Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Inleiding EMC stoorbronnen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Toename EMC storingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Tijd
Klachten
Enkele voorbeelden:• Airbag elektronica• ABS systemen• Actieve veer systemen• Elektronische snelheidsregelingen• Board computers
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
• Mobiele telefonie (900 en 1800 MHz)• Portable gebruik GSM in auto• Draadloze netwerken (2.4 GHz en 5 GHz)• Low Power Devices• 27 MHz “boosters”• Digitale audio- en video broadcasting• Sateliet netwerken
Oorzaken toename EMC storingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
• Micro controllers “overal” toegepast• Snelheid van programmeerbare logica• Processor snelheid naar 1 GHz en up• Steeds meer “automatische” meet- en
besturingssystemen
Digitale Modulatie techniek
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Bij zenders worden steeds hogere frequenties toegepast omdat defrequentie banden “vol” raken.Bij computer systemen worden steeds snellere systemen met hogerekloksnelheden ontwikkeld.
Toename toegepaste (zend) frequenties
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Jaren
1 GHz
20 GHz
40 GHz
80 GHz
160 GHz
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Frequentieband indeling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
D.C
.1
6 2
/3 H
z5
0 H
z
30
0 k
Hz
L.W. M.W. S.W. V.H.F. U.H.F. E.H.F. S.H.F.
30
0 G
Hz
30
GH
z
3 G
Hz
3 M
Hz
30
MH
z
30
0 M
Hz
30
kH
z
1 m
1 d
m
1 c
m
1 m
m
10
m
10
0 m
1 k
m
10
k m
F.M. broadcast88 - 108 MHz
ISM27 MHz
ISM433 MHz
ISM2.45 GHz
S.W. broadcast
M.W. broadcast
L.W. broadcast
...G.S.M.
900 MHz
G.S.M.1800 MHz
. .
. DECT1600 MHz
Portofoons170 MHz.
Satalite communications10 GHz - 18 GHz
.links
38 GHz
Light
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Far field versus Wavelength
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
0.1 m
1 m
10 m
100 m
1.000 m
100.000 m
10
kH
z
10
0 k
Hz
1 M
Hz
10
MH
z
10
0 M
Hz
1 G
Hz
10
GH
z
10.000 mFar-field
Near-field
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Limits for E-field radiation
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
100 V/ m
1.000 V/m
10.000 V/m
1 H
z
10
Hz
10
0 H
z
1 k
Hz
10
kH
z
100.000 V/ mCENELEC 50166-1
WorkplacePublic area
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Limits for H-field radiation
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
0.1 mT
1 mT
10 mT
1 H
z
10
Hz
10
0 H
z
1 k
Hz
10
kH
z
100 mT
0.01 mT
1.000 mT CENELEC 50166-1
Public area
Workplace
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
Limits for E-field radiation
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
10
0 M
Hz
1 V/ m
10 V/m
100 V/m
10.000 V/ m
10
kH
z
10
0 k
Hz
1 M
Hz
10
MH
z
1 G
Hz
10
GH
z
1.000 V/ m
CENELEC 50166-2
Public area
Workplace
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
IEC-model
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Enclosure port
AC-port
Device Under TestDC-port
Signal/control port
Earth port
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Inleiding EMC stoorbronnen
EMC-niveaus
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Ontwerpmarge
Immuniteitsniveau (“slachtoffer”)
Immuniteitslimiet (“norm”)
Emissielimiet (“norm”)
Emissieniveau (“stoorbron”)
Veiligheidsmarge
Ontwerpmarge
AM-detectie
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Geen AM-modulatie
Draaggolf
12 V
6 V
Irf
FM of ongemoduleerd signaal
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
1 kHz modulatie
Draaggolf
12 V
Irf
1 kHz modulatie
Amplitude- of pulsgemoduleerd signaal
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Modulatie (212 Hz)
900 MHz draaggolf
t
20 kHz
FZijbanden(212 Hz)
Frequentie conversie
Gewenste signaalband
900 MHz draaggolf
212 Hz “stoor”-signaal
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
AM-detectie bij IC’s
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
1 kHz modulatie
Is1
Is
CPCB
Ck
Amp 1 Amp 2
Draaggolf
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
Indien de HF-energie bij de 1e PN-overgang komt, zal detectie
plaatsvinden en is het niet meer mogelijk de beïnvloeding tegen te
gaan.
Methoden om detectie tegen te gaan moeten dus gezocht worden in
het tegenhouden van de HF-energie.
Tegengaan van HF-detectie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
Dit kan gerealiseerd worden door
- Afscherming van de aangesloten kabels
- Afscherming van de behuizing van de versterker
- Common mode filters
Tegengaan van HF-detectie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
AM-detectie
De meeste i.c’s hebben op hun ingang een protectie circuit tegen onder en over spanningen. Dit circuit zal, indien er geen filters toegepast worden, AM detectie veroorzaken.
Ingangsprotectiecircuit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Filters en componenten
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Doel voedingsontkoppeling: leveren van de piekstromen voor het i.c.
Voedings ontkoppeling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen Vi
[V]
Icc[mA]
5
4
3
2
1
1 2 3 4 50
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Inductie aansluitdraden
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Typical 6 nH
Typical 0,3 - 1 nH
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Paracitieve effecten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Resonatie van condensatoren
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
1) Elco 100 µF2) Tantaal 470 nF3) Metaalfilter 100 nF4) Ceramisch 100 nF5) Ceramisch SMD 100 nF
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Condensatoren
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
De ontkoppelcondensator zal samen met de inductieve sporen in resonantie komen bij:C = 100 pF; ± 200 MHzC = 1 nF; ± 75 MHzC = 10 nF; ± 25 MHzC = 100 nF; ± 10 MHz
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Ontkoppelcondensatoren
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Slechte opstelling van de ontkoppelcondensator.
cBetere opstelling van de ontkoppelcondensator.
c
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Het ontkoppelen van de voedingsspanning bij het IC wordt bemoeilijkt door de interne, parasitaire, componenten in het IC.
• Inductie van voedingsspannings-“draden” in IC:
5 - 30 nH
• Capaciteit van de “draden” in het IC (naar de nul):
1,5 - 3 pF
• Weerstand van de “draden” in het IC:
0,1 Ohm
Paricitaire effecten in IC’s
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
In CMOS IC’s wordt veelvuldig gebruik gemaakt van inverters met het onderstaande schema:
Totempaalcircuits in IC’s
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
.
.
.
.
Vcc
UitgangIngang
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
De ingangscapaciteit van CMOS- en TTL-poorten ligt rond de 5 pF. De
uitgangscapaciteit ligt rond de 10 pF.
Logische poorten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Vervangingsschema transmissielijn
Transmissielijntheorie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
R’/2 R’/2L’/2 L’/2
C’ G’
Lijn impedantie Zo = jwL’ + R’jwC’ + G’
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Eenheden:
• L’ = Karakteristieke inductie per lengte eenheid nH/m
• C’ = Karakteristieke capaciteit per lengte eenheid pF/m
• R’ = Karakteristieke weerstand per lengte eenheid W/m
• G’ = Karakteristieke geleiding per lengte eenheid S/m
Transmissielijntheorie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Verliesvrije transmissielijn
Transmissielijntheorie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
L’/2 L’/2
C’
Lijnimpedantie, Zo =
Vertragingstijd, t =
L’C’
p L’ * C’
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
• De snelheid van een golf in een (coax)kabel wordt vertraagd door het dielectricum van het isolatiemateriaal in de betreffende kabel.
• De snelheid van een golf in een (coax)kabel bedraagt ongeveer 200.000 km/s. Dit komt overeen met een vertragingstijd t van 5 ns/m.
