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电源PCB设计与EMC的关联超详细分析

时间:03-25 来源:网络整理 点击:

都需要清晰标出;

  再次重申实际安规距离跟实际输入电压相关以及工作环境有关,需要查表具体计算,提供数据仅供参考,以实际场合为准。

  5、PCB设计之安规考虑其它因素

  明白自己产品做什么认证,属于什么产品种类,比如医疗,通信,电力,TV等各不相同,但也有很多相通的地方。

  安规中与PCB布板紧密的地方,了解绝缘的特点,哪些地方是基本绝缘,哪些地方是加强绝缘,不同标准绝缘距离是不一样的。最好是会查标准,并且会计算电气距离,爬电距离。

  产品的安规器件重点注意,比如变压器磁性与原副边关系;

  散热器与周边距离问题,散热器接的地不一样绝缘情况也不一样,接大地还是冷地,热地绝缘也布一样。

  保险的距离特别注意,要求最严格地方。保险丝前后距离布一致。

  Y电容与漏电流,接触电流关系。

  等等,后续会详细说明距离该怎么留,如何做好安规要求。

  6、PCB设计之电源布局

  首先衡量PCB尺寸与器件数量,做到疏密有致,要不然一块密,一块稀疏很难看。

  将电路模块化,以核心器件为中心,关键器件优先放的原则一次放置器件。

  器件呈垂直或水平防置,一是美观,二是方便插件作业,特殊情况可以考虑倾斜。

  布局时需要考虑到走线,摆放到最合理位置方便后续走线。

  布局时尽可能减小环路面积,四大环路后面会详解到。

  做到上述几点,当然要灵活运用,比较合理的布局很快就会诞生。

  下面是我画的第一块处女PCB板,好多年前的事情,当时非常的艰苦完成的,中间可能有小问题,不过大体布局还是值得学习的:

  此图功率密度还是比较高,其中LLC的控制部分,辅助源部分以及BUCK电路驱动(大功率多路输出)部分在小板上,就没拿出来,看看主功率方面的布局特点吧:

  输入输出端子是固定死的,不能动,板子是长方形的,主功率流向如何去选择? 这里采用由下至上,由左及右的方式来布局,散热是依靠外壳。

  EMI电路还是清晰的流向,这点很重要,要不混乱了不美观也对EMC不好。

  大电容的位置尽量考虑到了PFC环路以及LLC主功率环路;

  副边的电流比较大,为了走电流,以及整流管散热,采用了这样的布局,整流管在上,BUCK电路MOS管在下,散热分散效果好;大功率的顶层一般走负,底层走正。

  每个板子有自己的特点,当然也有自己的难处,如何合理解决是关键,大家从中能理解布局合理选取的含义吗?

  7、PCB实例赏析

  可以根据之前谈论的PCB布局要点,检视此板,是否做的很到位,我认为是做到比较好的地方了,当然瑕疵总会有,也可以提出来,单面板如此紧凑能做到这样已实属不易了,可以借此板学习讨论!后面还会针对此板讲解学习,大家先欣赏下。

  8、PCB设计之四大环路认识:(PCB布局的基本要求就是四大环路面积小)

  补充一下,吸收环路(RCD吸收以及MOS管的RC吸收,整流管的RC吸收)也很重要,也是产生高频辐射的环路,对上图有任何疑问,都欢迎讨论,不怕任何质疑,只要是针对问题的质疑,一起讨论学习才能更大的进步!

  9、PCB设计之热点(浮动电位点)及地线:

  注意事项:

  针对热点,一定要特别注意(高频开关点),是高频辐射点,布局走线对EMC影响很大。

  热点构成的环路小,走线短,并且走线不是越粗越好,而是够走电流够用就好。

  地线要单点接地。主功率地和信号地分开,采样地单独走。

  散热器的地需要接主功率地。

  10、EMC整改心得体会

  均为个人理解,或许与传统资料教材有差异,请自己斟酌,反正我觉得很多通用的教材结果没我自己总结的使用,自夸了。想说的很多,可能有些乱,都是实践出来的!

  一.EMC产生以及测试时测得的结果如何去理解:简单来说就是如何对症下药,很多情况拿到第一轮测试结果,怎么将结果和电源去对照分析;主题思路如下:

1.针对传导,测试范围标准15K-30M,常见的EN55022是150K起。传导的源头是怎么产生的呢?针对低频,主要是开关频率以及其倍频(后续有图解),这种从源头是无法解决的,开关频率是无法消除的,当然你可以改变开关频率,那也只是将测试结果移动了,并没有真正意义上消除。只能通过滤波器来解决,一般来说对于低频采用R10K这种高磁通材质有很好的效果,磁环大小跟你功率有关系,一般达到10MH感量,甚至更大到20MH,配合Y电容一般能很好解决,低频不是难点;真正的难点是高频,个人认为,高频的起因就复杂多了,有开关导致,有变压器可能,也有电感的可能,也就就是一切存在开关状态的地方都可能存在(怎么判断具体位置,后续讲解),这里需要一番摸索

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