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Le interferenze elettromagnetiche nei circuiti elettronici delle automotive

Poiché la tecnologia avanza, la necessità di collocare un numero maggiore di impianti elettrici ed elettronici nelle automobili è aumentato drasticamente. Per citarne alcuni, questi sistemi includono il controllo Area Network (CAN), sistemi di sicurezza, comunicazione, sistemi di integrazione di media mobili, sistemi di infotainment tra cui cuffie senza fili, motori a corrente continua e controllori. Le dimensioni fisiche di questi sistemi è fortemente ridotta a causa delle dimensioni e dei vincoli di peso. Questi sistemi possono essere piccoli, ma non significa necessariamente che le emissioni elettromagnetiche siano minori.

Le equazioni

L'avanzamento dei sistemi elettronici installati sulle automotive ha portato a requisiti sempre più rigorosi per quel che riguarda il desing dell'EMC e la schermatura per l'interferenza elettromagnetica.
La progettazione di interfacce meccaniche ed elettroniche rappresentano una sfida dal momento che ogni decisione deve essere presa assumendo che l'EMC può essere ottenuto con una buona progettazione elettronica per ovviare la necessità di uno scudo che protegga i sistemi elettronici dalle interferenze elettromagnetiche.
Inoltre, la schermatura EMI dovrebbe essere ottimizzato per soddisfare i requisiti EMC con il costo più basso possibile. Anche questo ha aumentato la domanda per la selezione nei materiali delle corrette schermatura EMI e di sviluppare nuovi materiali per applicazioni di schermatura EMI.

Molti fattori devono essere presi in considerazione al fine di arrivare alla soluzione di schermatura contro le interferenze elettromagnetiche corretta.

L'equazione per le emissioni provenienti da un circuito di base è la seguente: E = 1,316 AIF2 / (DS)

Dove: E intensità del campo = in ¼ V / m,
A = zona di loop in centimetri quadrati,
Corrente (I) = unità di amplificatori,
la frequenza F = in megahertz,
d = distanza di separazione in metri,
S = rapporto schermatura tra la sorgente e il punto di misura.

Analizzando l'equazione presentata poco sopra, è chiaro che la frequenza è il più grande colpevole perché l'aumento delle emissioni aumenta con il quadrato della frequenza (F). Per la corrente (I), le emissioni aumentano linearmente, il che vale anche per l'area loop (A). La distanza (d) è fissato dalla specifica prova e 1,316 è una costante.
Il progettista di un sistema elettronico non ha alcun controllo su questi ultimi due parametri.

L'equazione per la suscettibilità è, invece: Vi = 2'AEFB / (300S) , dove:

Vi= V indotta nel circuito,
A= area di loop in metri quadrati
B= larghezza di banda,
S= schermatura
L'equazione sopra riportata ci indica che la suscettibilità è direttamente proporzionale alla superficie del loop (A), alla frequenza (F), e il fattore di larghezza di banda (B).

Dalle equazioni, è possibile determinare alcune informazioni chiave.
Livelli di emissione sono:
Direttamente riferito alla superficie loop.
Una funzione della frequenza al quadrato.
Inversamente proporzionale alla efficacia della schermatura.
I livelli di sensibilità sono:
Direttamente riferito alla superficie loop.
Direttamente connessa alla larghezza di banda.
Direttamente connessa alla frequenza trasmessa e l'intensità del campo.
Inversamente proporzionale alla efficacia della schermatura.

Le interferenze elettromagnetiche possono essere ridotte di un numero di modi:
Spostando i componenti sul PCB.
Aggiungendo / modificando i piani di massa.
Riducendo la lunghezza delle tracce di PCB e dei fili.
Aggiungendo componenti speciali, vale a dire, induttori, condensatori, resistenze, o combinazioni di queste parti.
Cambiando alcune componenti del circuito elettronico
Aggiungendo prodotti di ferrite. La ferrite assorbirà l'energia delle interferenze elettromagnetiche dissipando piccole quantità di calore, solitamente in microwatt.
Usando speciali tecniche di schermatura

 

 

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