Transmissielijntheorie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Voedingsspanningcircuit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
.
.
..
Vcc
IC-behuizing
Lp
Lp
Lp
Rp
Rp
Rp
Cp
Cp
Cp
Uitgang
Ck
Rk
Lk
Ls Rs
Cs2
Cs2
SpoorOntkoppel-condensator
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Als het de layout rond de ontkoppelcondensator goed wordt gekozen, is de inductie van dit spoor verwaarloosbaar klein.
Voedingsspanningcircuit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Voedingsspanningcircuit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
.
.
..
Vcc
IC-behuizing
Lp
Lp
Lp
Rp
Rp
Rp
Cp
Cp
Cp
Uitgang
Ck
Rk
Lk
Ontkoppel C
Rs
Ls
Ck
Rk
Lk
Ontkoppel C
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
• Door een spoel op te nemen in het voedingsspanningcircuit, vlak voor de ontkoppelcondensator, wordt voorkomen dat er hoogfrequentstromen uit de rest van de voeding getrokken wordt.
• Deze spoel kan echter met de ontkoppelcondensatoren voor en achter deze spoel, in parallel resonantie komen, hetgeen verhoogde storingsemissie kan veroorzaken. Om deze reden wordt een 50 tot 100 W weerstand parallel aan de spoel geschakeld. Door deze weerstand wordt de maximale impedantie beperkt.
Voedingsspanningcircuit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Voedingsontkoppeling van IC's is noodzakelijk, echter men moet er
zorg voor dragen dat men niet al te grote ontkoppelcondensators
gebruikt.
Hoe hoger de capaciteit, des te groter de parasitaire zelfinductie ook
wordt.
Dit heeft als gevolg dat grote condensatoren een relatief slecht HF-
gedrag vertonen.
Voedingsontkoppeling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Voedingsontkoppeling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Berekenen ontkoppelcondensatoren
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
C =D(I) dtd(Ve)
Cs d(Vs)d(Ve)x +
Laadstroomingangscapaciteit
Laadstroomuitgangscapaciteit
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
L-C filters
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
L
C
X L = 2 π f L X C =
2 π f c
1
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Impedantie van stoorbronnen:
ESD: 50 ohm tot 2.000 ohm
EFT: 50 ohm
Stromen t.g.v. HF-velden : 50 - 400 ohm
Surge: ½ - 10 ohm
Filtering: 1 condensator
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
BuitenwereldEUT
~
Ri Ri
Stoorbron Stoorbron~
Geen filtering voor surgepulsen.Filtering van binnen naar buitenafhankelijk van Ri van EUT-storing
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Filtering: RC versus LC
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Ri Ri
Stoorbron
~ ~
Ri Ri
Stoorbron
~ ~
- 6 dB/octaaf+ Goedkoop+ Absorptiedemping- Spanningsval
+ 12 dB/octaaf- Duur- Reflectiedemping
(emissie)+ Lage spanningsval- Filterresonantie
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Filtering: PI versus T
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
~ ~
~ ~
Hoog impedant
• Laag impedant
• Koppelweg voor storing gegarandeerd
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Directionele filtering
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
U gewenstf = 10 MHz
Signaalrichting
10x :10
1x (F = 10MHz)
:100 :10
Richting stoorsignaal
Ri
U stoorf = 10 MHz
~ ~
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Gebruik CM- en DM-spoelen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Common mode spoel
Icm Idm
Voordeel : Geen verlies weerstand naar nul (aarde): Aardlekschakelaars geen probleem
Nadeel : Duur: Matige filtering
Toepassing : Medische netfilters (Iat < 50 uA): Zeer hoog Ohmige inputs
Differential mode spoel
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Uitvoeringen:
- Vonkbruk
- Gasontladingsbuisjes
- Zenerdiode
- VDR
- Transorb/Surge arrestor
Risico
- cop niet lineair device
- Alleen toepassen op voedingslijnen
- Vonkbruggen en gasontladingsbuisjes zijn alleen a-lineair als deze doorslaan
Gebruik niet-lineaire filters
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Doorvoer condensatoren
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Doorvoer filters
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
SMD common mode spoel
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
T-filters
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Condensator arrays
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Elke lijn wordt voor hoge frequentiesge-bypassed door de condensator naar het chassis
D-connector Keramische array
Keramische condensatortussen 0V en kast GND
Kast GNDKoper niet aan 0V
De condesator wordt geplaatst ter voorkoming van laag frequente GND-loops, terwijl er nog steeds een hoogfrequente ontkoppeling is.
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Clamp on ferrieten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Flat cable ferriet
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Ferrieten worden gebruikt om stoorsignalen met relatief hoge frequenties te onderdrukken. Het berust op het principe dat bij hoge frequenties de impedantie van de ferriet hoog wordt, derhalve dus ook meer dempt.
Ferrieten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Z s Z f
Z L
De demping of insertion loss = 20 log 10
Zs + ZL + ZfZs + ZL
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
De impedantie van ferrietmateriaal bij een bepaalde frequentie is sterk
afhankelijk van de soort ferriet (samenstelling).
Derhalve moet men op de hoogte zijn van de te onderdrukken
stoorfrequentie voor een maximaal effect.
Ferrieten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Voorbeeld:
Stel, men wil een 10 dB demping verkrijgen bij een frequenty van 100 MHz. Zs = Zl = 50 W
Ferrieten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
20 log Zs + Zl + ZfZs + Zl
10 dB = 20 log 50 + 50 + Zf50 + 50
0,5 = log100 + Zf
100
3,16 = 100 + Zf
100
Zf = 216 Ω
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
De door de leverancier beschikbaar gestelde datasheets moeten dan
duidelijkheid verschaffen welk ferriet bruikbaar is.
Uiteraard voor de uitvoeringsvorm (PCB-ferriet, ferriet voor kabels)
moet u zelf een keuze maken.
Ferrieten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Voorbeeld: Toepassing ferrieten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Capacitieve overspraak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Transorbs en suppressors
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
+ 30 V
+ 20 V
+ 12 V
+
-
T.V.S. = Transient Voltage Suppressor
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Multilayer VaristorsDeze worden voornamelijk gebruikt om componentente beschermen tegen ESD‘s. Het principe luidt hier:afvloeiing van de stroom door verschillende elektroden.
Transorbs en suppressors
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
I
I
Symbool
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
De netfilters hebben ten doel:• Zorg dragen voor de immuniteit van het apparaat• Zorg dragen dat het apparaat niet te veel emissie produceert• Een netfilter kan bestaan uit één enkele condensator of uit een
gecombineerde schakeling van condensatoren en inducties.
Netfilters
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Maximaal toegestane lekstroom van Y-condensatoren:
• Draagbare apparatuur : 0,75 mA
• Vaste apparatuur : 3,5 mA
• Medische apparatuur : 0,1 mA
• Patiëntgebonden apparatuur : 50 µA
• Klasse II apparatuur : 0,25 mA (dubbelgeïsoleerd)
Netfilters
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Berekenen lekstoom
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
X c =1
---------------2 π f C
I =U
-----R
lekI = 2 π f C
U ---------------
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Maximaal toelaatbare lekstroom:
• Draagbare apparatuur : ± 10 nF
• Vaste apparatuur : ± 50 nF
• Medische apparatuur : ± 1 nF
• Klasse II apparatuur : ± 3 nF
Toegestane lekstroom
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Differential modestoringen worden ook wel symmetrische storingen genoemd en zijn storingen welke tussen de fase en de nul optreden.
