 간섭의 핵심 원인입니다. 그러나 루프 전류 형성을 실제로 줄이기 위한 첫 번째 일은 접지 선을 전자기 호환성 측면에서 설계하는 것입니다. 구체적으로, 아이솔레이터와 공통 모드 초크 적용이 바로 루프 전류를 줄이는 필수 조치입니다. 루프 전류가 형성될 때 공통 임피던스가 주요 효과를 내는 요소입니다. 루프 전류와 루프 접지 선 설계 간 충돌을 피하기 위해 두꺼운 접지 선 층을 접지 루프 인접 지역에 깔아 루프 전류 형성이 노이즈 간섭을 유발하는 것을 막아야 합니다. 또한 극한 위치 정확도를 보장해야 합니다. 다층 PCB의 접지 선 플레인에 대해서는 구체적 설정을 수행해야 합니다. 한편, PCB EMC 설계 과정에서 시프터 조립 조정은 실제로 노이즈 간섭 조정을 위한 중요한 조치이며, 이는 노이즈 간섭이 특정 한도를 초과할 때 시프터 조정이 노이즈를 줄일 수 있음을 의미합니다.

2). 공통 부분 저항이 EMC 설계 간섭을 유발하는 주요 요소입니다. 그러나 접지 선 EMC 설계의 원활한 구현을 위해 공통 부분 전자기 호환성 설계가 가장 중요한 작업이며, 접지 선 두껍게 하기나 코팅 처리는 공통 부분 저항을 피할 수 있습니다. 따라서 접지 모드 변경은 병렬 단일 포인트 처리와 최적화가 가능합니다. 한편, 직렬 및 병렬 설계 과정에서 단일 포인트 접지 생성도 공통 저항을 최대한 제거할 수 있습니다.

3). 디지털 그라운드와 아날로그 그라운드는 서로 독립적이어야 합니다. 한편으로는 디지털 그라운드와 아날로그 그라운드가 서로 독립적이어야 하며, 다른 한편으로는 디지털 그라운드를 독립적으로 설계하고 아날로그 그라운드가 디지털 그라운드를 간섭하지 않도록 보장해야 합니다. 병렬 및 직렬 상호 접지 과정에서 단일 포인트 접지가 저주파 회로로 인한 간섭을 막기 위해 간섭을 최대한 줄이는 가장 일반적인 모드입니다. 따라서 고주파 회로는 직렬 및 병렬 회로와 연결되어야 합니다.

• 유해 물질 검출

전자 제품 유해 물질 검출은 주로 검출 방법 적용, 검출 프로젝트 결정, 수출 폐기 전자 제품 재활용으로 구성됩니다.

a. 전자 제품 유해 물질 검출을 위한 샘플 수량과 방법 선택.

b. 검출 항목 결정. 시중 상품과 마찬가지로 전자 제품 원자재도 품질과 유형이 다릅니다. 원자재는 전자 제품 공급업체와 제조업체가 특정 환경 보호 프로젝트에 따라 결정해야 하며, 이는 검출 결과 개선에도 도움이 됩니다. 검출은 다음 측면에서 구현해야 합니다:
1). 제조 공정 기술 특성과 결합하여 전자 제품 유형, 수량, 지수가 해당 표준에 도달하는지 확인합니다.
2). 모든 위치와 각도에서 검출합니다. 합법적이고 권위 있는 검출을 구현하여 검출 결과가 완전하고 정확하도록 합니다.
3). 물리 화학적 특성을 완전히 이해하여 검출 환경이 전자 제품에 미치는 영향을 최소화하고 측정 오차를 줄입니다. 서로 다른 특성의 전자 제품은 서로 다른 검출 등급에 대응해야 하여 검출 데이터가 더 정확하고 과학적이도록 합니다.

c. 폐기 전자 제품 재활용 및 폐기.

검출 후 표준에 부합하지 않고 인체 건강에 해로운 폐기 전자 제품은 제때 재활용해야 합니다. 필요한 경우 폐기 전자 제품을 폐기하여 나쁜 영향을 피해야 합니다.

참고 자료:
• EMI 및 EMC 자동화 도구에 대한 가장 포괄적인 소개
• PCB EMC 설계 첫 시도 성공 보장
• EMC 개선을 위한 PCB 파티셔닝 설계 규칙
• 무선 주파수 회로 및 전자기 호환성을 위한 PCB 설계
• 노트북 PCB EMC를 보장하는 3가지 설계 고려사항
• PCBCart의 풀 피처 PCB 제조 서비스 - 다양한 부가 가치 옵션
• PCBCart의 고급 PCB 조립 서비스 - 1개부터 시작