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开关电源印制板EMC辅助设计的软件方法

时间:02-12 来源:互联网 点击:

示布置,经屏蔽电缆与频谱分析仪HP8590L相连测量干扰信号。整个装置放入屏蔽盒中。图3是表1中No.5布线方案的设计尺寸和测量结果,图4是表1中No.7布线方案的设计尺寸和测量结果。比较表1中No.5的耦合系数776.35和No.7的耦合系数1432.9就知道No.7中的敏感导线要比No.5中的敏感导线接收到更多的干扰,图3(b)、4(b)的实验结果证实了这一点。

4软件框架

  软件设计的最初思想是想摆脱PCB的“trial&error”传统设计方法,希望软件能在PCB设计过程中

图2试验布置图

 

(a)布线尺寸

(b)受扰信号频谱

图3No.5布线的尺寸和干扰测量结果

(a)布线尺寸

(b)受扰信号频谱

图4No.7号布线的尺寸和干扰测量结果

就给出必要的干扰分布信息,以期在PCB设计的早期阶段就把干扰抑制在尽可能低的水平。

  设计工作主要包括两大步骤:初步辅助设计和仿真论证设计。在初步设计阶段,计算机首先根据电路中各节点的dv/dt的大小识别干扰源,计算干扰源的干扰分布图并显示在屏幕上供参考。根据干扰分布图把敏感电路放在干扰较弱的区域,这样可以降低敏感电路的受扰程度[3]。同时可以根据实时的耦合系数计算值及时地调整敏感电路的大小、形状,在PCB设计的初期阶段就尽量把干扰耦合降低。整块PCB设计完成后,进入仿真设计阶段。利用有限元技术提取PCB的杂散参数,建立分布参数等效电路,放入电路仿真软件包Pspice或Saber,可以计算出可能的干扰水平,与EMC标准规定的干扰容许限值比较。整个软件设计框图如图5所示。

图5PCB辅助EMC设计软件框图

5结论

  印制板的杂散参数对开关电源的EMC有很大的影响,合适的布线对减小印制电路间的干扰非常关键。根据干扰强度分布图进行PCB的布线设计,可以把敏感的电路放在干扰较弱的区域。精确的杂散电容计算需要很长的计算时间,而耦合系数可以实时地显示导线间的耦合程度,大大缩短了计算时间、辅助布线设计。计算和实验结果都证实了这一点。新的软件辅助设计思想为印制板的设计提供了新思路。

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