Differential mode filtering
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Fase
Nul
Ground
FilterD.M.IU
D.M.~
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Common modestoringen worden ook wel asymmetrische storingen genoemd en treden op tussen fase en nul enerzijds en aarde anderzijds.
Common mode filtering
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Fase
Nul
Aarde
Filter
I CM
I CM
ICM
I CM
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Bron: Type filter: Slachtoffer:
Hoge impedantie
Lage impedantie
Lage impedantie
Hoge impedantie
Keuze netfilter type
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Keuze netfilter type
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Bron: Type filter: Slachtoffer:
Lage impedantie
Hoge Impedantie
Lage impedantie
Hoge impedantie
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
• Filter moet over groot oppervlak goed geleidend aan de kast bevestigd worden.
• Aansluitdraden van de “schone” kant en “vuile” kant mogen absoluut niet parallel lopen!
• Voor filterdemping boven enige MHz kan alleen bereikt worden als de “schone” en “vuile” kant elkaar niet kunnen zien.
Filter monage
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Foutive filtermontage
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Fase
NulFilter
Kastwand
UcmAarde
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Goede filtermontage
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Filter
Fase
Nul
Aarde
Kast
Veiligheidsaarding
EMC-aarding
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Injectie van storingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Fase
Nul
Aarde
Filter
Klasse II
apparaat
Parasitaire capacitievekoppeling naar omgeving
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
• Stoorpulsen op de fase en/of de nul worden via de Y-condensatoren naar aarde afgevoerd.
• Stoorpulsen op de aarde zelf, zullen door dit filter echter juist ingekoppeld worden en via de parasitaire capaciteit van het apparaat met de omgeving naar aarde teruglopen.
Injectie van storingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Filter met aardspoel
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Fase
Nul
Aarde
Klasse IIapparaat
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Filter met vier spoelen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Fase
Nul
Aarde
Klasse IIapparaat
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Filters en componenten
Wet van Lentz
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
A
~
A
EMC pakkingen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
Fingerstocks zijn strippen van voornamelijk Berylium koperlegeringen, die in afgeschermde ruimtes maar ook in systeemkasten worden gebruikt, om openingen te voorzien van een goed geleidende afsluiting.
Daar waar de verbinding regelmatig los en vast gemaakt moet worden, zijn fingerstocks te prevaleren boven gaskets.
“Mesh”-gasket worden met name voor permanente verbindingen toegepast.
Rubbergaskets worden toegepast daar waar zowel EMC als waterafdichting gewenst is.
Fingerstocks en gaskets
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
Fingerstocks
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Tijdelijke verbindingen t.b.v. deuren• Compressie 25 tot 50%• Onderhoud vereist
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
Mesh gaskets
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Permanente verbindingen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
Waterdichte verbindingen
Rubbergaskets
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
• Verbetering contact tussen connector en behuizing.
• Alle contactvlakken dienen elektrisch geleiden te zijn (geen ALU oxide of verf!).
Connector gaskets
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
Voor een goede afscherming (90 dB) is een materiaaldikte van 10 maal de skindiepte aan te bevelen.
Voorbeeld:
Voor koper geldt dat bij een frequentie van 10 kHz 10 maal de
skindiepte overeenkomt met 0,7 mm.
Het Skineffect
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
• In de praktijk betekent dit dat de materiaaldikte bij de meeste EMC-problemen niet relevant is.
• Alleen bij lage frequenties (f < 100 kHz) moeten wij de materiaaldikte in de gaten houden.
Het Skineffect
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC pakkingen
Het skineffect
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
d =2
w * s * µ
De skindiepte is die waarde waarbij de E/M-veldsterkte in het materiaal met 63% is afgenomen (= 9 dB).
W = hoekfrequentie (= 2πf)µ = magnetische permeabiliteits = conductiviteit van materiaal
Skindiepte koper bij 50 Hz : 1 cmSkindiepte koper bij 10 MHz : 20 µm
• Het skineffect
EMC pakkingen
PCB routing
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Ingangsfiltering
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Is1
Is
CPCB
Ck
Is2
Us
Amp 1 Amp 2
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Schakeling wordt in geheel “opgetild” t.o.v. de omgeving. Alle electronica blijft onderling op hetzelfde potentiaal.
Ingans- en uitgangsfiltering
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Is1
Is
CPCB
Ck
Is2
Us
Amp 1 Amp 2
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Optelling van spanning in nulgeleider bij inputsignaal versterker 2
Oplossing: - Referentievlak (laag impedant)
- Kabels aan 1 kant houden
Slecht referentievlak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Is1
Is
CPCB
Ck
Is2
Amp 1 Amp 2
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Kabels aan 1 zijde PCB
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Is
CPCB
Ck
Amp 1 Amp 2
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Door middel van een capacitief scherm wordt de paracitaire capaciteit gebypassed.
Kabels aan 2 zijden PCB
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
U
U = 0V
Icm
Scherm
Deze methode is alleen geschikt als alle kabels aan 1 kant van de PCB zitten.
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Kabels aan 2 zijden PCB
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Us
Icm
Metalen kast ofextra metalen plaat
Ck
CS
CPCB
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• - Grote stromen
• - Gedefinieerde loop van stoorstromen
• - Gewenst als Ri van stoorbron “hoog” Ohmig is (> 50 Ohm) (normaal alle “korte” I/O-kabels)
PI-filtering (laag impedant)
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
CPCB
Ck
Is
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
- Lagere stromen
- Minder goed gedefinieerde loop van de stromen
- Gewenst indien Ri van stoorbron laag Ohmig is
(voedingskabels en lange I/O-kabels)
T-filtering (hoog impedant)
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
CPCB
Ck
Is
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
AM-detectie op ingang 2 van de versterker
Oplossing 1) Verkleinen lusoppervlak (d.m.v. nul langs spoor of d.m.v. referentievlak)
2) Capaciteit over ingang 2e versterker (of LC- c.q. RC- filter)
Directe instraling op PCB
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Ck
Cpcb
Is
Oppervlak bepaalt ontvangst antenne
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Alleen scheiden van referentievlakken als galvanische scheiding noodzakelijk is.
Geen sporen over overgangen van referentievlakken laten lopen
Gescheiden referentievlakken
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
A/D
A/D
A/D
Analog input 1
Analog input 2
Analog input 3 Processor
Processor
Processor
Analog en digital GND aan elkaar
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Bij het ontwerpen van een lay-out zijn de ontwerpen voornamelijk gericht op de keuze van de signaalstromen tussen de componenten. De retourstromen worden “geroot” via toevallige aanwezige printsporen teneinde de stroomkring te sluiten. Dit overlaten aan toevalligheden kan tot problemen leiden.
Het PCB-ontwerp
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
zender
ontvanger
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Het elektrisch veld is opgesloten tussen de signaalstromen de retourstroom. Hierdoor bereiken we een grote reductie van de opgewekte straling (c.q. een verbetering van de immuniteit)
Het PCB-ontwerp
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
ontvanger
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Het elektrisch veld is voornamelijk opgesloten tussen de twee geleiders. Derhalve ontstaat minder overspraak naar naastgelegen geleiders. Dit wordt ook wel een parallelle golfgeleider genoemd.
Het PCB-ontwerp
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
printkaart
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Voor de tweede verbinding moet gebruik gemaakt worden van draadbruggen (bewerkelijke situatie).
Het PCB-ontwerp
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
ontvanger
zender
ontvanger
zender
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
PCB met Referentie vlak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
ontvanger
zender
ontvanger
zender
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Gebruikmakend van een referentie vlak, zal de retourstroom de makkelijkste (niet noodzakelijk de kortste) weg terug nemen.
