فاتحین صنعت شریف (سهامی خاص)

یکی از خدمات منحصر بفرد فاتحین صنعت شریف خدمات عیب یابی و رفع عیب تجهیزات تولیدی میباشد که در آزمونهای سازگاری الکترومغناطیسی در راستای کسب استاندارد Fail شده اند.

سالانه از صنایع مختلف با محصولات متنوعی به این شرکت مراجعه میگردد و خواسته میشود علیرغم رد شدن محصول در آزمونهای EMC این شرکت متوجه محل بروز خطا شده و حتی این مشکل را در کوتاه ترین زمان ممکن مرتفع نمایند. متخصصین فاتحین صنعت شریف با تخصص و تجربة خود قادر خواهند بود در حداقل زمان ممکن و کمترین هزینه ممکن محصول شما را استاندارد نمایند.

جهت معرفی بهتر این خدمات یکی از این خدماتی که به صنعت مهندسی پزشکی ارائه شده است بعنوان successful story بیان میگردد. دستگاه الکتروکاردیوگراف که در آزمون EMC رد شده بود و برای رفع مشکل به این شرکت ارجاع گشت.

این دستگاه به منظور عیب یابی و پیدا کردن منبع تشعشع الکترومغناطیسی مورد بررسی و تست های پیش تطابق سازگاری الکترومغناطیسی قرار گرفت.

شکل زیر نتایج تست Radiated emission group 1 Class B  را در اتاق آنتن نشان می دهد.

همانطور که مشاهده می شود در فرکانس های 176MHz ,352MHz , 704.75MHz و 833MHz پیک های تشعشعی ایجاد شده است . در فرکانس های پایین 40 مگاهرتز نیز سطح تشعشع بیشتر از حد استاندارد است.

مرحله ی اول:

سیستم با استفاده از پراب میدان نزدیک تست شد.

شکل زیر مرحله ی اول تست را نشان می دهد، تشعشع اندازه گیری شده از دستگاه با نمودار حاصل از اتاق آنتن همخوانی دارد.

پیک های مشاهده شده در این حالت نیز به میزان قابل توجهی بالاتر هستند.

 این پیک ها در فرکانس های 178MHz، 354MHz ؛ 532 MHz و 720MHz اندازه گیری شدند که منطبق با نمودار اندازه گیری شده در فارفیلد است. در مرحله ی بعد دستگاه به طور دقیقتر مورد بررسی قرار گرفت تا برد و یا بردهای مساله ساز مشخص شوند. بعد از انجام چندین مرحله تست با پراب های میدان حساستر و نیز بررسی کارکرد الکترونیکی هر برد ، منبع تشعشع الکترومغناطیسی برد ورودی تشخیص داده شد.

• فریت ها و شیلدهایی که برای بعضی از کابل ها در داخل دستگاه اعمال شده ؛ عملا هیچ تاثیری در حذف تشعشعات ندارند.

برد عامل به صورت جداگانه خارج از دستگاه با همان ولتاژ 3.3 ورودی در داخل TEM CELL  تست شد تا

اطمینان حاصل شود که بردهای دیگر در ایجاد این تشعشعات تاثیری ندارند:

دستگاه TEM CELL برای انجام تست های Pre compliance در فضای محدود آزمایشگاه مناسب هستند.

همینطور نمودار اندازه گیری شده مطابق شکل زیر دقیقا با نمودار انجام شده در اتاق آنتن هم خوانی دارد.

در نتیجه تنها عامل تششع این برد می باشد:

نمودار اندازه گیری شده در اسپکتروم از فرکانس 0-1GHz رانشان میدهد که کاملا منطبق با نمودار اندازه گیری شده در فارفیلد است.

در مرحله ی بعد تست ها با هدف تشخیص قطعه ی الکترونیکی عامل تشعشع انجام شد:

با توجه به اینکه رفتار تشعشعی در بخش های مختلف برد متفاوت بود و همینطور در کناره ی اسلات ها و البه ها زیاد میشد این رفتار به قطعه ی isolated dc-to-dc converter با پارت نامبر ADUM6402 نسبت داده می شود.

بخش DC-DC convertor در این قطعه در فرکانس 180 مگاهرتز کار میکند و در صورتی که طراحی از لحاظ EMC  درست انجام نشود، این قطعه باعث تشعشع در فرکانس 180 MHz و هارمونیک های آن می شود.

راه حل سرکوب تشعشعات الکترومغناطیسی:

جریان فرکانس بالای ایجاد شده در بخش DC-DC convertor قطعه ی ذکر شده در صفحات ground و power منتشر می شود و در نهایت باعث تشعشع از لبه ها ؛ترک ها و صفحات زمین اولیه و ثانویه می شود.

به همین دلیل محفظه های شیلد زمین شده برای دستگاه هایی که از این قطعه ها استفاده می کنند توصیه می شود. در صورتی که امکان شیلد کردن وجود ندارد باید طراحی به درستی صورت بگیرد.

الزامات طراحی:

• اضافه کردن خازن های low ESR (مقاومت بسیار کم در فرکنس 180 مگاهرتز) بین پین 1 و 2 آی سی و همینطور بین پین های 15و 16 آی سی. این خازن ها تا جای ممکن باید نزدیک به پایه های آی سی قرار بگیرند.  این خازن ها باید در چندین رنج فرکانسی انتخاب شوند. توجه شود سرکوب نویز به خازن با اندوکتانس پایین و فرکانس بالا نیاز دارد؛ درحالیکه سرکوب ریپل و regulation مناسب نیازمند خازنی با مقدار بالا می باشد.

 ترکیب موازی دو خازن سرامیکی 0.1 uF و 10uF برای هر دو پین توصیه می شود. در صورتی که هنوز تشعشع وجود داشت خازن در حد نانوفاراد اضافه شود.

• فاصله ی بین پین ها و خازن ها نباید بیشتر از 2mm باشد در غیر اینصورت احتمال  تغییر دیتا  و نیز عدم حذف تشعشعات وجود دارد.
• برد حداقل باید 4 لایه باشد.
• فاصله ی بین صفحه ی زمین و توان تا حد امکان کم باشد.
• تمامی via هایی که در مسیر توان قرار دارند باید تا حد ممکن بزرگ باشند، چراکه via های کوچک اندوکتانس بالایی دارند و نویز ایجاد می کنند.
• ترک های سیگنال سرعت بالا نباید در نزدیکی لبه ی PCB قرار بگیرند.
• در بردهایی که جریان common-mode وجود دارد باید کوپلینگ برد حداقل مقدار باشد.

نکات طراحی layout :

قطعه ی ADuM640x یک دستگاه توان است که در صورت کار full load حدود توان یک وات منتشر می کند. از آنجایی برای قطعه ایزولاتور امکان افزودن heat sink وجود ندارد.

درصورتیکه دستگاه در محیط های با دمای بالا استفاده میشود یک مسیر حرارتی از pin GND به PCB ground ایجاد شود. اینکار با قرار دادن پد و اتصال آن به ground از طریق چند via امکان پذیر است.

خدمات رفع عیب