การปรับปรุงประสิทธิภาพของ EMC ของโมดูลแยกการสื่อสารแบบดิจิทัลขึ้นอยู่กับการเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันในสามด้าน ได้แก่ การเลือกส่วนประกอบ การออกแบบวงจร และ-การป้องกันระดับระบบ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างระบบป้องกัน-สัญญาณรบกวนที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุม "ส่วนประกอบ-ภูมิคุ้มกันสูง + การกรองหลาย-ระดับ + การต่อสายดินที่แข็งแกร่ง" เพื่อให้มั่นใจถึงการสื่อสารที่เสถียรและสัญญาณที่ไม่ถูกบิดเบือนในสภาพแวดล้อมที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง เช่น มอเตอร์ไดรฟ์และระบบ BMS
1. การเลือกส่วนประกอบ CMTI สูง: เสริมสร้างภูมิคุ้มกันจากภายใน
ภูมิคุ้มกันชั่วคราวของโหมด-ทั่วไป (CMTI) เป็นตัวบ่งชี้หลักสำหรับการวัดความต้านทานของโมดูลแยกต่อไฟกระชากที่อาจเกิดขึ้นจากกราวด์ โดยพิจารณาความน่าเชื่อถือโดยตรงในสถานการณ์-การสลับแรงดันไฟฟ้าสูง
การเลือกส่วนประกอบ CMTI สูง
สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม แนะนำให้ใช้รุ่นที่มี CMTI มากกว่าหรือเท่ากับ 100 kV/μs สำหรับการใช้งานระดับสูง- (เช่น ไดรฟ์ SiC/GaN และยานพาหนะพลังงานใหม่) แนะนำให้ใช้ > 150 kV/μs
ซีรีส์ Rongpai U- มี CMTI ที่วัดได้ที่ 250 kV/μs ซึ่งสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้ากระโดด 2500V ภายใน 10ns
ADI iCoupler series typical values >150 kV/μs ตอบสนองข้อกำหนดด้านอุตสาหกรรมและยานยนต์ที่เข้มงวด
มุ่งเน้นไปที่ข้อมูลที่วัดได้ ไม่ใช่แค่ข้อกำหนดเฉพาะของกระดาษ
ซัพพลายเออร์กำหนดให้จัดเตรียมรูปคลื่นและรายงานการทดสอบ CMTI เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของ "การติดฉลากเท็จ"
2. ปรับการออกแบบวงจรอุปกรณ์ต่อพ่วงให้เหมาะสม: สร้างแผงป้องกัน EMC หลาย-ระดับ ส่วนประกอบต่างๆ เองไม่เพียงพอที่จะรับมือกับสัญญาณรบกวนที่ซับซ้อน จำเป็นต้องมีวงจรต่อพ่วงเพื่อเพิ่ม-ภูมิคุ้มกันในระดับระบบ
แหล่งจ่ายไฟ: ตัวกรองชนิด π- + การป้องกันไฟกระชากทุติยภูมิ การใช้ตัวกรองประเภท π- (ตัวเก็บประจุเซรามิก 0.1μF + 10μH เฟอร์ไรต์บีด + 0.1μF ตัวเก็บประจุ) ที่อินพุตกำลังไฟจะลดสัญญาณรบกวนในย่านความถี่ 150kHz~30MHz ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในขณะเดียวกันก็มีการเพิ่มวงจรป้องกันไฟกระชากทุติยภูมิซึ่งประกอบด้วยไดโอด TVS + วาริสเตอร์ (MOV) + ตัวเหนี่ยวนำเพื่อป้องกันฟ้าผ่าหรือการเปลี่ยนสภาวะชั่วคราว
ขั้วต่อสัญญาณ: แบบชีลด์ + โช้คโหมดทั่วไป-
สายสื่อสารใช้สายเคเบิลหุ้มฉนวน-คู่บิดเกลียวที่มีการต่อสายดิน-ปลายด้านเดียวของชั้นป้องกันเพื่อลดการเชื่อมต่อแม่เหล็กไฟฟ้า แกนโช้คโหมด-ทั่วไปหรือแกนเฟอร์ไรต์เชื่อมต่อแบบอนุกรมในเส้นทางสัญญาณเพื่อลดสัญญาณรบกวนความถี่สูง-ที่สูงกว่า 1MHz คูณ 20dB