De stroom zal in de lus met de laagste impedantie retour lopen. Dit zal het pad zijn waarmee de kleinste lus oppervlakte wordt omvat. (Het uitgezonden veld wordt immers bepaald door de stroom maal het lus oppervlak).
PCB met referentie vlak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
printkaart
printspoor
aardvlak
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Een laag met alleen noord-zuidverbindingen, een laag met alleen oost-westverbindingen en een laag als aardvlak. De retourstroom blijft zo netjes onder de signaalstroom.
Nadeel: De middelste laag is slecht toegankelijk voor reparaties, modificaties etc.
Multilayers (3 laags PCB)
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Doormetalisering
Aardvlak
n-z
o-w
Zijaanzicht
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Wanneer het referentie vlak in het midden wordt geplaatst, doet het aardvlak tevens dienst als afscherming voor elektromagnetische velden voor zowel de bovenste als de onderste helft. De retourstroom blijft onder de signaalstroom.
Multilayers (3 laags PCB)
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Aardvlak
Zijaanzichtn-z
o-w
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Voedings vlakken
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Aardvlak
n-z
o-w
VCC
Zijaanzicht
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Toepassen referentievlak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Stel:
Onderzijde PCB is volledig gesloten GND plane.
Hoe loopt de retour stroom?
Kortste weg (diagonaal door GND plane)
Onder heengaande spoor
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Wanneer de voedingsspanning ook als vlak uitgevoerd wordt, ontstaan er problemen met de retourstromen ter plaatse van de doormetaliseringen.
Het gevolg zal zijn dat de retourstroom via een langer retour pad terug zal lopen.
De stroom kan ter hoogte van de via’s de volgende paden kiezen:
1. Via de dichts bij gelengen ontkoppel condensator
2. Via de “verdeelde” capaciteit tussen plus en min vlak
Voedings vlakken
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• Wordt er nu ter plaatse van de door- metalisering een ontkoppelcondensator tussen VCC en het aardvlak aangebracht, kunnen de signaalstroom en de retourstroom vrijwel dezelfde weg volgen.
• Onderstaande figuur is praktisch echter onuitvoerbaar.
Voedingsvlakken
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Aardvlak
n-z
o-w
VCC
Zijaanzicht
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• Bewerkelijke procedure daar elke door-metalisering van een ontkoppelcondensator voorzien moet worden.
Voedingsvlakken
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Aardvlak
n-z
o-w
VCC
Zijaanzicht
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• Wanneer het VCC-vlak niet meer als aardvlak fungeert, kunnen de signaalstromen en de retourstromen praktisch dezelfde weg volgen.
• Wordt het VCC-vlak uitgevoerd als een egaal kopervlak, dan kan er een striplinestructuur ontstaan die niet goed functioneert.
Multilayers
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Aardvlak
n-z
o-w
VCC
Zijaanzicht
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Een striplinestructuur is een structuur waarbij een geleider is opgesloten tussen twee referentie vlakken. De symmetrie van een striplinestructuur zorgt ervoor dat de retourstromen zowel in het onderste referentie vlak als in het bovenste lopen.
Klokdistributie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Geleider
Aardvlak
ZijaanzichtAardvlak
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Voorbeeld van een striplinestructuur in een multilayer:
Klok distributie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Stripline
Microstrip
Aardvlak
Aardvlak
Zijaanzicht
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Bij toepassingen van meerdere aardvlakken moet men er zorg voor dragen dat de retourstromen dezelfde weg kunnen gaan.
Klok distributie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Aardvlak
Aardvlak
Zijaanzicht Microstrip
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Door de transmissielijn karakteristiek af te sluiten zullen de reflecties onderdrukt worden.
Reflecties
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Ontvanger
Zender
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Oorzaak van deze pulsvorming is interferentie van een heengaande golf met een tweemaal vertraagde heengaande golf die gereflecteerd is tegen respectievelijk ontvanger en zender. Bij korte transmissielijnen zijn deze golven in fase met elkaar.
Reflecties
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Ontvanger
Zender
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Op onderstaande manier kan de klok over het board verdeeld worden.
Nadelen:
• Looptijd verschillen tussen ontvangers
• Klok lijn kan niet karrakteristiek gehouden worden
Reflecties
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Zender OntvangerOntvanger
Ontvanger
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Wanneer timingproblemen kunnen ontstaan, moet elke ontvanger zijn eigen transmissielijn krijgen (die ook nog lopend is afgesloten).
Nadeel:
De klok generator moet een hoge fan out hebben.
Reflecties
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Ontvanger
Ontvanger
Ontvanger
Ontvanger
Zender
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Radiated emissie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Bus metkloksignaal
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Radiated emissie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Alleen klok actief
Klok en databus
actief
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
Gebruik “spead spectrum” klok
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
“spead spectrum” klok: uit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
“Spead spectrum” klok: aan
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• Maximaal toegestane kabellengte: 20 m
• Hogere emissie van HF-signalen
• Hogere gevoeligheid voor externe velden
• Risico van common mode stromen t.g.v. nulgeleider
RS232
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
I
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• Maximaal toegestane kabellengte: 1,2 km
• Lage emissie van HF-signalen
• Lagere gevoeligheid voor externe velden
• Geen nulgeleider!!
RS 422/RS 485
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
PCB Routing
• De IIC bus is bedoeld als communicatie bus op de PCB tussen i.c.’s
• Het gebruik van deze bus tussen PCB’s, ook als gaat het slehts om tientallen centimeters, is sterk af te raden.
• De IIC tollereert slechts een zeer kleine capacitieve belasting waardoor het filteren van deze signaal lijnen bijna onmogelijk is.
IIC bus
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Metingen op PCB niveau
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
Om EMC-problemen van printplaten te kunnen oplossen, zijn een aantal methoden onontbeerlijk. Voorbeelden hiervan zijn :
• Current probe voor emissiemetingen
• Current probe voor immuniteitsmetingen
• H- en E-veld probes
• Zelf te maken probes
Sniffer meetmiddelen
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
De current probe kan zowel voor emissie als voor immuniteitsmetingen gebruikt worden.
De spectrum analyzer wordt dan vervangen door een signaalgenerator al dan niet met een RF-versterker.
Current probe
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
E- en H-veld probeset
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
E- en H-veld probes
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
De stroom die door het printspoor loopt, wekt een elektromagnetisch veld op wat door het ferrietmateriaal wordt opgepikt. Het meetspoeltje geeft dit als een spanning weer.
PCB-probe
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemenPrintspoor
Meetinstrument
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
Meetfouten t.g.v. probeclip
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Metingen op PCB niveau
• L » 10 nH/cm.
• Een draadje met een lengte van 10 cm heeft een inductie van » 100 nH.
• Bij een frequentie van 200 MHz komt dit overeen met een impedantie van 120 W.
Inductie aardgeleiders
Inleiding EMC stoorbronnen
AM detectie
Filters en componenten
EMC pakkingen
PCB routing
Metingen op PCB niveau
ESD
EMC in de ontwikkelfase
Emissie bij schakelende voedingen
Praktijk problemen
ESD
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Onstaan statische elektriciteit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Materiaal A
Materiaal B
DQ = 0
Materiaal A Materiaal B
DQ =2 * Q
Tribo elektrische ontlading
Scheiden van materialen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Ontstaan statische elektriciteit
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Scheiden van materialen
Materiaal A Materiaal B
-2+3+1
-4+3-1
++ + ++ +
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Het opladen van materialen ontstaat wanneer twee verschillende materialen langs elkaar bewegen.
Bij het wrijven wordt het ene materiaal positief en het andere materiaal negatief geladen.
