Potentiaalisia häiriölähteitä. ESD, E-pommi ja EMP ovat lisäys alkuperäiseen kuvaan.

Transkriptio

1 Potentiaalisia häiriölähteitä ESD, E-pommi ja EMP ovat lisäys alkuperäiseen kuvaan.

2 1. demo, leikki-auto radiopuhelimella häirittynä. a) Elektronikkakortille päässyt rfd signaali synnytti auton piirikortin kanta-emitteriliitoksissa tasajännitteitä, jotka muuttivat liikaa transistoreitten toimintapisteitä b) Rf-signaali voi synnyttää piirilevyllä myös loogisia ykkösiä ja nollia (0 tai 1)

3 2. demo, ESD: jännite omasta sormesta Kuivissa oloissa jännite voi olla jopa 10 kv

4 1. Kertaus: 4 eri kytkeytymistapaa I Kapasitiivinen Esim 1000V/μs x1000pf = 1 A (max) II Induktiivinen Esim salama 400 m päässä u = Lm x 100kA/μs = 50 V/m2 III Konduktiivinen Esim maapotentiaaliero 10 V (50 Hz)

5 Kertaus: 4 eri kytkeytymistapaa III Konduktiivinen, jatkoa Potentiaalinen koekysymys

6 1. Kertaus: 4 eri kytkeytymistapaa IV Radioaalloilla kytkeytyminen Silmukan virta synnyttää viereensä vahvan Hlähikentän ja etäälle kaukokentän jossa E/H 377 ohm

7 Esimerkkilaskuja salamasta Esim 1: jo 1 m2 silmukkaa kerää salamaniskusta 50 V (smv). Etäisyys 400 m. Esim 2: potentiaaliero riippuu virran reitin induktanssista ja virran muutosnopeudesta. 1 metrin virhemaadoituksesta syntyy 20 kv potentiaalinen häiriöjännite salaman iskiessä mastoon.

8 Sähköverkon hetkellisten ylijännitteitten (Tleveys<< 20 ms) esiintymistiheys Ylijännitteitten esiintyminen on kartoitettu Sveitsissä eri ympäristöissä ennen EMCdirektiivin voimaantuloa. Nyt on 20 vuotta kulunut ja tilanteen pitäisi olla parempi.

9 Muoto vaikuttaa spektriin Esimerkissä pulssin keskileveys on T = 1 μs. Tällöin verhokäyrä kääntyy laskuun 20 db/dec kohdassa f1 = 300 khz

10 Magneettinen dipoliin syötetyt painopiirilevyn pulssit esimerkkinä laajakaistahäiriöstä Sekä lähi- että kaukokentässä kentänvoimakkuudet voidaan laskea tunnetuilla tavoilla

11 Esimerkki: erään painopiirilevyn elektroniikka säteilijänä Kellopulssit ohjaavat oikealla olevia digitaalisia mikropiirejä. Kuvasarjan lähde ABB.

12 E-kentänvoimakkuus etäisyydellä r magneettisesta dipolista Alhaalla lähikenttäkorjaustermi NFCF

13 E/H etäisyydellä r/λ Vasta ja vain kaukokentässä E/H 377 Ω

14 Siirtolinjamalli kytkennälle

15 Syntyneen siirtolinjan aaltoimpedanssin laskeminen Painopiirilevyllä meno- ja paluujohdin muodostavat siirtolinjan, jonka aaltoimpedanssi Zo riippuu johtimien etäisyydestä ja leveydestä.

16 Kello-oskillaattorin näkemässä impedanssissa on minimikohtia Minimejä ja maksimeja syntyy, koska siirtolinja on päättyy muuhun kuin aaltoimpedanssiinsa Zo

17 Silmukan virta on maksimissaan impedanssiminimeissä

18 Virrasta laskettu Emax ylittää standardin rajan. Piirilevy on suunniteltava paremmin tai se on koteloitava.

19 Yhteenveto Väärinsuunniteltu yksittäinenkin piirilevy voi synnyttää liiallista häiriösäteilyä GHzalueelle asti.

20 Staattinen varaus (ESD) ja sen purkautuminen

21 ESD 15 kv ilmapurkaus maalin tai eristävän pintakäsittelyn läpi (jos on syntyäkseen) 8 kv kontaktipurkaus laitteen metallisiin kohtiin 30 kv autoille

22 ESD-standardin mukainen pulssi. Nousuaika 0,7-1 ns, kesto noin 60 ns.

23 Pahimmillaan staattisen varauksen purkautumisreitti kulkee elektroniikkakorttia pitkin. Alla varauksen purkautumisen ja varauksen synnyn estämistapoja.

24 ESD vaikutusten vaimentaminen

25 Toisiopurkaus uhkana

26 IEC perusstandardin testaustapa

27 Ylhäällä: keinosormen pää on pyöreä Alhaalla: kontaktikärjellä painetaan johtavaa kohtaa

28 2 Ω keinokuorma kipinän testaamiseksi ja kalibroimiseksi. 50 Ω lähtö häkin sisällä nopealle oskilloskoopille.

29 Kalibraattorin vastukset on tehty vähäinduktanssisiksi säteittäisillä rinnankytkennöillä (25 kpl 51 Ω ja 5 kpl 240 Ω)

30 Rayleigh:n ja Maxwellin etäisyydet kaukokenttään siirtymiselle

31 Esimerkki yleisestä standardista(general STD) Sekä johtimet että kotelo altistetaan sietovaatimusten mukaisille testeille

32 EN - EMC-direktiivi vuodesta 1996 Nykyään tuotestandardi on tärkeä

33 3 eritasoista kriteeriä toimintakyvylle A, B ja C Kuva yleisen standardin toimintakriteerivaatimuksista. A on vaativin. Laitteen on toimittava testissä spesifikaationsa mukaisesti. B ja C eivät vaadi samaa.

34 Esimerkki: esimerkki yleisistä sietovaatimuksista

35 Euroopassa myytävä laite tarvitsee vaatimustenmukaisuusvakuutuksen allekirjoittajan on syytä panna omakotitalonsa puolisonsa nimiin Erään laitteen spesifikaatio. Alla oikealla on lupaus toimivuudelle.

36 Esimerkki sietotestistä, jossa johtimen kautta yritetään häiritä laitetta. Kriteerit A, B tai C. Kondensaattorin Co kautta syötetään EUT:n sähköliitäntöihin pulsseja 4 kv asti. Pulssit eivät pääse sähköverkkoon vasemmalle.

37 Standardien nimet ovat uusiutuneet. EN alku nykyään.