EMC Suojan epäjatkuvuudet EMC - Aukot suojassa Edelliset laskelmat olettivat että suoja on ääretön ehyt tasopinta Todellisuudessa koteloissa on saumoja, liitoksia aukkoja: tuuletus, painonapit luukkuja, kansia, tms. => heikentää kotelon suojaustehokkuutta huomattavasti Säteilyn "vuotaminen" aukosta riippuu aukon fyysisistä mitoista aaltoimpedanssista säteilyn taajuudesta 1
EMC - Aukot suojassa Aukko muodostaa antennin pinta-alalla ei merkitystä - suurin dimensio ratkaiseva heikentää vaimennusta jos aukon dimensio > 1/100 aallonpituudesta suurin säteily kun dimensio on 1/2 aallonpituudesta suojaustehokkuus aukolle, jonka dimensio 1/2 λ: S SLOT λ = 20 log 2l [ db] λ = aallonpituus l = max. dimensio Suositus: vältä aukkoja joiden dimensio yli 1/20 λ EMC - Aukot suojassa Useiden aukkojen vaikutus heikentää vaimennusta heikentyminen riippuu säteilyn taajuudesta aukkojen lukumäärästä suojaustehokkuus aukolle, jonka dimensio 1/2 λ: S = S SLOT S = S 20 log SLOT 10 log( n) jossa S SLOT yksittäisen aukon suojaustehokkuus n => Joukko pienempiä aukkoja suojaa paremmin kuin yksi suuri 2
EMC - Aukot suojassa Aaltoputket läpiviennit suojassa tulisi muotoilla aaltoputkiksi vaimennuksen tehostamiseksi aaltoputken aikaansaama lisävaimennus taajuusriippuvainen (cut-off frequency) pyöreä aaltoputki: suorakulmainen aaltoputki: l = suurin dimensio 6.9 10 f C = d 5.9 10 f C = l 9 9 Hz Hz H.W. Ott - Noise Reduction Techniques in Electronic Systems EMC - Aukot suojassa Aaltoputket lisävaimennus kun f<< f C pyöreä: t S = 32 d db suorakulmainen: t S = 27.2 l db H.W. Ott - Noise Reduction Techniques in Electronic Systems 3
EMC - Aukot suojassa Esimerkki: säteilyn taajuus on 150MHz alumiinikotelo, jonka paksuus 5 mm etäisyys lähteestä r = 50 cm Mikä on suojaustehokkuus? koteloon tehdään halkaisijaltaan 8 mm oleva aukko Mikä on suojaustehokkuus? muotoillaan aukko aaltoputkeksi, jonka pituus 5 mm Mikä on suojaustehokkuus? Saumat ja liitokset kotelossa: hitsatut saumat eivät heikennä kotelon suojaustehokkuutta usein kuitenkin pakko käyttää liitoksissa ruuveja, niittejä, tms. => ruuvien etäisyys tulisi olla < λ / 20 => ratkaisu liitosten suojaustehokkuuden parantamiseksi : johtavat tiivisteet tiivistää liitokset häiriöiden kannalta 4
Johtava tiiviste asennus: maalattu kotelo: H.W. Ott - Noise Reduction Techniques in Electronic Systems Tiivisteiden asennustapoja: 5
Chomerics Inc. : Soft-Shield 1000 Chomerics Inc. : Soft-Shield 1000 Suojaustehokkuus: compression deflection: 6
Gasket deflection ranges: suluissa mitat millimetreissä Johtava pinnoite pinnoite, johon lisätty johtavaa materiaalia esim. Cho-shield 4900: akryylipinnoite johon lisätty hopeaa 7
Johtavat pinnoitteet ja korroosio materiaalien valinta tärkeää! Näyttöjen ja ikkunoiden suojaus: 8
Tuuletusaukkojen suojaus: hunajakenno suojaustehokkuuden likiarvo: λ l S 20log + 27,3 10logN 2D D λ - aallonpituus l - hunajakennon paksuus D - yksittäisen reiän halkaisija Esimerkki: Tuuletusaukon mitat ovat 0.5m x 0.5m Suunnittele suojaus siten että aukon vaimennus on 100dB kun f=100mhz Suojan maksimipaksuus on 10cm 9
Esimerkki 2: EMC-suojatun laboratorion seinän läpi täytyy viedä valokuitu Valokuidun paksuus on 20mm Suunnittele läpivienti siten että aukon vaimennus on 100dB taajuudella 100MHz Mikä on aukon vaimennus, kun kuitu on asennettu paikalleen? kuidun suhteellinen permittiivisyys ε r = 9 Suojaus piirilevyllä: Leader Tech. 10
Suojausmenetelmiä: EMC - Koteloinnin suunnittelu Määritä mahdolliset säteilylähteet Arvio kytkennän jänniteiden ja virtojen amplitudit ja taajuudet Arvioi säteilevien kenttien voimakkuus virtasilmukoiden ja kaapeleiden pituuksien avulla Määritä tarvittava suojaus SE = (Säteilevä kenttä) - (sallittu säteily) Lisää suojamarginaali ( > 6 db ) Suunnittele suoja (paksuus, aukot, saumat, jne.) 11