PCB soğutucuların besleme noktasına göre elektromanyetik girişim davranışlarının 1-10 GHz bandında deneysel olarak incelenmesi

Abstract

PCB devre elemanlarının çalışma frekanslarındaki artış sonucu devrenin minyatürleşmesi, ortamdaki ısı miktarını daha fazla arttırır. Artan ısı miktarının transferi için metal soğutucular yaygın olarak kullanılır. Ancak soğutucular, belli frekanslarda yayılan elektromanyetik (EM) emisyona neden olurlar. Bu emisyon, soğutucu çevresindeki devre elemanlarının çalışma performansını olumsuz etkiler. Bu çalışmada, eşit taban alanına sahip dikdörtgen ve dairesel soğutuculardaki farklı besleme noktalarının, EM davranışları üzerindeki etkisi 1-10 GHz bandında incelenmiştir. Yansıma katsayısı, EM emisyon, normalize ışıma örüntüsü, ve E-alan dağılımları elde edilmiştir. Benzetim ve ölçüm sonuçları birbirleriyle uyumludur. Dikdörtgen soğutucuda 1. ve 2. besleme noktaları için ilk rezonans frekansı 3 GHz olup bu frekanstaki yansıma katsayısı değerleri sırasıyla -10,1 ve -12,3’dür. Dairesel soğutucuda 3. ve 4. besleme noktaları için ilk rezonans frekansı 2,2 GHz olup bu frekanstaki yansıma katsayısı değerleri sırasıyla -14,9 ve -17,3’dür. Ayrıca, dairesel soğutucularda 1,3-3,9 GHz ve 5,8-10 GHz frekans bantlarında 1. besleme noktası için yayılan emisyon, diğer besleme noktalarına göre ~2-8 dBmV/m daha az olduğu için tercih edilmelidir. Dikdörtgen soğutucularda 1-2 GHz ve 6-10 GHz frekans bantlarında 1. ve 2. besleme noktası için yayılan emisyon ~5-6 dBmV/m daha az olduğu için tercih edilmelidir. Sonuç olarak, her iki soğutucu merkezden beslendiğinde daha az emisyon yaydığı için elemanların soğutucu merkezine yerleştirilmesi önerilir.