120ボルトソレノイドのEMI/RFI耐性を改善する方法は？

ちょっと、そこ！ 120ボルトのソレノイドのサプライヤーとして、電磁干渉（EMI）と無線 - 周波数干渉（RFI）がこれらのソレノイドの性能をどのように台無しにするかを直接見ました。このブログでは、120ボルトのソレノイドのEMI/RFI耐性を改善する方法に関するいくつかのヒントを共有します。

EMI/RFIとソレノイドへの影響を理解する

ソリューションに飛び込む前に、EMIとRFIが何であるかをすぐに理解しましょう。 EMIは、電磁誘導または外部源から放出される電磁放射のいずれかに起因する電気回路に影響を与える妨害です。一方、RFIは、無線 - 周波数スペクトルで特異的に発生するEMIの一種です。

120ボルトのソレノイドの場合、EMI/RFIはあらゆる種類の問題を引き起こす可能性があります。間違った時期にソレノイドが開閉するか閉じる不安定な操作につながる可能性があります。これは、特に正確なタイミングが重要な産業用途での真の頭痛の種になる可能性があります。時には、干渉が時間の経過とともにソレノイドに損傷を与え、費用のかかる交換につながる場合があります。

ソレノイドのシールド

EMI/RFI耐性を改善する最も効果的な方法の1つは、シールドを使用することです。優れたシールドは、かなりの量の外部電磁および無線 - 周波数信号をブロックすることができます。

• 金属エンクロージャー：ソレノイドの周りに金属エンクロージャーを使用することは、古典的なアプローチです。鋼やアルミニウムなどの金属は、電磁波を吸収してリダイレクトできるため、素晴らしいです。金属のエンクロージャーを選択するときは、それがうまく接地されていることを確認してください。適切な地上接続により、吸収された干渉がソレノイドから安全に迂回されることが保証されます。濃厚で低い抵抗ワイヤを使用して、エンクロージャーを信頼できるグラウンドポイントに接続できます。
• シールドケーブル：ソレノイドに接続されたケーブルもEMI/RFIに対して脆弱です。シールドケーブルには、内側の導体の周りに導電性層があります。このレイヤーは障壁として機能し、外部干渉がケーブルに入るのを防ぎます。シールドケーブルを取り付けるときは、シールドが両端に適切に接地されていることを確認してください。このようにして、シールドによって拾われた干渉はすぐに排出されます。

電源のフィルタリング

多くの場合、電源はEMI/RFIの主要なソースです。ソレノイドに行く電力をフィルタリングすることにより、それに到達する干渉の量を減らすことができます。

• コンデンサ：コンデンサは、フィルタリングにシンプルでありながら効果的なコンポーネントです。セラミックコンデンサは、ソレノイドの電力端子に配置できます。それは貯水池のように機能し、電気エネルギーを保管および放出して、EMI/RFIによって引き起こされる電圧の変動を滑らかにします。ソレノイドの特定の要件に基づいて、適切な容量値を持つコンデンサを選択できます。
• インダクタ：インダクタは、コンデンサと組み合わせて使用​​して、より包括的なフィルターを形成することもできます。インダクタは電流の流れの変化に抵抗します。フィルター回路で使用すると、ソレノイドに到達することからの周波数干渉をブロックできます。一般的な構成は、特定の方法で接続されたインダクタとコンデンサで構成されるLCフィルターです。このタイプのフィルターは、EMIとRFIの両方を減らすのに非常に効果的です。

PCB設計上の考慮事項

ソレノイドがプリント回路基板（PCB）の一部である場合、PCBの設計はEMI/RFI抵抗に大きな影響を与える可能性があります。

• トレースルーティング：PCBのトレースをルーティングするときは、できるだけ短くしてください。長い痕跡はアンテナのように機能し、外部干渉を拾います。また、電源トレースを信号トレースから分離してみてください。これにより、電力線からの干渉が信号線に影響を与える可能性があるクロス - トークの可能性が減ります。
• 地上飛行機：PCB上の大きな連続接地面は、EMI/RFIの削減に役立ちます。接地面は、流れへの干渉のための低インピーダンスパスを提供します。また、ボードの電圧レベルを安定させるのにも役立ちます。接地面がソレノイドの地上端子に適切に接続されていることを確認してください。

ソフトウェアソリューション（該当する場合）

場合によっては、ソレノイドがマイクロコントローラーまたはデジタルシステムによって制御されている場合、ソフトウェアソリューションを使用してEMI/RFI耐性を改善できます。

• デバウンドアルゴリズム：debouncingアルゴリズムは、干渉によって引き起こされる不安定な信号に対処するのに役立ちます。これらのアルゴリズムは、短い期間、高周波数ノイズをフィルタリングします。彼らは、ソレノイドが有効な長期シグナルにのみ応答することを保証します。たとえば、特定のデジタル入力が高くなったときにソレノイドが開くことになっている場合、debouncingアルゴリズムは短期間待機して、高い信号が干渉の結果ではないことを確認します。

製品の推奨事項

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結論

120ボルトソレノイドのEMI/RFI耐性を改善することは、多面的なタスクです。これには、シールド、フィルタリング、適切なPCB設計、時にはソフトウェアソリューションの組み合わせが含まれます。これらの戦略を実装することにより、電磁および無線の周波数干渉が高い環境であっても、ソレノイドがスムーズかつ確実に動作するようにすることができます。

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参照

• ヘンリー・W・オットによる電磁互換性エンジニアリング
• Terry A. Lipoによる電気工学ハンドブック