EMC Shielding چیست؟
محافظ سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) هر روشی است که برای محافظت از یک سیگنال حساس در برابر سیگنال های الکترومغناطیسی خارجی یا جلوگیری از نشت سیگنال قوی تر و تداخل با وسایل الکترونیکی اطراف استفاده می شود. این می تواند عناصر PCB مانند تراشه های آی سی و اجزای فعال یا کانکتورها و کابل های بین PCB را پوشش دهد.
فرکانس‌های الکترومغناطیسی می‌توانند بسیاری از الکترونیک حساس را تحت تأثیر قرار دهند و می‌توانند باعث طیف گسترده‌ای از مسائل مختلف از یک صدای خش‌خش ساده در یک خط ارتباطی گرفته تا اختلال کامل در سیگنال حیاتی ایمنی شوند. به این ترتیب طیف متنوعی از بخش‌ها، از جمله تمام لوازم الکترونیکی مصرفی و صنعتی، و سیستم‌های حیاتی برای خدمات نظامی و اضطراری را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
در اینجا همه چیزهایی که باید در مورد محافظ EMC بدانید به طور خلاصه آورده شده است.
EMC Shielding چگونه کار می کند؟
هدف اصلی محافظ EMC موثر، جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) یا تداخل فرکانس رادیویی (RFI) از تاثیرگذاری بر قطعات الکترونیک حساس است. این با استفاده از یک صفحه فلزی برای جذب تداخل الکترومغناطیسی که از طریق هوا منتقل می شود به دست می آید. اثر سپر بر اساس یک اصل استفاده شده در قفس فارادی است – صفحه فلزی به طور کامل یا الکترونیک حساس یا الکترونیک فرستنده را احاطه می کند. صفحه نمایش سیگنال های ارسالی را جذب می کند و باعث ایجاد جریان در بدنه صفحه می شود. این جریان توسط یک اتصال زمین یا یک صفحه زمین مجازی جذب می شود.
با جذب این سیگنال‌های ارسالی قبل از رسیدن به مدار حساس، سیگنال محافظت شده از تداخل الکترومغناطیسی پاک نگه داشته می‌شود و کارایی محافظ را به حداکثر می‌رساند. یک مثال خوب گوشی هوشمند است. ضروری است که محافظ EMC از قطعات الکترونیکی حساس دستگاه محافظت کند که باعث پردازش و نمایش اطلاعات از فرستنده تلفن می شود.
از چه موادی می توان برای محافظ EMC استفاده کرد؟
چندین تکنیک و مواد را می توان برای محافظ EMC استفاده کرد و مواد مورد استفاده به نوع الکترونیک و فرکانس درگیر بستگی دارد. این به این دلیل است که میزان کاهش/مسدود کردن سیگنال به مواد مورد استفاده، اندازه حجم محافظ، ضخامت مواد بستگی دارد – هر یک از این عوامل بر دامنه و قدرت فرکانس‌هایی که می‌توانند توسط محافظ جذب شوند، تأثیر می‌گذارند.
برخی از نمونه ها عبارتند از:
فویل فلزی یا نوار بافته شده برای محافظت از سیم های تجهیزات. کابل کواکسیال دارای این محافظ EMC است که در ساختار سیم، زیر یک لایه عایق خارجی تعبیه شده است. سایر بسته های سیمی را می توان در فویل پیچیده یا نوار کابلی آماده را روی کل ساخت و ساز اعمال کرد. اتصال دهنده های انتهای سیم نیز به پوشش های فلزی نیاز دارند و بافندگی یا فویل باید به فلز وصل شود تا پوشش کاملی داشته باشد.
برای محافظت روی PCB ها (معروف به محافظ سطح تخته یا BLS)، محافظ معمولاً شامل یک PCB با صفحه زمینی تعبیه شده در آن و یک جعبه فلزی (معروف به قوطی محافظ) است که روی عناصر حساس یا انتقال دهنده قرار می گیرد. سپس اجزا به طور کامل توسط یک آرایش قفس فارادی احاطه می شوند.
در دستگاه هایی مانند بلندگوهای صوتی، یک پوشش فلزی داخلی برای مسدود کردن موفقیت آمیز EMI تولید شده توسط دستگاه های فرستنده مجاور (مانند مایکروویو و تلویزیون) استفاده می شود.
رنگ‌های رسانا و مواد مغناطیسی را می‌توان در محیط‌هایی که میدان‌های مغناطیسی کمتر از 100 کیلوهرتز است، استفاده کرد. روش‌های دیگر می‌تواند شامل ورق فلز، فوم فلزی، پلاستیک‌های رسانا و غربال‌گری فلز مشبک باشد.
بسته به فرکانس، محافظ نباید یک صفحه نمایش جامد باشد، بلکه می تواند به طور منظم سوراخ هایی قرار داده شود یا حتی فقط حصار سیمی باشد. بنابراین مهم است که بدانیم دقیقاً کدام قسمت از طیف فرکانس الکترومغناطیسی باید در هر کاربرد خاصی محافظت شود.
مثالی از کاربردهای محافظ EMC
در اینجا نگاهی به برخی از روش‌های استفاده از محافظ EMC در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها می‌اندازیم.
محافظ EMC برای محافظت از تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی استفاده می شود، جایی که برای ایجاد اختلال و جلوگیری از تداخل سیگنال بسیار مهم و به طور بالقوه نجات بخش است. هر چیزی از انتقال خدمات اورژانسی AM/FM و سایر ارتباطات از راه دور گرفته تا ارتباطات داده، تجهیزات نظارت بر بیمار در تئاتر و بخش و حتی دستگاه‌های پزشکی داخل بدن مانند ضربان‌ساز.
محافظ EMC می تواند از دسترسی به داده های ذخیره شده در تراشه های RFID یا تعبیه شده در دستگاه های دیگر جلوگیری کند.
محافظ EMC می تواند در ترکیب با سیستم های دارای شکاف هوا برای افزایش و تکمیل اقدامات امنیتی موجود، مانند موارد مورد استفاده در سیستم های نظامی، دولتی و مالی استفاده شود.
در نهایت، در جایی که هر عنصر الکترونیکی حساس نیاز به جداسازی از میدان‌های الکترومغناطیسی اطراف دارد، یا جایی که یک عنصر خاص سیگنال‌های اضافی ناخواسته را ارسال می‌کند، محافظت لازم است. در محیط وابسته به تکنولوژی امروزی، هر قطعه الکترونیکی به حفاظت EMI/RFI نیاز دارد.
