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Apantallamiento EMI para cumplir con la normativa de compatibilidad electromagnética

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Los avances tecnológicos, como el despliegue cada vez mayor del 5G y el uso del Internet de las cosas (IoT), están aumentando la necesidad de disponer de apantallamiento ante interferencias electromagnéticas (EMI).

Cumplir con los requisitos de compatibilidad electromagnética (CEM) y reducir las fuentes de EMI al principio del proceso de diseño son elementos esenciales a fin de eliminar las ineficacias, ahorrarse los elevados costes del rediseño y evitar retrasos en el lanzamiento del producto.

Cada parte o subsistema del diseño, desde la carcasa o el módulo hasta la placa de circuito impreso (PCI), debe incluir un apantallamiento de EMI.

Hay una amplia gama de opciones de apantallamiento para todas las etapas del proceso de diseño y para, prácticamente, cualquier aplicación: ámbito comercial, la infraestructura energética, el sector militar, el mundo del automóvil, etc. El objetivo de este artículo es proporcionar algo de información para que los ingenieros conozcan cuáles son los avances tecnológicos que dificultan las estrategias actuales para el apantallamiento de EMI, así como ofrecer una descripción general de los materiales disponibles en el mercado.

Las interferencias electromagnéticas están por todas partes

Los campos electromagnéticos son parte de prácticamente cualquier circuito. Los campos eléctricos oscilatorios y las líneas de flujo magnético (imagen 1) aparecen cerca de la ruta conductora cuando una corriente alterna fluye por un cable o por la pista de una PCI. Esto se convierte en interferencia o ruido no deseado cuando los campos se inducen o transfieren a otro circuito o cable. A este ruido se le suele llamar EMI y puede interferir en el funcionamiento de otros circuitos.

Apantallamiento EMI para cumplir con la normativa de compatibilidad electromagnética
Imagen 1: campos magnéticos y eléctricos de una onda electromagnética (fuente: Kemtron Ltd, ahora parte de TE Connectivity)

Una descarga electrostática (ESD) es otra forma de EMI. Las ESD suelen ser de frecuencia variante, mientras que las EMI suelen ser de naturaleza constante. Cualquier transitoria de alta tensión y corta duración (nivel alto de dV/dt) puede provocar un funcionamiento errático o dañar permanentemente los sistemas electrónicos particularmente delicados. La mayoría de los sistemas electrónicos generan EMI de forma no intencionada, lo que incluye relojes, conmutadores digitales de alta velocidad, conversores CC/CC e interfaces inalámbricas.

Las emisiones de EMI acaban por llegar a otros circuitos por conducción o radiación. Por ejemplo, las pequeñas señales de reloj en una PCI pueden irradiarse, normalmente por encima de 10 MHz, ya que las pistas se convierten en antenas. El principio básico de la CEM es que un circuito o sistema debe ser inmune a la EMI (imagen 2).

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