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Disertante:Ing. Edmundo GattiCoordinador UTCEM-Electrónica e Informática
Técnicas de Diseño en Compatibilidad Electromagnéti ca
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t1 > t2 and tr1> tr2
A B
Características de la fuente emisora
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Puntas de prueba de campo cercano
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Modos de acoplamiento de las interferencias
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Conversión modo diferencial a modo común
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A altas frecuencias hay que descubrir el “ circuito invisible”
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Manejo de las corrientes deseadas e indeseadas
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Caminos de la corriente en los eventos de Descarga Electrostática
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Corrientes de modo común
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Problemas de acoplamiento a través del disipador
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Disposición de los planos de masa de referencia
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Disposición del filtrado y su puesta a tierra
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• Cambiar tensiones ó condiciones circuitales que generarán interferencias electromagnéticas EMI .
• Identificar fuentes potenciales de EMI: motores a escobillas, osciladores, señal reloj, relés, circuitos triac, interruptores, etc.
Regla 1: Anticipar áreas de potencial problema
circuitos triac, interruptores, etc.• Identificar si la fuente de ruido en su naturaleza
será de banda ancha ó de banda angosta. Ej. El ruido de un motor a escobillas es de banda ancha y las señales reloj son de banda angosta.
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• Técnicas de puesta a masa y a tierra• Técnicas de diseño de los circuitos impresos
( PCB )• Técnicas de distribución y ubicación de los
Técnicas para el control de EMC
• Técnicas de distribución y ubicación de los componentes
• Técnicas de filtrado• Técnicas de blindaje electromagnético
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Caminos de retorno de la señal y el ruido
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Características de impedancia de los cables de puesta a tierra
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Degradación de una referencia de masa de un solo punto
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Método de puesta a masa multipunto
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Técnicas de aislación y cortes de lazos de tierra
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Puesta a masa múltiple
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• Elegir un punto sólido de puesta a tierra.• Utilizar una puesta a tierra de baja impedancia de
un solo punto para evitar lazos de tierra.• Los caminos de tierra de continua son a menudo
tierras de alta impedancia para radiofrecuencias.
Regla 2: Puesta a tierra - Grounding ó masa de referencia
tierras de alta impedancia para radiofrecuencias.• Utilizar planos de tierra siempre que sea posible.• Mantener los caminos de tierra tan cortos como
sea posible.• Evitar el uso de cables delgados como tierras.
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Formación de lazos de emisión radiada
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Uso del plano imagen
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Caminos de retorno de la corriente
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Degradación del uso del plano imagen para el retorn o de RF
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Fenómeno de diafonía
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Fenómeno de diafonía entre trazas de un circuito impreso
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Regla 3W para reducir diafonía
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Comparación de distintos métodos de conexión de com ponentes
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Location of decoupling capacitances
Ubicación del desacoplamiento
decoupling capacitance DC useless due to R and L in the current path
possible solution withlow R and L
optimal position of DC
Attn.: multi layer
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Plaquetas con dieléctrico embebido
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Plaquetas con dieléctrico embebido
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Plaquetas con dieléctrico embebido
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• Usar circuitos impresos multicapa siempre donde sea posible.
• Ubicar las vias de alimentación en lados opuestos d e la placa multicapa.
• Usar capacitores de desacople.
Regla 3: Diseño de circuitos impresos y su disposición
• Usar capacitores de desacople.• Desacoplar las corrientes de RF y los circuitos de tierra de
RF.• Usar trazas cortas.• Evitar esquinas agudas en las trazas del PCB.• Evitar entradas y salidas no terminadas.• Usar entradas y salidas filtradas.• Evitar trazas en forma de lazo de las señales reloj .
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Distribución de bloques funcionales
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• Mantener los componentes de circuitos similares agr upados juntos para maximizar su aislamiento.
• Agrupar los componentes de alto impacto interferent e en áreas elegidas por si es necesario que sean apantallados del resto de los circuitos.
• Diseñar para mínima velocidad reloj posible para ci rcuitos lógicos.
