אחת הבעיות המתסכלות והיקרות ביותר שעומדות בפני מהנדסי תכנון ומהנדסי בדיקות בתחום תאימות אלקטרומגנטית והפרעות אלקטרומגנטיות (EMC/EMI) היא יחידה שנכשלת במהלך בדיקת EMC/EMI כשהיא במתקן בדיקה לתאימות אלקטרומגנטית (תקן MIL-STD-461 ו- DO-160 לרגישות בהולכה, פליטות בהולכה, פליטות קרינה ורגישות לקרינה). על אף שהקפדה על הרגלי תכנון EMI טובים בתכנון חדש יכולה להסתיים בפעם הראשונה בציון ‘עובר’, תכנונים מסורתיים, מכלולים מסחריים מהמדף (COTS) וסדרי עדיפות של תכנון תחרותי יכולים להסתיים מפעם לפעם בציון ‘נכשל’. כאשר יחידה נכשלת בפליטות בהולכה (CE102) או בפליטות קרינה (RE102), לא קיימים פתרונות חומרה רבים שאותם אפשר לממש כדי לפתור את הבעיה בזמן מתאים לבדיקה חוזרת, לפני עזיבת מתקן הבדיקה של EMC. ואולם, רכיבי EESeals® בטכנולוגית Quell יכולים לעזור בפתרון בעיות אלו ואפשר לקבל אותם תוך ימים ספורים לאחר השלמת התכנון, ברוב הפעמים ללא תמורה כספית. חברת Powell Electronics תפעל בשיתוף פעולה הדוק עם מהנדסי התכנון שלך על מנת להבין את בעיית ה- EMI שבה נתקלת ולעזור לך להבין מה ניתן לעשות בעזרת רכיבי EESeal על מנת לפתור את הבעיות האלו.
מהם רכיבי EESeal
רכיב EESeal הוא תותב מסנן EMI (ומדכאי תופעות מעבר) עבור מחברים קלים לשימוש חוזר בהשוואה למתאמים מגושמים, למחברים עם מסננים ולהתקנים מסורתיים אחרים. רכיב ה- EESeal עשוי מגומי סיליקון גמיש, שאותו קל להתקין אפילו בשטח. מבנה הרכיבים הרשום כפטנט מאפשר להם לשרוד בסביבות שבהם קיימים תנאי סביבה קיצוניים ביותר. בעזרת קצות האצבעות בלבד, תוכל להחדיר בקלות תותב EESeal אל תוך המחבר, בשניות אחדות בלבד.
תותבי המסנן EESeal, אשר למעשה אינם נראים לאחר שהותקנו, עשויים מאותם חומרים גמישים במיוחד שמשמשים עבור אטמי ממשקים של מחברים מוקשחים צבאיים, בעלי אמינות גבוהה. הסוד מאחורי EESeal הוא טכנולוגיית האריזה האלקטרונית החדשנית Quell, אשר מציבה במצב מרחף את הרכיבים החשמליים הבדידים הנמצאים בפנים, מבודדת אותם ומגינה עליהם.
אופן הפעולה
כל יחידת EESeal מתוכננת באופן מיוחד עבור היישום שלך, והיא מיוצרת כדי להתאים למחבר שלך בצורה מושלמת. הרכיב EESeal בטכנולוגית Quell עשוי בטכנולוגיית אריזה של גומי סיליקון עם רכיבי שבבים 0402 ו- 0603 שממוקמים ישירות בתוך גומי הסיליקון, שמציב את הרכיבים במצב מרחף ומגן עליהם, כך שהם יכולים לעמוד בסביבות קשות וקשוחות, כמו אלו שאפשר לפגוש ביישומים צבאיים ואוויר-חלל. הכוחות הדוחסים של גומי הסיליקון עוזרים לשמור על חיבור אמין, אפילו בסביבות הקיצוניות האופייניות לתעשיות כאלו. תכונות אלו מאפשרות לרכיבי EESeal ליצור מגע קבוע ואמין עם כל פין בנפרד וגם עם מעטפת (shell) המחברים.
איור 1:
כדי להבין טוב יותר כיצד זה פועל, נתבונן לרגע באיור 1 לעיל, המתאר חתך רוחב של זוג מחברי D38999 במצב מחובר. החלק הכחול הנראה הוא רכיב EESeal. רכיבי השבבים 0402 ו- 0603, שבהם דנו קודם לכן, מוטבעים בגומי הסיליקון. בנוסף, בתלות ביישום, כל אחד מהרכיבים הבאים יכול להיכלל בתותב של גומי הסיליקון:
- נגדי קבלים
- מדכאי מתח מעבר (TVS)
- רכיבי נגדים תלויי מתח (וריסטור) בריבוי שכבות להגנה מפני מתח יתר (MLV)
- אפשר להשתמש גם בכל רכיב 0402/0603 או אפילו ברכיבי 0805 מסוימים, בתלות בגודל המחבר
מגעים כפולים מולחמים בקצה אחד של ההתקן הבולט אל תוך החור. מגעים כפולים קיימים בקצה האחורי שמדמה אפיק הארקה או רשת עכביש (spider web) של מישור ההארקה שיאריק את מגע המעטפת או את מחבר השקע, תלוי בסוגי המגעים או בדרישות המחבר. המערכת עוזרת לבנות כמות מסוימת של יתירות אל תוך כל רכיב EESeal כאשר קיימים תמיד שני נתיבים או יותר אל ההארקה (GND).
