Protezione EMI: tutto ciò che devi sapere nel 2023

Introduzione

Nel mondo di oggi, ci affidiamo alla tecnologia di interferenza elettromagnetica (EMI); tuttavia, comporta alcune conseguenze durante l'uso e una delle sue preoccupazioni sono i disturbi che crea. Sebbene l'umanità non possa sentire l'interferenza, ha un impatto significativo sui dispositivi elettronici.

A titolo di esempio, se tali segnali esistono ad occhio nudo e sono tangibili, sono innegabilmente dannosi per noi e possono portarci a viaggi e persino a incidenti peggiori. Pertanto, è fondamentale affrontare tali disturbi per salvaguardare i nostri dispositivi elettronici da guasti.

In linea con questo, se quel particolare dispositivo subisce un'interferenza estrema, può portare a una riduzione della stabilità e dell'affidabilità delle prestazioni, con conseguente funzionalità non accettata. Di conseguenza, quasi tutti i produttori integrano i sistemi nella scheda con varie metodologie per ridurre tali eventi e persino eliminarli, se possibile, in modo efficace.

Di conseguenza, vorremmo istruire i nostri lettori sulle conoscenze fondamentali che devono avere su EMI e protezione EMI. Per raggiungere questo obiettivo, affronteremo la sua definizione, importanza, classificazioni, origine e materiali. Pertanto, leggere l'intero post fino alla fine sarà utile per comprenderne completamente il concetto.

Introduzione alla protezione EMI

Che cos'è la protezione EMI?

Discuteremo brevemente cos'è un'IME, o interferenza elettromagnetica, prima di passare al concetto di difesa EMI. In sostanza, l'IME si verifica quando una radiazione elettromagnetica dannosa viene diffusa su un dispositivo elettronico senza la sua autorizzazione.

Un altro termine per indicare tali situazioni è interferenza a radiofrequenza (RFI) , che verrà approfondita nell'articolo sulla schermatura RFI. In effetti, l'EMI si manifesta quando si disturba un'altra sorgente di segnale, creando un'onda di segnale indesiderata. Ad esempio, se si suona una canzone con uno strumento e si perde una nota, si può generare un rumore indesiderato.

Allo stesso modo, è il modo in cui agisce EMI. In linea con questo, gli esperti hanno creato un approccio per far fronte a tali situazioni attraverso la protezione EMI o la schermatura EMI. Come suggerisce il termine, protegge dai segnali interrotti generati dai segnali elettromagnetici esterni e impedisce l'intervento dei componenti circostanti. Pertanto, è essenziale incorporare la protezione EMI per scongiurare segnali non necessari.

Importanza della schermatura EMI

Come già accennato, le interferenze elettromagnetiche (EMI) possono disturbare i segnali nei dispositivi elettronici, il che può essere critico in alcune applicazioni industriali , come quelle mediche , militari e aerospaziali . Tutti questi settori sono soggetti a danni causati da tali interferenze se non vengono affrontate in modo appropriato; da qui la necessità di integrare sistemi di protezione.

La separazione dell'energia di un dispositivo dalle sue immediate vicinanze e la prevenzione dei danni derivanti dalle radiazioni esterne sono due delle responsabilità essenziali di una schermatura EMI. In tal modo, il dispositivo elettronico sarà libero da problemi di affidabilità e prestazioni. Sebbene esistano vari modi per proteggere il dispositivo dalle interferenze elettromagnetiche poiché può essere creato naturalmente e dall'uomo, ha un obiettivo finale, salvaguardare il dispositivo sopra ogni altra cosa per evitare che si guasti.

Per comprendere appieno la nocività che l'EMI può portare al dispositivo elettronico, nomineremo alcuni dei suoi effetti.

• Porta segnali corrotti o frammentati che i dispositivi di comunicazione ottengono.
• Può potenzialmente causare picchi elettrici, deviazioni di tensione e interruzioni di corrente impreviste.
• Anche completa distruzione o rottura di un circuito elettrico.
• Può portare alla riduzione della durata e della funzionalità dei sistemi elettronici.
• Potrebbe causare ustioni e scosse elettriche.
• In definitiva, potrebbe sollevare possibili fonti di combustione.

Significato della protezione EMI

Diversi tipi di EMI

I tipi di EMI variano a seconda della categoria che desideriamo toccare; tuttavia, in questa sezione, ci concentreremo sulle classificazioni delle interferenze con continue e impulsive.

• Interferenza continua – Come suggerisce il nome, produce continuamente impulsi indesiderati. È tipicamente correlato a energia ridotta e bassa ampiezza e può comprendere frequenze radio, dispersione del campo elettromagnetico da sistemi meccanici, linee di trasmissione elettrica e così via.
• Interferenza del polso – Come suggerisce il termine, si verifica solo in un breve periodo che può variare a seconda della sua applicazione. Fondamentalmente, picchi di energia significativi che possono essere ripetuti o eventi sporadici sono di solito ciò che lo definisce. Fondamentalmente, il comportamento ricorrente è tipicamente fabbricato, il che rende la sua intensità e longevità predeterminate. D'altra parte, le mutazioni imprevedibili, inclusi fulmini, interruzioni di corrente, guasti di isolamento e così via, possono essere sia causate dall'uomo che spontanee.

