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关于电池电路的PCB制作

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

我在你们TI视频上看到关于减小EMI方法,是不是增加PCB层数?多增加2层接地平面可以减小EMI? 我不是很清楚,请问具体怎么绘画PCB来减小EMI?

PCB与EMI有很重要的关系,但多层板不是灵丹妙药。如音频放大器,电源等,单层板也可以做的很好。

最重要的EMI影响力来自你自己,PCB只是载体。

PCB的层数不会随意增加,一般有单面板、双面板、四层板、六层板、八层板等几种层数。

四层板结构一般为:一层信号层、二层地层、三层电源层、四层信号层。

多层板适当地增加地层对改善EMI有帮助。

使用TI的charger时,可以参考其EVM的User's Guide来绘画PCB。比如bq24295EVM User's Guide等,里面有PCB每个层的布线图、都详细说明了降低EMI的layout注意事项。

请问下。我设计的板子,有6快TI的电压转换芯片,有都是144引脚的DSP和 FPGA啊,应该有几层啊?要是是6层的啊,能不能给个建议

请问下 在多层PCB板中 模拟电层与数字地层应该怎么连接?以什么方式和形式连接起来啊?

有个叫XP的(二楼)讲的不错,PCB只是载体,不是根本。

而通过PCB的设计来抑制噪声的方法可以从以下几点来实现:

1在走线时,开关环路和输出整流环路的面积要尽可能小

2在环路的载流线旁边走条地线

3电源层和地层分开放

4减少在地层走线

有个叫XP的(二楼)讲的不错,PCB只是载体,不是根本。

而通过PCB的设计来抑制噪声的方法可以从以下几点来实现:

1在走线时,开关环路和输出整流环路的面积要尽可能小

2在环路的载流线旁边走条地线

3电源层和地层分开放

4减少在地层走线

多少层板只是布线的需要,一般在简单电路中单层板或者双层板就够了,复杂的电路就需要布更多层。而EMI,主要是通过地线的铺设来减小的,就单面布板而言,往往大范围的铺地可以降低EMI

如果想通过PCB,尽量减小EMI,那么要注意的点还是很多的。

1、例如滤波环路、功率环路、输出环路、反馈环路要面积尽可能的小E=1.3ISF/D,这是环路产生辐射的公式,很直观的表明要减小环路面积。

2、PCB的接地点也是一个很重要的点,不要形成地环路。

3、在敏感器件,例如晶振、MOS、芯片类的地步不要布线,否则会通过耦合电容,信号线变成辐射天线,那EMI。。。。。不忍直视。

多增加两层PCB接地层,确实可以减小改善EMI特性,但是这样会让成本增加很多,往往是得不偿失的。

减小EMI有很多方法,网上有很多的讲解与教程。

主要可以通过以下几个方面: 1:缩小高频回路。(例如BOOST电路中的MOSFET,DIODE,CAP构成的高频环)。

2:镜像高频回路。(镜像电流可以让干扰相互抵消掉)。

3:注意接地层与接地走线。(接地走线非常关键。)

在设计PCB布线时,要如何消除磁通线呢?目前有许多技巧可供参考,但是它们不是全部都和消除磁通线有直接关系,简述其中的一些技巧如下:
●多层板具有正确的多层设置(stackup assignment)和阻抗控制。
●将频率走线(clock trace)绕到回传路径接地平面(多层PCB)、接地网格(ground grid)的附近,单侧和双侧板可以使用接地走线,或安全走线(guard trace)。
●将组件的塑料封装内部所产生的磁通线,捕捉到0V的参考系统中,以降低组件的辐射量。
●警慎选择逻辑组件,尽量减少组件和走线所辐射的射频频谱分布量。可以使用讯号缘变化率(edge rate)比较慢的装置。
●藉由降低射频驱动电压(来自频率产生电路,例如:TTL/CMOS),来降低走在线的射频电流。
●降低接地噪声电压,此电压存在于供电和接地平面结构中。
●当必须推动最大电容负载,而所有装置的脚位同时切换时,组件的去耦合(decoupling)电路必须充足。
●必须将频率和讯号走线做妥善的终结,以避免发生阻尼振荡(ringing)、电压过高(overshoot)、电压过低(undershoot)。
●在选定的网络上,使用数据线路滤波器和共模扼流圈(common-mode choke)。
●当有提供外部I/O缆线时,必须正确地使用旁路(非去耦合)电容。
●为会辐射大量的共模式射频能量(由组件内部产生)之组件,提供一个接地的散热器(heatsink)。

