硬件电路设计的EMC简单考虑
波器的位置,以备按需加减;
3)电与接地、高速信号线路及内部线缆的EMC设计;
PCB的EMC设计中也提到供电与接地、高速信号线路的EMC设计,此外,还应遵循以下内容:
a)芯片间使用低阻抗地连接(地平面),不同芯片供电脚间阻抗尽量小,芯片供电脚(意思是离芯片供电脚很近的供电线上)与地间接高频旁路电容,供电布线预留磁珠和贴片滤波器的位置,以备按需加减;
b) 布线、I/O排线的核心原则就是减小电流环面积S,布置排线的原理与印制板分层原理一样,关键电源线与其对应的地线相邻,所有的信号层特别是高速信号、时钟信号线与地线相邻,尽量避免两信号线相邻;
c) 为避免接地线长度过长(接近λ/4),可采用多点就近接地,接地线高频阻抗要小;
d) 减小电缆的天线效应及减小偶极子天线效应,跨线、I/O排线采用屏蔽性能好的线缆,内导线采用多股双绞线,使空间场互抵,屏蔽层可作为回线;
e) 机内采用屏蔽线防止感应噪声;
f) 滤波器的输入输出线应拉开距离,忌并行走线,以免影响滤波效果;
h) I/O接口注意高速电路阻抗匹配,减小、消除反射;
4) 屏蔽设计;
屏蔽好的要求有三:完整的电连续体;滤波措施;良好的接地。
对于信息技术IT类设备,当主板及配置选定的情况下,提高整机的屏蔽效果和各个部分的隔离效果非常重要,尤其个人计算机和液晶显示器。这里只说屏蔽设计:
a)计算机机壳内骚扰场强较大,机壳塑料部分未涂导电材料或所涂导电材料不佳,机箱有孔洞、缝隙,不
是一个完整电连续体,进出线滤波不好,最终都可导致辐射骚扰超出限值。机箱为了更好屏蔽电磁辐射,既能照顾到机箱的散热需求,又能有效地防止电磁波的衍射,开孔尺寸一般不超过4mm;
b) 根据产品实际进行屏蔽设计,端口、通风孔、孔洞、连接缝隙的屏蔽性都是值得考
虑的因素;
c) 液晶显示器为了更好屏蔽电磁辐射可以采用喷涂导电材料的外壳(接缝处要喷涂导电材料);
d) 为了将辐射减到最小,尽量使用通过了CQC (EMC方面)自愿认证的机箱;
e) 为保证机箱的密封性,要使用精密模具冲压成型,设计适当的弹点和卷边;
f) 变压器加静电屏蔽及接地等
5)输入/输出的滤波设计
电源线滤波和信号线滤波的重要性并不亚于机箱屏蔽,滤波关键是针对EMC要求,兼顾达标和经济的原则。在I/O接口部位,一般采用高频滤波效果好、安装简单的滤波连接器。在电缆上缠绕或套用铁氧体磁环也能起到一定的滤波吸波作用。设计或使用信号线滤波器时,滤波器的截止频率须高于电缆上要传输的信号频率。
a)传导骚扰问题处理的方法主要是低通滤波。在1MHz以上时,传导发射问题通常是由辐射发射的耦合而引起的,须综合运用抑制传导发射和辐射发射的技术措施,如屏蔽、去耦和滤波;
右图是一个高性能电源滤波电路,有二级共模和一级差模滤波,共模和差模骚扰抑制能力较强,适用于要求抑制较强骚扰发射的场合。
b)滤波电路的衰减性能与源和负载的阻抗关系很大,失配越大,滤波器衰减电磁骚扰的效果越好。大多数情况下,电源线表现为低阻抗,则滤波器的输入端应为高阻抗。另一方面,设备既可能为高阻抗,也可能为低阻抗。对于线性电源高阻抗,为获得阻抗失配,负载端应设计为低阻抗。对于开关电源和同步电机这样的低阻抗设备,负载端设计为高阻抗。
c) 减共模和差模电容,加减共模和差模线圈,调整电容参数和线圈匝数,共模和差模插入损耗对频率的曲线都可改变。滤波器的泄漏电流是指相线和中线与外壳地之间流过的电流。它主要取决于连接在相线与地和中线与地间的共模电容。
共模电容的容量越大,共模阻抗越小,共模骚扰抑制效果越好,但安全标准规定泄漏电流不能过大。
d) 电源滤波器安装位置应靠近电源线入口处,如能做成与接口一体化更好。对于金属屏蔽机箱,选用独立电源屏蔽滤波器,安装在电源线入口处,并确保滤波器外壳与设备机箱(地)良好电接触,这样的效果是最好的。滤波器接地通常固定在电缆出口处的公共地金属构件上。
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