监控用电力仪表的电磁兼容设计

5结构级、PCB级设计

结构上需要考虑静电放电、射频电磁场辐射、辐射发射三项EMC试验项目，下面主要以因结构限制，在PCB设计中常出现的一些问题进行分析。

常见问题一，仪表因自身结构紧凑，内部常由几块PCB构成，PCB之间通过插针、互联排线等连接，如何进行EMI防护？

这些都是EMC最为脆弱的环节，当连线长度与干扰频率的波长可比拟时，既容易接收到外界的干扰，也容易将内部干扰带出产品，引起EMI超标。

设计时可从以下三方面着手解决：①对插针中传递的信号进行滤波；②尽量减少插针、互联排线的长度（从工艺角度可将其捆扎）；③增加地针数目，最好采用"地--信号1--地--信号2--地--信号3--地"方式，减少信号的回路面积，降低不同PCB之间的Zgnd.常见问题二，针对液晶显示屏，LED指示灯，孔缝等如何进行静电ESD防护？

在设计中建议对液晶显示屏采取透明材料绝缘处理，或增大与内部电路的放电距离。

PCB布线时应注意：①滤波器设计时不要让输入输出分开，避免耦合，最好采用"一"或"L"型；②对关键芯片的敏感信号去耦时，去耦电容应紧靠其管脚，以减小回路面积；③敏感信号不能从晶振底部穿越，也不能离靠近仪表端口，长距离传输时，应注意采用包地方式；④尽量缩短关键信号的传递路径距离，采用伴地设计时，注意增加地过孔的数目；⑤注意不要让敷地存在地割裂情况；⑥通过增加距离来降低相信号通道间的空间耦合；⑦通过正交来解决PCB顶层和底层信号的相互影响；⑧模拟地和数字地在一点处连接，A/D通常视作模拟器件。

常见问题三，如何"接地"？一个产品只有一个接地点。因而，对于接地点位置的选择十分重要，设计时应保证接地点位于干扰信号注入端口且具有低的接地阻抗，通过电容可对共模干扰信号能进行旁路。若仪表端口设计时预留了一个接地端子，可以是前端三相四线输入电压（La、Lb、Lc、N）的保护地PE，也可以是其交流工作电源（L、N）的保护地PE或者还有可能是RS485通讯（A、B）的保护地PE/屏蔽地FG.地设计时还应保证这个地是干净的地，即EMC中所述的"静地"。当地不干净时，共模干扰信号可能会从地反窜流入信号造成地污染，所以结构设计和PCB设计时，常用做法是在端口预留一块铜箔，让其与内部其它信号分割开来，且留有一定的距离（安全要求考虑）。

6结束语

电子产品在进行功能设计时，就需要进行电磁兼容方面的考虑，电力监控用电力仪表也不例外。EMC设计需要从原理图、PCB和结构等方面进行综合考虑，并根据实际情况进行相互调整，这样才能最大程度的降低EMC风险，减少EMC整改成本，最终满足相关标准的要求。