检视上面所列的项目,可以知道, 磁通线只是「在PCB内会产生EMI」的部份原因而已。其它原因还有:
●在电路和I/O缆线之间,有共模和差模(differential mode)电流存在。
●接地回路会产生一个磁场结构。
●组件会辐射。
●阻抗不匹配。

请注意,大多数的EMI辐射是由共模准位产生的。在电路板或电路中,这些共模准位可能会被转变成最小的场。

结语

要消除PCB中的EMI,必须先从消除磁通量开始。但是,这是「说比做容易」,因为射频能量是看不见、闻不着的。不过,藉由寻找射频电流的位置与流动方向,并采用本文所介绍的几项技巧,以及参照Maxwell方程式、Kirchhoff和Ampere定律,就可以逐渐缩小可疑的区域,找出正确的EMI位置,并消除它。

EMI是个系统工程。

一般电流或者电压不连续的节点容易造成干扰,比如充电电路中,一般是buck电路。

buck电路输入电流不连续,所以输入功率回路一定要小。就是由输入电容,一定要尽可能的靠近芯片的输入和芯片的接地。

对于开关节点,注意保持面积最小,因为这个节点的电压在突变,减小这个节点的寄生电容,有助于减小辐射。

很多时候,使用屏蔽的电感会有较好的效果。

非常感谢你,也很感谢你们公司。真心谢谢 。我差不多理解了。

注意PCBLAYOUT,注意GND的链接,注意ANALOG和DIGITAL的链接。

减小EMI有很多方法,但是有些方法不一定适合自己使用。要折衷的选取方案。

TI的视频里面介绍的不少。电池电路是高频功率电路,可以通过优化PCB和通过屏蔽来解决。

优化PCB是最好的方案,因为可以在不提高成本的情况下,获得最佳的性能。

具体的优化方法我再楼上提到过了。

在设计PCB布线时,要如何消除磁通线呢?目前有许多技巧可供参考,但是它们不是全部都和消除磁通线有直接关系,简述其中的一些技巧如下:
●多层板具有正确的多层设置(stackup assignment)和阻抗控制。
●将频率走线(clock trace)绕到回传路径接地平面(多层PCB)、接地网格(ground grid)的附近,单侧和双侧板可以使用接地走线,或安全走线(guard trace)。
●将组件的塑料封装内部所产生的磁通线,捕捉到0V的参考系统中,以降低组件的辐射量。
●警慎选择逻辑组件,尽量减少组件和走线所辐射的射频频谱分布量。可以使用讯号缘变化率(edge rate)比较慢的装置。
●藉由降低射频驱动电压(来自频率产生电路,例如:TTL/CMOS),来降低走在线的射频电流。
●降低接地噪声电压,此电压存在于供电和接地平面结构中。
●当必须推动最大电容负载,而所有装置的脚位同时切换时,组件的去耦合(decoupling)电路必须充足。
●必须将频率和讯号走线做妥善的终结,以避免发生阻尼振荡(ringing)、电压过高(overshoot)、电压过低(undershoot)。
●在选定的网络上,使用数据线路滤波器和共模扼流圈(common-mode choke)。
●当有提供外部I/O缆线时,必须正确地使用旁路(非去耦合)电容。
●为会辐射大量的共模式射频能量(由组件内部产生)之组件,提供一个接地的散热器(heatsink)。

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