การออกแบบสายดิน: การเชื่อมต่อ-จุดเดียว + การแยกตัวเก็บประจุ Y-
กราวด์แบบอะนาล็อกและดิจิทัลเชื่อมต่ออยู่ที่จุดเดียวโดยใช้เฟอร์ไรต์บีดหรือตัวต้านทาน 0Ω เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนของกราวด์กราวด์ กราวด์แยกทั้งสองด้านสามารถเชื่อมต่อได้ที่จุดเดียวโดยใช้คาปาซิเตอร์ 1nF/2kV Y- เพื่อให้มั่นใจว่ามีศักย์ไฟฟ้ากระแสตรงเท่ากันและบล็อกลูปกราวด์ความถี่สูง-
3. ตรงตามมาตรฐานการรับรอง EMC: ตรวจสอบผ่านการทดสอบระดับระบบ-
การผ่านการรับรองที่เชื่อถือได้ระดับสากลถือเป็น "หนังสือเดินทาง" สู่ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์และเป็นข้อกำหนดบังคับสำหรับการเข้าสู่ตลาด
รายการรับรองที่สำคัญ:
IEC 61000- ซีรีส์ 4: ครอบคลุมการทดสอบ ESD (±8kV การระบายอากาศ), EFT (±2kV ระเบิด), ไฟกระชาก (±1kV เส้น-ลงดิน) ฯลฯ FCC ส่วนที่ 15 / EN 55032: ใช้ได้กับขีดจำกัดการปล่อยรังสีสำหรับอุปกรณ์ส่งออก
AEC-Q100 + CISPR 25: จำเป็นสำหรับการใช้งานเกรดยานยนต์- รับประกันความน่าเชื่อถือใน BMS -ที่ชาร์จบนบอร์ด ฯลฯ
วิธีการยืนยัน: จัดลำดับความสำคัญของโมดูลที่มี-รายงานการทดสอบ EMC ของบุคคลที่สามที่สมบูรณ์ และยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนดการทดสอบตามสถานการณ์การใช้งานจริง
4. ปรับเค้าโครง PCB ให้เหมาะสม: ลดเส้นทางการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวน
การออกแบบ PCB ที่ดีช่วยลด EMI ได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพ EMC ของระบบโดยรวม
เค้าโครงแบบแบ่งโซน: จัดเรียงวงจรดิจิทัล วงจรแอนะล็อก และวงจรกำลังแยกโซนเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน- วาง-สายสัญญาณความถี่สูงให้ห่างจากอินเทอร์เฟซ I/O และพื้นที่ที่มีความละเอียดอ่อน
ระนาบกราวด์ที่สมบูรณ์: ใช้บอร์ดหลายชั้นและตรวจสอบให้แน่ใจว่าระนาบกราวด์สมบูรณ์เพื่อลดความต้านทานของลูป แยกกราวด์ดิจิทัลและกราวด์อะนาล็อก โดยเชื่อมต่อไว้ที่จุดเดียว
การประมวลผลสัญญาณวิกฤต: ลดความยาวการติดตามของสัญญาณความเร็วสูง- (เช่น เส้นนาฬิกา) และหลีกเลี่ยงการติดตามมุมขวา- รักษาความสมมาตรของสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อลด-การรบกวนในโหมดทั่วไป
การปรับปรุงประสิทธิภาพของ EMC ที่แท้จริงไม่ได้เกี่ยวกับการปรับพารามิเตอร์ตัวเดียวให้เหมาะสม แต่เกี่ยวกับการเชื่อมโยง "การเลือกส่วนประกอบ CMTI สูง + วงจรการกรองหลาย- ระดับ + การปฏิบัติตามใบรับรอง + การเพิ่มประสิทธิภาพ PCB" เพื่อสร้าง-ระบบป้องกัน-การรบกวนแบบลูปปิดจากชิปหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง ด้วยวิธีนี้เท่านั้นที่ทำให้เรามั่นใจได้ว่าโมดูลแยกการสื่อสารแบบดิจิทัลบรรลุ "การหยุดชะงักของการสื่อสารเป็นศูนย์ และการบิดเบือนสัญญาณเป็นศูนย์" ในสถานการณ์ที่มีสัญญาณรบกวนสูง- เช่น ฮอตรันเนอร์และตัวแปลงความถี่
