Niveles de apantallamiento EMI
Para reducir la EMI e inmunizar las funciones del circuito ante estas, es necesario que empleemos un método sistemático durante el diseño.
Esto incluye elementos del diseño de la PCI, incorporar planos de masa y separar dispositivos con ruido EMI de cadenas de señal analógica sensibles.
El uso de componentes del apantallamiento, las piezas funcionales y los módulos es una estrategia práctica para numerosas aplicaciones basadas en un método de tres niveles: carcasa, módulo y PCI (imagen 4).
El apantallamiento de emisiones por radiación se logra creando una jaula de Faraday alrededor de la fuente de EMI. Al implantar el apantallamiento en la carcasa, reducimos la entrada o salida de cualquier posible fuente de ruido.
Sin embargo, algunas funciones de circuitos pueden precisar de niveles adicionales de protección para evitar que la EMI interna afecte a otras funciones. El apantallamiento modular es de gran ayuda, y se suele utilizar en módulos inalámbricos, conversores por conmutación CC/CC y paneles LCD.
Es posible que sea necesario disponer también de apantallamiento en la placa para componentes particularmente sensibles, como un CI conversor analógico-digital. El apantallamiento también se debe aplicar a cualquier forma de interconexión, así que no debemos olvidarnos de evitar las emisiones por radiación que pueden salir de prensaestopas de cable, conectores y enchufes.
Materiales para el apantallamiento EMI
Algunos ejemplos de componentes para el apantallamiento EMI son las juntas de malla metálica entrelazada, los elastómeros conductores de electricidad, los tejidos conductores y los dedos metálicos. Cada tipo aporta características de atenuación de EMI ligeramente distintas y se ajusta a aplicaciones específicas. La imagen 5 muestra la atenuación de estos cuatro tipos de apantallamiento en función de la frecuencia.
Junta de malla metálica entrelazada: el uso de varias capas de cable entrelazado alrededor de una esponja o de un núcleo tubular con distintos materiales de malla es una solución eficaz para las EMI y la compatibilidad galvánica. El entrelazado permite adaptarse a formas y adhesiones complejas en los materiales portadores, a fin de crear una protección de entrada. El apantallamiento con malla es ideal en distintas aplicaciones, como puertas de armarios, pestañas o placas de protección extraíbles. El apantallamiento suele reducirse a partir de 1 GHz, a menos que se añadan capas adicionales. Un ejemplo de este método es la gama Kemtron de TE Connectivity de juntas de malla metálica entrelazada (imagen 6), disponible en longitudes personalizadas o como junta terminada.
Elastómeros conductores de electricidad: disponible en distintos materiales y formas, la gama Kemtron (ahora parte de TE Connectivity; imagen 7) ofrece una atenuación superior a 100 dB hasta 10 GHz. Algunos de los materiales del relleno son aluminio con revestimiento de plata y grafito con revestimiento de níquel. Algunas opciones de aglutinante son la silicona o la fluorosilicona, mientras que algunas de las formas más comunes son las láminas, las juntas planas o las juntas tóricas. Las juntas tóricas «Jam nut» (contratuerca) se han diseñado específicamente para el apantallamiento EMI de RF y están disponibles en los formatos de conector más populares.
Rejillas de panal: en las aplicaciones en las que la refrigeración por aire forzado utiliza un ventilador, la apertura del ventilador ofrece una ruta directa para que el ruido salga de una carcasa que, por lo demás, está totalmente sellada ante las EMI. Para evitar esto, se puede usar una rejilla de panal, como las del catálogo de Kemtron/TE Connectivity, esto nos ofrece un rendimiento EMI mejorado y deja que haya un flujo de aire adecuado a través del diseño de panal con hojas de aluminio de una sola capa. Las rejillas están disponibles para los tamaños de ventilador más comunes, desde 40 hasta 120 mm.
La compatibilidad electromagnética (CEM) a través del apantallamiento de EMI
Las EMI de emisiones de ruido no deseado en equipos tienen un efecto negativo en la fiabilidad de los sistemas. Lograr la CEM es un requisito normativo, pero también es necesario para evitar comportamientos erráticos en los sistemas. En este breve artículo, hemos hablado de algunos métodos de apantallamiento que los ingenieros pueden utilizar para mejorar la inmunidad contra las EMI.