Dit verschijnsel wordt ook wel “tribo elektrische” oplading genoemd. Het materiaal wat het hoogste in de tribo elektrische reeks staat, zal positief geladen worden, terwijl het andere materiaal negatief geladen zal worden.
Opladen van materialen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Door wrijving tussen materialen onderling en het scheiden van de materialen, kunnen elektrostatische ladingen ontstaan.
Door het wrijven van de oppervlakten kunnen elektronen van het ene naar het andere oppervlak verplaatsen, met als gevolg een ladingsonbalans tussen de materialen (potentiaal verschil).
Tribo elektrische oplading
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Tribo elektrische eerie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
+
-
LuchtAsbestKonijnenbontGlasMicaMensenhaarNylonWolBontLoodZijdeAluminiumPapierKatoenStaalHoutAmber
WasHard rubberNikkel/koperBras/zilverGoud/platinaSulfietAcetaten/rayonPolyesterCelluloidOrlonSaranPolyurethaanPolyethyleenPolypropyleenPVCSiliciumTeflon
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Als een geladen object in de buurt van een niet geladen object komt, kan er elektrostatische lading worden geïnduceerd in het ongeladen object.
Geïnduceerde lading
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Q = C * V of U = Q/C
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
De capaciteit tussen objecten neemt af als de afstand tussen de objecten toeneemt:
Geïnduceerde lading
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
1 pF
100 V
2 pF
50 V
4 pF
25 V
Als de lading constant blijft, zal de spanning dus toenemen als de afstand tussen de objecten groter wordt!
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Hierin is:
er = Relative dielectrische constante
eo = Dielectrische constante in vacuüm
A = Oppervlakte van de platen
d = Afstand tussen de platen
Parallelle plaat condensator
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
C = er* eo *Ad
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Geïnduceerde lading
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Geïnduceerde lading
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Ontlading van mensen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
+++++Wrijving
U = Z tot 25 kV
300 tot 3.000 Ohm(50 tot 5.000 Ohm worst case)
100 tot 300 pf(80 tot 500 worst case)
Vervangingsschema van een mens
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• Oplading ontstaat bij het lopen over vloerbedekking maar ook reeds bij het zwaaien met de armen.
• Het optillen van een arm geeft een oplading van ~100 Volt.
• Opstaan vanaf een bureaustoel geeft een oplading van ~1.000 Volt!!!
Het opladen van mensen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• Human Body Model
• Machine Model
Modellen voor simulatie van ESD
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
1.500 Ohm
100 pF
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• De maximale spanning welke een object kan dragen, hangt af van een aantal zaken. In “worst case”-situaties kan een mens opladen tot 40 kV. Boven de 40 kV zal ontlading plaatsvinden ten gevolge van het “Corona Effect”.
• De energie “sproeit” als het ware weg, onder het uitstralen van een paarse gloed, hoogfrequent energie en de productie van ozon.
• Bij een hoge luchtvochtigheid zal lading eerder kunnen “weglekken” zodat minder hoge spanningen bereikt worden.
Specificaties ESD-puls
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• De capaciteit van mensen varieert ten gevolge van o.a. fysische verschillen. Hierbij speelt het soort schoeisel een grote rol.
• De gemiddelde capaciteit van vrouwen licht hoger dan die van mannen t.g.v. een kleiner voetoppervlak. Hierdoor zullen ontladingen, veroorzaakt door vrouwen, over het algemeen meer energie bevatten dan bij mannen, onder dezelfde omstandigheden.
• De weerstand van de mens wordt met name bepaald door de huidweerstand. Een vochtige huid (zweterig) is vrij laag Ohmig.
Specificaties ESD-puls
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• De piekstroom tijdens een ontlading wordt bepaald door de huidweerstand, waarbij waarden van 100 Ampère (worst case) kunnen optreden.
• De stijgtijden van een ESD-ontlading variëren tussen de 0,5 ns en 50 ns met een duur van een paar honderd nanoseconden.
• De stijgtijd van een luchtontlading hangt o.a. af van de vorm van de ontlaadtip, de luchtvochtigheid, de luchtdruk en de snelheid van het naderen tot het ontladingsobject.
Specificaties ESD-puls
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• Het menselijk lichaam kan worden opgeladen tot ~ 25 kV (in extreme situaties ~ 40 kV).
• De maximale lading bedraagt ~ 5 micro coulomb.
• Als wij uitgaan van een mens met een capaciteit van 200 pF welke een lading draagt van 2 micro coulomb, zal deze spanning ongeveer 10.000 Volt dragen (V=Q/C)
• Bij de ontlading zal een energie van W = 1/2 C.V = 1 milli Joule vrijkomen. Met een ontlaadstroom van tussen de 6 en 67 Ampère.
Enkele praktijkgetallen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Geladen persoon naar geaard systeem
Diverse type ontladingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Geladen persoon naar niet geaard systeem
Diverse type ontladingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Geladen persoon nar niet geladen auto.
Diverse type ontladingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• Bij een ESD-ontlading is er sprake van een vijftal verschillende effecten welke elk op hun eigen manier elektronische apparatuur kunnen verstoren.
• Bij het simuleren van ESD-ontladingen is het van belang goed op de hoogte te zijn van de diverse effecten, zodat een zo realistisch mogelijk beeld over het ESD-gedrag van de te testen apparatuur verkregen wordt.
ESD-optredende effecten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• RFI-storing t.g.v. corona-ontladingen voordat de ontlading plaatsvindt (spetteren).
• Elektrisch veld, opgewekt voordat de ontlading plaatsvindt.
• Elektrisch veld, opgewekt tijdens de ontlading.
• Magnetisch veld, opgewekt tijdens de ontlading.
• Stroominjectie, ten gevolge van de ontlading.
Effecten bij een luchtontlading
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
ESD-gevoeligheid componenten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
1. Dielectrische doorslag -Spanningsafhankelijk
2. Thermische doorslag -Energieafhankelijk
3. Latente storingen -Afname MTBF
4. Degradatie van specificaties -Afname kwaliteit-Afname MTBF
Storingsmechanismen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Foto ESD-schade
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
ESD-schade
Bond wire
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Foto ESD-schade
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Foto ESD-schade
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Foto ESD-schade
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Foto ESD Schade
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• Contact mode ontladingen
• Luchtontladingen
Typen ESD-ontladingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
• Meting met behulp van elektrostatisch ladingsmeter
• Meting van pulsvorm tijdens ontlading
ESD Meetmethoden
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
ESD
Alle kabel in- en uitgangen dienen voorzien te zijn van filters en/of afgeschermde kabels.
De lucht- en kruipwegen bij alle gaten, schakelaars, indicators, displays etc. moeten voldoende lang zijn (1mm/kV).
Gebruik indien nodig:
• Folie voor LCD-displays
• Toets knoppen met “hoed”
Kastopbouw
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Kast
Toets
EMC in de ontwikkelfase
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
• Wanneer een bestaand product niet voldoet aan de EMC-norm en derhalve gemodificeerd moet worden om te voldoen, zal dit een kostbare aangelegenheid zijn.
• Wordt er in het ontwerpstadium al rekening gehouden met EMC-invloeden dan zullen deze kosten vrijwel altijd laag zijn.
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Wanneer gaan nadenken over EMC?
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
• Modulair systeem?