Regla 4: Disposición de los componentes en una plaqueta impresa
• Diseñar para mínima velocidad reloj posible para ci rcuitos lógicos.
• Diseñar para mínima velocidad de conmutación posibl e.• Mantener la tierra de RF separada de la tierra de a limentación,
lógica ó digital.• Mantener las trazas de tierra tan gruesas, anchas y cortas como
sea posible.• Agrupar los componentes de manera tal de evitar la interferencia
intrasistema. Mantener los oscilsdores de HF alejad os de circuitos analógicos sensitivos y mantener los circuitos de a limentación alejados del procesamiento de señal.
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Ferritas supresoras
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Ferritas supresoras
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Ferritas supresoras
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Filtrado de interferencias
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Control de interferencias en filtros de línea de al imentación
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What to do and what not to do in filter mounting: What to do and what not to do in filter mounting:
Técnicas de filtrado
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What to do and what not to at cable entries: What to do and what not to at cable entries:
Técnicas de filtrado
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• La denominación “filtros EMI” se refiere a los circuitos de filtrado que se utilizan para reducir las interferencias generadas por los equipos electrónicos.
Filtros EMI
• El “filtro EMI” no puede utilizarse para filtrar las componentes armónicas en la alimentación.
• El “filtro EMI” es un componente para mitigar ó suprimir la interferencia electromagnética conducida no deseada.
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• Que deberíamos hacer si Zin y Zout son muy diferentes, por ejemplo: Zin=alto y Zout=bajo ó viceversa, ó cuando queremos incrementar las pérdidas de inserción!
Filtros LC combinados
• Los filtros en cascada tipo LC, T ó π son utilizados en la mayoría de los casos cuando las impedancias de fuente y de carga son muy disímiles ó cuando se quiere incrementar las pérdidas de inserción!
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Matriz de selección de filtros LC
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Matriz de selección de filtros LC
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Diagrama Filtro EMI
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Filtro EMI de línea
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Filtrado a nivel de PCB
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Pérdidas de inserción de capacitores
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Circuitos equivalentes
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Mejora del nivel de ruido
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Regla 5: Filtrar las emisiones
• Elegir filtros EMI con cuidado. • Los filtros diseñados especialmente para una
aplicación particular usualmente trabajarán mejor y serán de mayor costo efectivo, que los estandarizados.estandarizados.
• Asegurarse de que los filtros sean instalados de acuerdo a las instrucciones de su fabricante.
• Usar circuitos filtro integrados en lugar de componentes EMI discretos posicionados de una manera no conveniente.
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Ubicación choques y supresores en PCB
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IEC 61000-4-4 Inmunidad a la Ráfaga Eléctrica Rápi da -Burst
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IEC 61000-4-5 Inmunidad a Onda de Choque
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Varistores - MOVs
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Supresores de sobretensión
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Sistemas de protección híbrida
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Efecto de los blindajes electromagnéticos
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Frecuencias de emisión intencional
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Frecuencias de emisión no intencional a controlar
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Uso de guías de onda
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Uso de empaquetaduras conductoras
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Método de la “caja sucia”
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Continuidad en ventanas apantalladas
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complete integral shielding of every boxand all cables(compartment shielding)
F1 F1
F2
PCB2PS
Técnicas de blindaje electromagnético
F1 - F4 Filters shielded cables non shielded cables
metal ormetalized box
plastic box
F2
F2
F3
F4F3 PCB3
PCB1
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Juntas conductoras para blindajes electromagnéticos
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Integridad de Blindajes
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IEC 61000-4-2 Descarga Electrostática
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Blindaje a nivel de PCB
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• Analizar correctamente los resultados de los ensayos de EMC para abordar la solución de los problemas, aplicando las técnicas disponibles en forma eficiente.
Conclusiones
forma eficiente.• Seleccionar correctamente los componentes de
reducción y supresión, optimizando su instalación en el equipo ó sistema que se desea mejorar.
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Fases de Desarrollo de un equipo
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Septiembre de 2012