AVSNITT 6: Diverse metoder för EMC-skärmning .
EMC måste tas om hand i alla delar, såväl på elektrisk som på mekanisk systemnivå, och på alla nivåer i en utrustning på ett systematisk och planerat sätt. Vi har i tidigare artiklar ingående behandlat skärmning med hjälp av metallplåt och kapsling. Detta angreppssätt är inte alltid det mest effektiva, ibland inte ens tillämpbart. Denna gång tittar vi på s.k. generaliserad skärm och metoder som praktiseras som generaliserad skärm.
.
Zontänkande
När man börjar planera ett system kan man börja med att tänka efter vilka olika elektromagnetiska miljöer, som kommer att förekomma för olika apparater: vilka zoner (= miljöer) behövs eller finns redan, hur många olika zoner är optimalt och var skall man placera zongränserna osv. I militära applikationer tillämpade man förr ofta taktiken att ha en enda zongräns mot omvärlden och minimera antalet interna zoner. Man realiserade konstruktionen genom att kapsla in den i skärmande metallådor och använde skärmande kablar mellan lådorna. Detta tankesätt ger helskärmade konstruktioner, en lösning som inte passar överallt. T. ex. i civila fordon måste man vara ytterst restriktiv med vikten och kostnaderna, därför är helkapslande metallådor inte förstahandsvalet.
Tillämpning av åtgärder
Ett jordplan i ett kretskort eller en monteringsplåt i ett elskåp kan agera och kan beskrivas som en generaliserad skärm. Dessa har nämligen kopplingsreducerande egenskaper. Alla åtgärder som reducerar koppling sorterar under begreppet generaliserad skärm. (Se figur 1.)
Störning kan definieras som oavsiktlig energiläckage från källa till offer. Störning kopplar ofta via parallella vägar. Det finns tre huvudsakliga kopplingssätt: fältkoppling, överhörning (eg. närfältskopling) och ledningsbunden (ledd) koppling. Störningen ändrar ofta karaktär och övergår från en form till en annan med många kombinationsmöjligheter i kopplingskedjan. (Se figur 2.) Zongränsen skall åstadkomma en kopplingsreducering för ett eller flera elektromagnetiska fenomen och kan genomföras på flera sätt (se figur 3). Generellt kan sägas att zongränsen är en topologisk begränsningsyta, som representerar kopplingsreduktion mellan olika elektromagnetiska miljöer (zoner).
Generaliserad skärm
Figur 1 illustrerar begreppet generaliserad skärm. Figuren kan föreställa ett kretskort med monterade komponenter eller ett apparatskåp med monterade apparater eller ett datorrum med sammankopplade skåp med digital utrustning. I närheten av plåten råder en annan elmiljö än en bit därifrån; zongränsen uppåt bestäms av avståndsdämpning av fält och är inte lättbestämd och därmed osäkert. Det är bra om konstruktören ändå är medveten av denna zongräns och ser till att den inte överträds. Ofta får praktiska begränsningar bestämma denna ”osynliga” gräns; man gör volymen, dvs avståndet, så stor som möjligt. Praktiska försök får ofta avgöra om avståndet mellan t. ex. olika apparater, kablar eller kretskort är tillräckligt.
- Kretskort: se till att andra kort eller kablar inte kommer alltför nära och punkterar denna zongräns, dvs medför störning.
- Datorrum: se till att belysning och dess kablage hålls på behörigt avstånd från apparaterna och signalkablarna. Inga hängande armaturer, t.ex.
Kopplingsreducering kan likställas med en generaliserad skärm, dvs. en åtgärd som reducerar koppling. Åtgärden kan vara:
- Isolering (t ex transformator, optokopplare, icke-jordning) (figur 4.)
- Avstånd (fält avtar med avståndet) (figur 1.)
- Polarisering (t. ex. två spolar som ligger på en linje eller parallellt kopplar mer än de som ligger vinkelrätt till varandra; antenner med olika polarisation) (figur 6.)
- Närhet till jordledare, -nät, -plan (minskad fältkoppling)
- Mer eller mindre omslutande metallhölje (skärm)
- Filter och överspänningsskydd (verksamma endast för ledda störningar)
Skalskydd
Begreppet skalskydd förekommer ibland i litteraturen och kan definieras som:
- Skalskydd = Apparatiserad zongräns, som skall dämpa alla ledningsbundna och fältöverförda störningar till nivåer lägre än en maximalt accepterad nivå, vilken i sin tur är lägre än inom zonen befintlig utrustningstålighet.
- Skalskydd = En volym omgiven av ett mer eller mindre tätt metallskal (skärm), i vilket filter monteras. Del av skärmen (generaliserad skärm) kan vara jordplan eller avståndsseparation. (Se figur 5).
- Filter placeras alltid i en zongräns, dvs monteras i skärmvägg eller i kanten på jordplan.