• Welke logica op dezelfde PCB
• Keuze communicatie bus(sen)
• Behuizing en aansluitkabels
• Indeling en interne bedrading
• Gebruikte componenten
• Het printkaartontwerp
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Primaire design keuzen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Order grootte:
2 à 3 dB tot 20 dB afhankelijk van kwaliteit design
Oorzaken:
• Kabelrouting (kabelbomen/flat cables)
• Second source suppliers
• Spreiding in componenten (batches)
• Software (vastleggen S.W.-versie)
• Printmateriaal
• Behuizing (kwaliteit van de afscherming)
Product spreiding
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Afscherming: • Duur• Moeilijk goed uit te voeren• Kans op fouten (1- of 2-zijdig afmonteren, aardlussen)• Wel toepasbaar als f-gewenst en f-stoor gelijk zijn
Filtering:• Goedkoop• Op PCB aan te brengen• Geen kans op fouten• Niet toepasbaar als f-gewenst en f-stoor gelijk zijn
Afscherming versus filtering
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
De immuniteit kan verhoogd worden door:
• ESD-”veilige” (beveiligde) componenten
• Filters voor I/O-lijnen
• Alle niet gebruikte in- en uitgangen van de gebruikte IC's te definiëren
• Maatregelen te nemen tegen HF-detectie
Gebruikte componenten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Basisregels voor een goede EMC design:
• Pas een “referentie vlak” toe (indien mogelijk)
• Gebruik geen “plus vlak”
• Ontkoppel elk i.c. met de juiste ontkoppel condensator
• Gebruik “snubbers” bij snelle i.c.’s
• Houd alle kabels aan 1 kant van de PCB
• Filter alle in en uitgangen direct waar ze de print opkomen
EMC PCB design, hardware
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Basisregels voor het verbeteren van het EMC gedrag d.m.v. software: Immuniteit:• “Anti-dender” van ingangssignalen• Hoe check sums bij om geheugen corruptie te detecteren• Controleer bij reset op “EMC” reset
Emissie:• Schakel uitgangen na elkaar• Maak gebruik van “spread spectrum technieken• Maak gebruik van zo laag mogelijke keyboard scan rates
EMC PCB design, software
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Kosten van EMC fouten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Tijd
Kostent.b.v.EMC
Ontwerp fase proto fase Nul serie Productie fase
2 - 4 %
Pre- compliance testen Full compliance testen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Opleidingen- Regelgeving en normen- PCB ontwerp- Aarding en afscherming- Automotive design’s- Electrische veiligheid
Advies- Systeem- ontwerp- Schema- beoordeling- Layout- beoordeling
Hoe kan DARE!! u helpen?
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
Onderzoeksmetingen- Rent a lab- Quick scan metingen- Geaccrediteerde metingen en certificeringen
Lab inrichting- EMC apparatuur- EMC (automatiserings) software- EMC project mangement
Kalibratie- Geaccrediteerde kalibraties van DC tot 40 GHz
Hoe kan DARE!! u helpen?
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
EMC in de ontwikkelfase
a
Rent a lab --- (www.rentalab.nl) ---
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Any questions??
Emissie bij schakelende voedingen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Conducted emissie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Conducted emissie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
T.g.v. ladingopslag in dediode, zal deze kortstondignegatief geleiden.
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Conventioneel uitgangsfilter
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Spanningsvormen doorgelijk richten veroorzakencommon modestoringen!
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Verbeterd uitgangsfilter
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
De spoel in de nul geleider zorgt ervoor dat de spanningsvormen sinusvormig blijven.
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Ground coupling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
dV
dtV
s= 20 m
I CdV
dt=
Stel:C = 15 pF
I = 0,3 mA
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Transformator resonantie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
M.b.v een snubber kan de“ringing” worden beperkt.
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Frequentie versus tijdsdomein
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Tijdsdomein (Scoopbeeld)
Sinusvorm
Geen sinusmaar periodiek
Naaldpuls
Eenmalige puls
Frequentiedomein (spectrum analyzerbeeld)
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
Gevolgen van snelle stijgtijd
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Frequentie
pulsebreedte
r rijstijd
f down tijd
T periode tijd
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Emissie bij schakelende voedingen
RC-snubber
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
pulsebreedte
r rijstijd
f down tijd
T periode tijd
De stijgtijd moet geminimaliseerd worden om vermogensverlies tegen te gaan.
Praktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Storingen aan PT100 temperatuuropnemer
In een chemische fabriek wordt de temperatuur van een ketel door middel van een viertal PT100 elementen gemeten. Aan de bovenzijde van de ketel staan een 6-tal gasbranders opgesteld om het product te verwarmen. Een besturings-PLC wordt gebruikt om de temperatuur van het product te meten (via de PT100's) en de branders te sturen, zodat het product op een constante temperatuur gehouden kan worden.
Voorbeeld 1
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 1 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
PLC-kast
Branders
KetelPT100
elementen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Gezien de inhoud van de ketel en de warmte capaciteit van ketel en product kan de temperatuur nooit sneller afnemen dan 2ºC per 5 minuten.
De print-outs van het PLC-systeem geven soms echter temperatuurdalingen van 5 tot 10ºC per 5 minuten aan.
Aangezien dit praktisch onmogelijk is, wordt hier gedacht aan externe stoorbronnen welke de PT100 signalen verstoren.
Voorbeeld 1 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Uitgevoerde metingen
• Mains analyse (50Hz - 2kHz)
• Stroommetingen op PT100 kabels (2kHz - 30MHz)
• Magnetische veldmeting (10 KHz - 30 MHz)
• Elektrische veldmeting (30 - 200 MHz)
Voorbeeld 1 – Lokaliseren bron
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De common mode stromen gemeten op de PT100 kabels blijken ook afkomstig van de elektronische ontstekers.
Alhoewel de PT100 kabels afgeschermd zijn, zal t.g.v. een slechte afmontage van het scherm toch een grote inkoppeling op de binnenaders plaatsvinden (hoge transferimpedantie).
Voorbeeld 1 - Conclusies
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
1. Afschermen van de bobinekabels.
2. Verplaatsen van de hoogspanningsunit tot vlakbij de branders.
3. Beter afmonteren van de afgeschermde PT100 kabels.
Voorbeeld 1 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
EMC-problemen bij een EMC-testopstelling
In een kooi van Faraday wordt een bepaalde EMC-meting verricht. In een aangrenzende kooi staat de meetapparatuur opgesteld. De benodigde verbindingen worden via een interfacepaneel gerealiseerd. De meetapparatuur is in staat om zeer lage spanningsniveaus te lokaliseren.
Voorbeeld 2
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 2 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Spectrumanalyser
Turntable Antenna
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Bij het leunen tegen een wand in de kooi van Faraday waar de meetapparatuur staat opgesteld of bij aanraking van de wand respectievelijk slaan op de wand geeft een verstoring van de meetresultaten (“spikes”). Het op elkaar slaan van twee schroevendraaiers veroorzaakte gelijkwaardige “spikes”.
Voorbeeld 2 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
In eerste instantie werd er vanuit gegaan dat de beweging in de ruimte met meetapparatuur een mechanische beweging in de meetruimte veroorzaakte. Hierbij werd gedacht aan:
• slechte elektra aansluitingen (vonkvorming)
• loszittende mechanische delen van de kooi van Faraday
Er werden geen verontrustende zaken gevonden en derhalve konden er ook geen verbeteringen gerealiseerd worden.
Voorbeeld 2 – Lokaliseren bron
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Gedurende een meting veroorzaakte een elektrostatische ontlading in de meetruimte ook een “spike”. Met behulp van een ESD-generator werden vervolgens elektrostatische ontladingen op de kooiwand geïnjecteerd. Dit had dezelfde soort beïnvloeding tot gevolg.
Er werden slechts ontladingen van 500 V aangeboden.