L'EMI è anche diviso in disturbo a banda stretta e disturbo a banda larga, a seconda della frequenza della lunghezza d'onda.

• banda stretta – La sua frequenza è inferiore o equivalente a quella del trasmettitore.
• Broadband – Al contrario, la sua lunghezza di frequenza e larghezza di banda sono più lunghe della banda stretta.

Origine dell'IME

È stato ripetutamente menzionato che l'IME potrebbe essere generata dall'uomo o naturalmente.

Le eruzioni solari e i fulmini sono due esempi di eventi naturali che possono indurre interferenze elettromagnetiche (EMI). Inoltre, apparecchiature obsolete con schermature corrose o prive di qualsiasi meccanismo di schermatura EMI possono presentare problemi di EMI. Anche apparecchiature di grandi dimensioni che emettono un segnale forte o semplicemente un volume elevato possono interferire con i segnali, come ad esempio ascensori, impianti di climatizzazione e semafori . In particolare, per applicazioni di studio ad alta precisione, macchinari e componenti elettronici possono emettere flussi magnetici o elettrici direzionati in modo anomalo.

Nel complesso, nessun particolare dispositivo può evitare l'IME, indipendentemente dallo scopo della loro applicazione. Tuttavia, la schermatura EMI può aiutare a ridurre notevolmente i danni causati dalle interferenze elettromagnetiche all'apparecchiatura.

Storia dell'IME

Materiali di protezione EMI

In sostanza, tre (3) principali tipi di metallo vengono utilizzati per produrre la schermatura EMI; tuttavia, in alcuni casi, possono essere combinati in uno per generare la migliore protezione possibile.

Acciaio pre-stagnato

L'acciaio pre-stagnato è un'opzione significativamente meno costosa per la protezione dalle interferenze elettromagnetiche, come l'acciaio al carbonio , sebbene offra le migliori prestazioni solo a basse frequenze, da kHz a pochi GHz. Inoltre, può prevenire la formazione di ruggine e corrosione nell'acciaio.

Lega di Rame 770 o Alpacca

Poiché la lega di rame 770 ha una caratteristica eccezionale che può resistere alla corrosione, i consumatori spesso la preferiscono. Inoltre, è composto da una combinazione di rame, nichel e zinco. Per quanto riguarda l'utilizzo, sono innegabilmente ideali per la gamma media da kHz a valori specifici di GHz, che sono adatti per la tecnologia MRI.

Rame

Grazie alla sua notevole conduttività, il rame è essenziale per la schermatura EMI. Uno dei motivi è la sua capacità di ridurre la presenza di onde magnetiche ed elettriche. Nonostante siano realizzati in rame, non sono uguali alla lega di rame 770.

Alluminio

A differenza del rame, che ha un'eccellente conduttività, l'alluminio presenta un valore di conduttività superiore, pari al 60%, nettamente maggiore rispetto al rame; ciò lo rende un'altra ottima opzione per la schermatura EMI. Tuttavia, nonostante le sue eccellenti proprietà, presenta anche degli svantaggi: può corrodersi rapidamente a causa della sua spiccata tendenza all'ossidazione.

Guarnizioni

Quando due sostanze sono separate da una guarnizione, si crea una chiusura. Le guarnizioni di schermatura EMI sono impiegate per tamponare i dispositivi dai disturbi e sono analoghe alle spine utilizzate per i contatti elettrici.

Pellicola e pellicola

Si pensa che un foglio unisca microparticelle di materiale conduttore, come rame o argento, con un sigillante per avvolgere un dispositivo e proteggerlo dalle radiazioni elettromagnetiche. Queste strisce sono un modo semplice e pratico per proteggere l'attrezzatura perché sono malleabili, aderenti e facili da usare.

schiuma

In poche parole, la schiuma di carbonio, un materiale compatto in grado di resistere alle alte temperature e dotato di qualità termiche ed elettromagnetiche modulabili, è la varietà di materassi utilizzati per la schermatura EMI.

Silicone

In generale, il silicio è elettricamente non conduttivo. Al contrario, è possibile renderli uno aggiungendo la presenza del metallo. In questo modo, può già essere utilizzato per realizzare prodotti che fungono da EMI Shields. Sono adatti anche per frequenze comprese tra 20 Hz e 10,000 Hz, grazie alla grafite di nichel in essi contenuta.

Conclusione

In sintesi, è stato detto che l'interferenza elettromagnetica (EMI) può influenzare significativamente le prestazioni, l'affidabilità e la funzionalità di un dispositivo se non prevenuta; tuttavia, a causa dell'emergere della protezione EMI, questo non è più un problema per quasi tutti i consumatori. Pertanto, è fondamentale integrare la protezione per proteggere il gadget dagli impatti EMI.

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