כל החוטים בתוך הרכיב הם חוטי נחושת מחושלת בציפוי זהב, בעובי 3 מיל, תכונה שהופכת אותם לגמישים יותר ממגעי קפיץ. כפי שאפשר עוד לראות באיור 1, כאשר נעשה החיבור, התותב יקבל את התכונות של אטם הממשק שבתוך המחבר. בעשותו כן, הוא ממלא את כל החללים, החורים והסדקים, ובכך משמר את השלמות של אטם הממשק עצמו.
איור 2:
באיור 2 אפשר להבחין שכל התקן בתוך EESeal הוא בדיד (discrete). הרכיבים סוג 0402 ו- 0603 הם בדידים במכוון כדי שאפשר יהיה לטפל בכל פין באופן שונה כפי שנדרש בכל יישום. לדוגמה, בגלל התכנון הזה, יכולים להיות לך פינים בעלי מאפיינים ייחודיים, למשל:
- פינים 1-4 = 47 ננו-פאראד
- פינים 12-15 = 220 פיקו-פאראד
- שאר הפינים = ללא קבל מותקן
אפשר גם לתכנן את ההתקנים במקביל או בטור, ולאפשר לכמה התקני שבבים להגן על כל פין, ובכך להשיג גמישות תכנונית רבה יותר.
שימושים רבים
בעזרת התכונות הבאות של תותבי מסנן אפשר להתגבר על אתגרים רבים:
- סינון הפרעות אלקטרו מגנטיות (EMI)
- סינון הפרעות ת”ר (RFI)
- הגנה מפני תופעות מעבר של ברק לא ישירים
- הגנה מפני תופעות מעבר של פריקה אלקטרוסטטית (ESD)
- היכולת להוסיף נגדי pull up
- היכולת להוסיף הארקה
- חלוקה מחדש של ההספק
בשל עמידותו בהשפעות של סביבות קיצוניות, הרכיב EESeal משמש לעתים קרובות בהתקנים אלקטרוניים קריטיים לביצועים, שנמצאים במערכות צבאיות ואוויר-חלל. כלומר, תכונת הרב תכליתיות של תותבי המסנן מספיקה כדי לגשר על כל חיבור כמעט, שבו קיום EMI/RFI הוא בעייתי, כמו למשל בציוד רפואי או במוצרי תעבורה.
כאשר מדברים על ביצועים לסינון הפרעות אלקטרו מגנטיות (EMI), ניחות הוא מדד עיקרי. על ידי שימוש בתרשימי ניחות עבור ערכי קיבוליות שונים בעומס של 50 אוהם, כמו אלו שנראים באיור 3, הרכיב EESeal יכול לשכך תדירויות שבין 10 קילו הרץ ל- 40 ג’יגה הרץ. טווח קבלי השבב הוא מ- 1 פיקו פאראד עד 4.7 מיקרו פאראד. התקני מסנני C אלו מספקים ניחות שיא של 40 dB עד 45 dB בערך, בתדירות שיא.
איור 3:
התאמה אישית
כל תותב מסנן EESeal מתוכנן בהתאמה אישית, ובכך מבטיח בכך שיענה על הדרישות המסוימות של היישום בנושאים של הפרעות אלקטרו מגנטיות ותאימות אלקטרו מגנטית (EMI/EMC).
על מנת שנוכל להפיק הצעה ולשלוח לך דוגמה ללא תמורה כספית למטרות בדיקה, אנו פשוט צריכים את התשובות לארבע השאלות הבאות:
- מה מספר החלק, השלם, של המחבר שלך?
- היכן נמצאות בעיות ה- EMI שלך (סריקות יכולות להועיל)?
- מהם ערכי המתח בכל פין?
- מהם קצבי הנתונים המרביים בכל אחד מהפינים?
(למשל, RS232, Ethernet, וידאו וכיו”ב)
בנוסף, אם קיימות דרישות מיוחדות, כגון עמידה במפרטי ברקים, נבקש את דרישת אותות דופק הברקים, כמו אלו שנמצאו בסעיף 22 שב- DO-160 או בתקן MIL-STD 461G, CS117.
מסקנות
על אף שתותבי מסנן נודעים כיחידות שמורכבות ברגע האחרון עבור בדיקות EMI שכשלו, מתכננים רבים משתמשים כיום ביחידות EESeal בתכנונים המוקדמים שלהם. כמה מבין היצרנים הגדולים ביותר בעולם נהנים כעת מסינון EMI/RFI ומהגנה מפני תופעות מעבר, מבלי שהיו צריכים להקריב מקום או משקל. השילוב של פתרון סינון EMI אל תוך המחבר, משאיר מקום לרכיבים אחרים או אפילו לכיווץ נוסף של המערכת עצמה.
הרכיב EESeal בטכנולוגית Quell, יכול להתחרות בביצועים של מחבר מסורתי עם מסננים ואפילו לעלות עליהם, שעה שהוא מספק יתרונות משמעותיים וברורים של מקום, משקל וחיסכון בעלות.
למידע נוסף או לבקשת דוגמה עבור היישום שלך, אתה מוזמן ליצור קשר עם המומחה של Powell Electronics למסננים/ EMI –
ארז שהרבני – בטלפון +972 54 7171675 או לחילופין בכתובת הדוא”ל:eusupport@powell.com