ESD-ontladingen onder de 3 kV worden door mensen niet eens waargenomen.
Voorbeeld 2 – Lokaliseren bron
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 2 - Oorzaak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
De gevoeligheid van het meetsysteem is =>
Het stoorsignaal vande ESD is 500 V =>
0dBmV
174 dBmV
174 dB verschil
20 log (500/1.10-6).
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De ESD wordt nu via de wand ingekoppeld op de afscherming van de kabel van het interfacepaneel naar het meetsysteem.
Zoals berekend zou deze een demping van 173 dB moeten hebben. Dit is niet het geval: de kabel dempt ongeveer 100 - 120 dB.
De gevoeligheid van het meetsysteem draagt ook bij aan dit probleem.
Voorbeeld 2 - Oorzaak
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
1. Terugbrengen van de gevoeligheid van het meetsysteem
2. Verhogen van de luchtvochtigheid ( 60%)
3. Kabel toepassen met grotere demping
4. Het plaatsen van ferrieten om de kabel
Voorbeeld 2 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
ESD-problemen aan automatische testbank
Voor het testen van printen aan het einde van een productiestraat wordt gebruik gemaakt van een pc met I/O-kaarten en een testblok waarin de te testen printen gestoken moeten worden.
De I/O-boards bevinden zich deels in de pc en deels (via een flat cable) buiten de pc.
Voorbeeld 3
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 3 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
I/O-board
Flat cable
Analog line
Test “jig”
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Zeer regelmatig “hangt” de besturingscomputer.
Tevens komt het regelmatig voor dat de pc volledig reboot.
Voorbeeld 3 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Bestudering van de tekeningen en de installatie zelf laten zien dat de I/O-boards voor alle digitale I/O-signalen optische isolatoren gebruiken. De opto-couplers bevinden zich echter vanwege ruimtegebrek op de printen buiten de pc. De I/O-boards zijn via een 1m lange flat cable met de pc verbonden. De analoge signalen blijken totaal niet galvanisch gescheiden te worden en lopen vanaf het testblok direct de pc in.
Voorbeeld 3 - Onderzoek
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Met behulp van een ESD-generator zijn ontladingen op het frame van de tafel uitgevoerd.
Met behulp van een “Verticaal Coupling Plane” (V.C.P.) is de gevoeligheid voor inkoppeling op de flat cable getest.
Voorbeeld 3 - Metingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
ESD-ontladingen op het tafelframe veroorzaken reboots van de pc bij waarden van ± 1 kV.
ESD-ontladingen via het V.C.P. in de buurt van de flat cable veroorzaken reboots bij een niveau van ± 500 V !!!
Voorbeeld 3 - Meetresultaten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De totale installatie is zeer gevoelig voor ESD-ontladingen.
Galvanische scheiding heeft alleen zin als alle I/O gescheiden wordt (ook analoge kanalen!). Ook opto-couplers hebben capacitieve overspraak (± 0,5 pF per overgang => bij 24 I/O lijnen dus ± 12 pF).
De “schone” kant van de opto-couplers loopt ± 1m over een flat cableen is dus een prachtige antenne.
Voorbeeld 3 - Conclusies
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
• De flat cable moet vervangen worden door een flat cable met afscherming.
• De kabel tussen het testblok en de digitale I/O-kaart moet voorzien worden van ferrietkralen.
• De kabel tussen het testblok en de analoge I/O-kaart moet voorzien worden van ferrietkralen.
• De pc, kast met I/O-kaarten en het testblok moeten m.b.v. een brede metalen strip met elkaar verbonden worden.
Voorbeeld 3 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
EMC-probleem t.g.v. elektrostatisch luchtfilter
Een luchtverversingssysteem maakt gebruik van een stoffilterunit om rookdeeltjes uit de lucht te verwijderen.
In hetzelfde gebouw wordt een RS 232-verbinding gebruikt tussen twee pc’s.
Voorbeeld 4
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 4 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
RS 232
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Regelmatig blijkt een van de computers te “hangen” en/of te resetten. Het vermoeden bestaat dat het stoffilter de bron van de storingen is.
Voorbeeld 4 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
• HF-veldsterktemeting
• Common mode stroommeting op RS 232-kabel
Voorbeeld 4 - Metingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Het stoffilter blijkt te werken met een aantal roosters waartussen een spanningsverschil van ~ 30 kV staat.
Stofdeeltjes welke tussen de roosters worden doorgeblazen, zullen door de roosters aangetrokken worden.
Als er echter te grote stofdeeltjes door het filter geblazen worden, bestaat de kans dat er doorslag tussen de roosters plaatsvindt.
Voorbeeld 4 - Onderzoek
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
• Uit de metingen blijkt dat er tijdens de “doorslag” in het filter sterke HF-velden worden opgewekt.
• Het stoorfenomeen is te vergelijken met ESD-ontladingen van 30 kV.
• De RS 232-kabel pikt de HF-velden op.
Voorbeeld 4 - Conclusies
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
• Afschermen van het gehele luchtfilter (en het filteren van de 220 V voedingsspanning).
• Afschermen van de RS 232-lijn.
• Vervangen van de RS 232 door een fiber optic verbinding.
Voorbeeld 4 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Storingen aan bedieningspaneel
Een volledig geautomatiseerd meetsysteem wordt gestuurd vanuit een pc. De software is in staat om een volledig meetproces te volgen. Tevens bestaat de mogelijkheid om het proces te beïnvloeden.
Dit besturingspaneel geeft tevens een aantal indicaties weer.
Voorbeeld 5
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 5 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Bureautafel
Besturingspaneel
Parallelle interfacekabel(afgeschermd)
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Het automatische meetsysteem werkte naar behoren, echter op willekeurige dagen kwam de indicatie van het besturingspaneel voor wat betreft de stand van het proces, niet meer overeen met de werkelijkheid. Het was zelfs zo dat de indicatie (LED-display) aan het knipperen was en een complete randominformatie weergaf. Het automatische meetsysteem werd door meerdere mensen gebruikt (circa 5 personen), slechts 2 mensen hadden deze fout geconstateerd.
Voorbeeld 5 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Het zwaartepunt werd in eerste instantie gelegd op de software die verantwoordelijk is voor de aansluiting voor de aansturing van de systemen maar ook voor de indicatie op het controlepaneel.
Tijdens dit onderzoek kwam naar voren dat er vrij veel elektrostatische ontladingen waren in de ruimte waar de besturingscomputer stond.
Voorbeeld 5 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De volgende stap was om met behulp van een ESD-generator elektrostatische ontladingen op te wekken, met als doel het eerder geconstateerde probleem te simuleren.
Na onderzoek bleek dat bij de luchtontladingen van 3 kV op de bevestigingsschroefjes van het bedieningspaneel dezelfde fout naar voren kwam. Hetzelfde gebeurde bij luchtontladingen op het metalen frame van de bureautafel.
Voorbeeld 5 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De enige manier om de indicatie weer te laten functioneren, is de pc te “re-booten”
De aansturing van de indicatoren op het besturingspaneel wordt verzorgd door een aantal IC's op het I/O-board in de pc. Komt er nu een elektrostatische ontlading dan wordt het controleregister gereset. Dit controleregister bepaalt welke poort als input of output gezien moet worden.
Voorbeeld 5 - Klachtomschrijvingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De ESD-ontlading beïnvloedt direct de elektronica in het besturingspaneel. Het HF-veld, opgewekt door de ontlading, wordt door de kabel opgepikt en de besturingscomputer ingeleid en beïnvloed dan het I/O-board.
Voorbeeld 5 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De defaultwaarde van dit controleregister was niet in overeenstemming met de waarde voor de correcte weergave van de indicatoren vandaar de randominformatie.
