《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > PCB板中的EMC設(shè)計(jì)
PCB板中的EMC設(shè)計(jì)
摘要: PCB板中的EMC設(shè)計(jì)應(yīng)是任何電子器件和系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的一部分,它遠(yuǎn)比試圖使產(chǎn)品達(dá)到EMC的其他方法更節(jié)約成本。電磁兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是對電磁干擾源的研究,,從電磁干擾源處控制其電磁發(fā)射是治本的方法,。控制干擾源的發(fā)射,,除了從電磁干擾源產(chǎn)生的機(jī)理著手降低其產(chǎn)生電磁噪聲的電平外,還需廣泛地應(yīng)用屏蔽(包括隔離)、濾波和接地技術(shù),。
關(guān)鍵詞: EMC|EMI PCB EMC 電源
Abstract:
Key words :

PCB板中的EMC設(shè)計(jì)應(yīng)是任何電子器件和系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的一部分,它遠(yuǎn)比試圖使產(chǎn)品達(dá)到EMC的其他方法更節(jié)約成本,。電磁兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是對電磁干擾源的研究,,從電磁干擾源處控制其電磁發(fā)射是治本的方法,。控制干擾源的發(fā)射,,除了從電磁干擾源產(chǎn)生的機(jī)理著手降低其產(chǎn)生電磁噪聲的電平外,,還需廣泛地應(yīng)用屏蔽(包括隔離)、濾波和接地技術(shù),。

EMC的主要設(shè)計(jì)技術(shù)包括電磁屏蔽方法,、電路的濾波技術(shù)以及應(yīng)特別注意的接地元件搭接的接地設(shè)計(jì)。

一,、PCB板中的EMC設(shè)計(jì)金字塔
如圖9-4所示為器件和系統(tǒng)EMC最佳設(shè)計(jì)的推薦方法,,這是一個金字塔式圖形。
首先,,優(yōu)秀的EMC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是良好的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)原則的應(yīng)用,。這其中包括可靠性考慮,比如在可接受的容限內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范的滿足,、好的組裝方法以及各種正在開發(fā)的測試技術(shù),。

一般來說,驅(qū)動當(dāng)今電子設(shè)備的裝置要安裝在PCB上,。這些裝置由具有潛在干擾源以及對電磁能量敏感的元件和電路構(gòu)成,。因此,PCB的EMC設(shè)計(jì)是EMC設(shè)計(jì)中的下一個最重要的問題,。有源元件的位置,、印制線的走線、阻抗的匹配,、接地的設(shè)計(jì)以及電路的濾波均應(yīng)在EMC設(shè)計(jì)時加以考慮,。一些PCB元件還需要進(jìn)行屏蔽。

再次,,內(nèi)部電纜一般用來連接PCB或其他內(nèi)部子組件,。因此,包括走線方法和屏蔽的內(nèi)部電纜EMC設(shè)計(jì)對于任何給定器件的整體EMC來說是十分重要的,。
 


在PCB的EMC設(shè)計(jì)和內(nèi)部電纜設(shè)計(jì)完成以后,,應(yīng)特別注意機(jī)殼的屏蔽設(shè)計(jì)和所有縫隙、穿孔和電纜通孔的處理方法,。
最后,,還應(yīng)著重考慮輸入和輸出電源以及其他電纜的濾波問題。

二,、電磁屏蔽
屏蔽主要運(yùn)用各種導(dǎo)電材料,,制造成各種殼體并與大地連接,以切斷通過空間的靜電耦合,、感應(yīng)耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲傳播途徑,,隔離主要運(yùn)用繼電器,、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲以傳導(dǎo)形式的傳播途徑,其特點(diǎn)是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來,,切斷通過阻抗進(jìn)行耦合的可能,。

屏蔽體的有效性用屏蔽效能(SE)來表示(如圖9-5所示),屏蔽效能的定義為:
 

電磁屏蔽效能與場強(qiáng)衰減的關(guān)系如表9-1所列,。



屏蔽效能越高,,每增加20dB的難度越大。民用設(shè)備的機(jī)箱一般僅需要40dB左右的屏蔽效能,,而軍用設(shè)備的機(jī)箱一般需要60dB以上的屏蔽效能,。
具有較高導(dǎo)電、導(dǎo)磁特性的材料可以作為屏蔽材料,。常用的屏蔽材料有鋼板,、鋁板、鋁箔,、銅板,、銅箔等。隨著對民用產(chǎn)品電磁兼容性要求的嚴(yán)格化,,越來越多的廠家采取在塑料機(jī)箱上鍍鎳或銅的方法來實(shí)現(xiàn)屏蔽,。

PCB設(shè)計(jì),請聯(lián)系020-89811835

三、濾波
濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術(shù),,為電磁噪聲提供一低阻抗的通路,,以達(dá)到抑制電磁干擾的目的。切斷干擾沿信號線或電源線傳播的路徑,,與屏蔽共同構(gòu)成完善的干擾防護(hù),。例如,電源濾波器對50Hz的電源頻率呈現(xiàn)高阻抗,,而對電磁噪聲頻譜呈現(xiàn)低阻抗,。

按照濾波對象的不同,濾波器分為交流電源濾波器,、信號傳輸線濾波器和去耦濾波器。按照濾波的頻帶,,濾波器可以分為低通,、高通、帶通,、帶阻四類濾波器,。
 


四、電源,、接地技術(shù)
無論是信息技術(shù)設(shè)備還是無線電電子,、電氣產(chǎn)品,,都要有電源供電。電源有外電源和內(nèi)電源之分,,電源是典型的也是危害嚴(yán)重的電磁干擾源,。如電網(wǎng)的沖擊,尖峰電壓可高達(dá)千伏以上,,會給設(shè)備或系統(tǒng)帶來毀滅性的破壞,。另外,電源干線是多種干擾信號侵入設(shè)備的途徑,。因此,,電源系統(tǒng),特別是開關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì),,是部件級設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),。其措施多種多樣,諸如供電電纜直接從電網(wǎng)總閘引出,,電網(wǎng)引出的交流經(jīng)穩(wěn)壓,、低通濾波、電源變壓器繞組間的隔離,、屏蔽以及浪涌抑制和過壓過流保護(hù)等,。

接地包括接地、信號接地等,。接地體的設(shè)計(jì),、地線的布置、接地線在各種不同頻率下的阻抗等,,不僅涉及產(chǎn)品或系統(tǒng)的電氣安全,,而且關(guān)聯(lián)著電磁兼容和其測量技術(shù)。

良好的接地可以保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)的正常操作以及人身安全,,可以消除各種電磁干擾和雷擊等,。所以接地設(shè)計(jì)是非常重要的,但也是難度較大的課題,。地線的種類很多,,有邏輯地、信號地,、屏蔽地,、保護(hù)地等。接地的方式也可分單點(diǎn)接地,、多點(diǎn)接地,、混合接地和懸浮地等。理想的接地面應(yīng)為零電位,,各接地點(diǎn)之間無電位差,。但實(shí)際上,,任何“地”或接地線都有電阻。當(dāng)有電流通過時,,就會產(chǎn)生壓降,,使地線上的電位不為零,兩個接地點(diǎn)之間就會存在地電壓,。當(dāng)電路多點(diǎn)接地,,并有信號聯(lián)系時,就將構(gòu)成地環(huán)路干擾電壓,。因此,,接地技術(shù)十分講究,如信號接地與電源接地要分開,,復(fù)雜電路采用多點(diǎn)接地和公共地等,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。