Studio delle principali soluzioni per la mitigazione dei fenomeni impulsivi nella compatibilità elettromagnetica

INTRODUZIONE • Inquadramento del problema della compatibilità elettromagnetica (EMC) • L'importanza dell'immunità ai transitori nei sistemi elettronici moderni (questo lo inserirei ma se la tesi risultasse troppo lunga lo toglierei ) CAPITOLO 1: FENOMENI TRANSITORI E QUADRO NORMATIVO 1.1 Introduzione alla famiglia di norme IEC 61000-4 • Test di immunità e livelli di severità 1.2 Scariche Elettrostatiche (ESD) ( IEC 61000-4-2) • Genesi del fenomeno • Caratteristiche della forma d’onda 1.3 Transitori Elettrici Rapidi / Burst (EFT) ( IEC 61000-4-4 ) • Origine del fenomeno • Struttura del treno d'impulsi • Spettro e caratteristiche energetiche 1.4 Sovratensioni impulsive (Surge) ( IEC 61000-4-5) • Cause principali • Analisi energetica del fenomeno 1.5 Analisi dei transitori • Tabella comparativa( Spettro , energia , correnti/tensioni di picco e tempi di salita) CAPITOLO 2: MODALITÀ DI ACCOPPIAMENTO AI CIRCUITI ELETTRONICI 2.1 Classificazione dei meccanismi di accoppiamento • Definizione di sorgente, canale di propagazione e vittima 2.2 Accoppiamento Galvanico • Impedenza comune nei percorsi di ritorno (loop di massa) • Propagazione lungo le linee di alimentazione e di segnale 2.3 Accoppiamento Capacitivo • Capacità parassite tra conduttori vicini • Effetti dei transitori ad alto ESD e Burst 2.4 Accoppiamento Induttivo • Mutua induttanza e concatenazione di flusso nei loop di circuito • Effetti dei transitori ad alto Surge ed ESD 2.5 Accoppiamento Irradiato da Campo Elettromagnetico • Conversione del campo elettromagnetico in tensioni/correnti indotte CAPITOLO 3: TECNICHE DI PROTEZIONE E CRITICITA’ 3.1 Filosofia di protezione: Approccio a zone (LPZ) • Attenuazione progressiva del disturbo 3.2 Strategie di soppressione: Clamping vs Crowbar • Meccanismi di limitazione della tensione + deviazione della corrente a massa 3.3 Analisi dei componenti di protezione hardware • Diodi TVS : Velocità di intervento , tensioni di clamping, capacità parassita • Varistori a Ossido Metallico (MOV): Capacità di gestione dell'energia, degrado nel tempo, applicazioni tipiche su linee AC • Scaricatori a Gas (GDT): Altissima capacità di corrente (Surge), comportamento crowbar, tempi di attivazione lenti • Filtri passivi ed elementi induttivi/capacitivi: Ferriti, induttanze di modo comune, condensatori di bypass 3.4 Strutture di protezione multistadio • Coordinamento tra componenti (descritti in precedenza) per ottimizzare energia e velocità CAPITOLO 4: PROGETTAZIONE E LAYOUT DEL PCB 4.1 Posizionamento dei componenti di protezione • Regola della minima induttanza di percorso 4.2 Gestione dei piani di massa e di riferimento • Separazione tra massa di "protezione" e massa di "segnale" • Tecniche di routing per evitare cross-talk 4.3 Tecniche di schermatura e isolamento • Isolamento galvanico • Schermature metalliche e sgrondo correnti di disturbo