Designere af elektronikprodukter kan gøre en række ting for at undgå, at brugerne får en dårlig oplevelse med produktet i brug. 

Funktionsfejl med elektrisk årsag

Når et produkt holder op med at virke, er det uvæsentligt, om det sker på grund af brugsmiljøet såsom temperatur, fugt, mekanisk nedbrud eller for dårlige EMC-egenskaber. Brugeren oplever blot, at produktet ikke længere fungerer efter hensigten. Måske skal det slukkes og tændes igen. Eller måske kan det klares ved at gå ud af en menu i betjeningspanelet og derefter ind igen. Måske er produktet defekt og skal erstattes med et nyt. Uanset årsagen har brugeren haft en dårlig oplevelse med produktet, som designeren kan gøre en indsats for at undgå.

Forskellig indsats alt efter niveau

Elektronikdesigneren har heldigvis en stor pallette af designværktøjer at trække. Mulighederne for optimering af designet kan fordele sig på flere niveauer (se figur 1), så brugeren - der typisk kun oplever ’system’-niveauet - kan sikres bedst mulig funktion.

Niveauopdeling af elektronikprodukt.
Figur 1: Niveauopdeling af elektronikprodukt.

Forskningsprojektet PPEPP (Proaktivt Paradigme for Elektroniske Produkters Pålidelighed), som er ledet af FORCE Technology, opererer med skalérbarhed af designindsatsen alt efter, om der skal arbejdes på printkortniveau (PCBA) eller på indkapslingen (kabinettet) for et produkt. Hvis der skal designes en meget høj tolerance mod elektriske forstyrrelser, skal der måske sættes ind med designaktiviteter på alle niveauer samtidig.

Det vigtige print

For år tilbage udgjorde metalkabinettet en vigtig del af EMC-designet. I moderne designs er der ofte intet kabinet, og EMC-designindsatsen er nødt til at ligge på modul-, printkort- (PCBA) og komponentniveau. Printet skal kunne modstå elektriske forstyrrelser fra radiosendere (mobiltelefoni, NFC, WiFi) og elektrostatiske udladninger (ESD) i daglig brug uden nogen form for afskærmning. Det lægger pres på valget af komponenter, udformning af printkort og især opmærksomhed på interface mellem forskellige dele (eller printkort) i samme apparat.

Kort opsummeret

Meget kort kan EMC-hensyn koncentreres til nogle få afgørende forhold:

  • Printkortet er centralt. Et printkort uden mindst ét ’helt dækkende’ jordplan (groundplane – og også gerne nogle forsyningsplaner) kan næppe opnå de ønskede EMC-egenskaber. Fire lag i printet er oftest minimum. To lag kræver stor omhu! Vær også opmærksom på at holde impedansniveauet i alle delkredsløb ’lavt’ (dvs. helst ikke modstande i MΩ størrelse).
  • Strømforsyningen udgør bolværket og beskyttelsen mellem printkortet og elnettet. Der kan optræde overspændinger i kV størrelse og dækkende et frekvensområde fra kHz til hundreder af MHz.
  • Hvis produktet består af mere end et printkort, skal der især fokuseres på ledningsinterface mellem delene. Signalfiltre og overspændingsbeskyttelse er effektiv beskyttelse både mod forstyrrelser af signaler og kommunikation og udgør samtidig reduktion af den støj, der måtte blive genereret af printkortet selv.

God fornøjelse med designarbejdet.

Læs mere

Hvis du ønsker en uddybning af EMC-designguidelines fra PPEPP-projektet, kan du finde yderligere information i denne gennemgang: forcetechnology.com/EMCGuidelines.