Het feit dat er “veel” elektrostatische ontladingen plaatsvonden, was te wijten aan de relatieve lage vochtigheid -< ± 30%.
Voorbeeld 5 - Conclusie
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Een schakelende voeding wordt gebruikt voor het aansturen van een Ohmse belasting. De voeding en belasting zijn op enige centimeters vanaf elkaar opgesteld.
Voorbeeld 6 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
BelastingFilter LogicaFaseNul
Aarde
Voeding
+ 12V
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Op een aantal locaties blijkt de netspannings- zekering van de schakelende voeding er zeer regelmatig uit te vliegen. Als de zekering vervangen wordt, blijkt de voeding weer zonder problemen te werken.
Voorbeeld 6 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De leverancier
Volgens de leverancier van de voedingen zal het regelcircuit van de voeding “op tilt” gaan door een (EMC-)storing van buitenaf, waardoor de voeding een veel te hoge piekstroom trekt en de zekering defect gaat.
De voedingsunit blijkt ongevoelig te zijn voor HF-velden tot 20 V/m.
EFT-storingen tot 4 kV en ESD-ontladingen tot 15 kV. Bij de surgetestenblijkt de zekering defect te raken bij een surgespanning van 3 kV.
Voorbeeld 6 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Oplossingen?
Voorbeeld 6 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Storingen aan motorsturing
Een drie fasen motorbesturing wordt gebruikt om een motor aan te sturen. Deze motor is voorzien van pulse-encoders die benodigd zijn voor de positiebepaling.
De motorbesturing is opgebouwd rond een microprocessor die voor een nauwkeurige acceleratie, snelheidsregeling en de-acceleratie kan zorgen.
Voorbeeld 7
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 7 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
FaseNulAarde
Motor
Motorbesturing3 fasen2 pulsgever signalenµ
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
T.g.v. het genereren van EFT-signalen op zowel de fase als de nul, komt het besturingsproces in een foutconditie met als gevolg dat de motorbeweging wordt onderbroken.
Voorbeeld 7 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Met behulp van een EFT-generator zijn snelle transients op de “mains”-kabels gezet.
Meetresultaten
De motorbesturing kwam in een foutconditie zodra er EFT's van ca. 400 V werden aangeboden. Plaatsing van een netfilter bracht geen noemenswaardige verbetering. Er traden steeds andere fouten op, zelfs re-boots van de processor.
Voorbeeld 7 - Metingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Bestudering van de tekeningen en de componentenopstelling laten zien dat voor alle I/O-signalen optische isolatoren gebruikt worden.
De opbouw ziet er als volgt uit:
Voorbeeld 7 - Onderzoek
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
230 VAC
Motor
Pulsgevers
processor DriverI/O
Trafo TrafoTrafo
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Bij verdere bestudering kwam aan het licht dat de voeding van de pulsgevers direct van dezelfde voeding kwam als die van de processor en dat de pulsgeversignalen rechtstreeks de processor ingaan.
Vervolgens werden de metingen herhaald met respectievelijk:
1. alleen de pulsgever aangesloten
2. alleen de drie fasen van de motor aangesloten.
Voorbeeld 7 - Onderzoek
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Het resultaat was dat bij:
1. EFT-transients van 400 V nog steeds beïnvloeding veroorzaakten.
2. EFT-transients van 1200 V beïnvloeding veroorzaakten.
Voorbeeld 7 - Onderzoek
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De voeding voor pulsgevers van de motor dient niet dezelfde te zijn als bij de voeding voor de processor.
De pulsgeversignalen dienen door middel van opto-couplers op de processor aangesloten te worden.
De capacitieve koppeling tussen het amplifiergedeelte en de rest van de motorbesturing verkleinen door het toepassen van opto-couplers met een zo laag mogelijke capacitieve koppeling.
Voorbeeld 7 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Storingen aan inbraakalarmcentrale
Een inbraakalarmcentrale is voorzien van een los bedieningspaneel welke bij de ingang wordt opgehangen voor het invoeren van de code.
De centrale zelf is 230 V gevoed en voorzien van een telefoonkiezer om de inbraakmeldingen door te bellen.
Voorbeeld 8
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voorbeeld 8 – De opstelling
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
Processor-board
Telefoon-kiezer
Trafo
Telefoon-lijn
Alarm-ingangen
FaseNulAarde
1 2 3
4 5 6
7 8 9
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De alarmcentrale geeft regelmatig valse alarmmeldingen. Het komt hierbij regelmatig voor dat er meldingen van groepen komen welke niet zijn aangesloten. Om deze reden wordt de oorzaak gezocht in EMC-problemen (en niet in slechte opnemers).
Door de leverancier zijn reeds filters gemonteerd op alle I/O-lijnen van het bord, echter zonder resultaat.
Voorbeeld 8 - Klachtomschrijving
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De door de leverancier geplaatste filters zijn direct op de aansluitingen van de print gemonteerd.
De print is slechts via 1 metalen afstandsbus aan de kast geaard.
De randaarde is op het punt waar de spanning de kast binnenkomt, met de kast verbonden.
Voorbeeld 8 - Onderzoek
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
• EFT-testen op de I/O-kabels (capacitief gekoppeld).
• EFT-testen op de netspanning.
• ESD-testen op de kast van de centrale en op het bedieningspaneel.
• Surgetesten op de 230 V voeding.
Voorbeeld 8 - Metingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
• EFT-bursts van 500 V op de I/O-kabels veroorzaken valse alarmmeldingen zoals in de praktijk voorkomen.
• EFT-bursts op de netspanning veroorzaken bij 750 V valse alarmmeldingen.
• De ESD-testen veroorzaken geen valse alarmmeldingen.
• Ook de surgetesten veroorzaken geen valse alarmen.
Voorbeeld 8 - Meetresultaten
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De EFT-signalen (met hun brede frequentiespectrum) zullen weliswaar door de filters op het I/O-bord worden onderdrukt, maar de stroompuls zal via de nul over het gehele bord naar de metalen afstandsbus lopen om naar aarde af te vloeien.
Voorbeeld 8 - Conclusies
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
De stroompiek door de nulsporen zal twee effecten teweegbrengen:
1. Spanningsverschil tussen aardpunten op het P.C.B. (t.g.v. de inductie van de printsporen).
2. Inkoppeling op andere printsporen (vanaf de nulsporen).
Voorbeeld 8 - Conclusies
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
1. Verplaatsen van de filters vanaf het PCB naar de plaats waar de kabels de kast inkomen.
2. Alle afstandsbussen van metaal maken.
3. Multilayer print met ground plane gebruiken en ground plane via metalen afstandsbussen aan kast verbinden.
Voorbeeld 8 - Oplossingen
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voordelen:
Eenvoudig te realiseren
Goede resultaten haalbaar
Nadelen:
Extra filter boards benodigd
Voorbeeld 8 – Oplossing 1
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voordelen:
Eenvoudig te realiseren
Nadelen:
Effectiviteit beperkt en afhankelijk van PCB-ontwerp
Voorbeeld 8 – Oplossing 2
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen
This presentation is property of DARE!! International © 1995 - 2017 DARE!! International
Praktijk problemen
Voordelen:
Zeer effectief
PCB-board is “intrinsiek” EMC-robuust
Nadelen:
Duur
Voorbeeld 8 – Oplossing 3
Inleiding EMC stoorbronnenAM detectieFilters en componentenEMC pakkingenPCB routingMetingen op PCB niveauESDEMC in de ontwikkelfaseEmissie bij schakelende voedingenPraktijk problemen