产品内部的电磁兼容性设计

1 印刷电路板设计中的电磁兼容性 1.1 印刷线路板中的公共阻抗耦合问题数字地与模拟地分开，地线加宽。 1.2 印刷线路板的布局 ※对高速、中速和低速混用时，注意不同的布局区域。 ※对低模拟电路和数字逻辑要分离。 1.3 印刷线路板的布线（单面或双面板） ※专用零伏线，电源线的走线宽度≥1mm。 ※电源线和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电流达到均衡。 ※要为模拟电路专门提供一根零伏线。 ※为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间距离，在意安插一些零伏线作为线间隔离。 ※印刷电路的插头也要多安排一些零伏线作为线间隔离。 ※特别注意电流流通中的导线环路尺寸。 ※如有可能在控制线（于印刷板上）的入口处加接R-C去耦，以便消除传输中可能出现的干扰因素。 ※印刷弧上的线宽不要突变，导线不要突然拐角(≥90度)。 1.4 对在印刷线路板上使用逻辑电路有益建议 ※凡能不用高速逻辑电路的就不用。 ※在电源与地之间加去耦电容。 ※注意长线传输中的波形畸变。 ※用R-S触发的作按钮与电子线路之间配合的缓冲。 1.4.1 逻辑电路工作时，所引入的电源线干扰及抑制方法 1.4.2 逻辑电路输出波形传输中的畸变问题 1.4.3 按钮操作与电子线路工作的配合问题 1.5 印刷线路板的互连 主要是线间串扰，影响因素： ※直角走线 ※屏蔽线 ※阻抗匹配 ※长线驱动 2 开关电源设计中的电磁兼容性 2.1 开关电源对电网传导的骚扰与抑制 骚扰来源： ①非线性流。 ②初级电路中功率晶体管外壳与散热器之间的容光焕发 性耦合在电源输入端产生的传导共模噪声。 抑制方法： ①对开关电压波形进行“修整”。 ②在晶体管与散热器之间加装带屏蔽层的绝缘垫片。 ③在市电输入电路中加接电源滤波器。 2.2 开关电源的辐射骚扰与抑制 注意辐射骚扰与抑制 抑制方法： ①尽可能地减小环路面积。 ②印刷线路板上正负载流导体的布局。 ③在次线整流回路中使用软恢复二极管或在二极管上并 联聚酯薄膜电容器。 ④对晶体管开关波形进行“修整”。 2.3 输出噪声的减小 原因是二极管反向电流陡变及回路分布电感。二极管结电容等形成高频衰减振荡，而滤波电容的等效串联电感又削弱了滤波的作用，因此在输出改波中出现尖峰干扰解决办法是加小电感和高频电容。 3 设备内部的布线 3.1 线间电磁耦合现象及抑制方法对磁场耦合： ①减小干扰和敏感电路的环路面积最好办法是使用双绞线和屏蔽线。 ②增大线间距离（使互感减小）。 ③尽可有使干扰源线路与受感应线路呈直角布线。 对电容耦合： ①增大线间距离。 ②屏蔽层接地。 ③降低敏感线路的输入阻抗。 ④如有可能在敏感电路采用平衡线路作输入，利用平衡线路固有的共模抑制能力克服干扰源对敏感线路的干扰。 3.2 一般的布线方法： 按功率分类，不同分类的导线应分别捆扎，分开敷设的线 束间距离应为50～75mm。 4 屏蔽电缆的接地 4.1 常用的电缆 ※双绞线在低于100KHz下使用非常有效，高频下因特性阻抗不均匀及由此造成的波形反射而受到限制。 ※带屏蔽的双绞线，信号电流在两根内导线上流动，噪声电流在屏蔽层里流动，因此消除了公共阻抗的耦合，而任何干扰将同时感应到两根导线上，使噪声相消。 ※非屏蔽双绞线抵御静电耦合的能力差些。但对防止磁场感应仍有很好作用。非屏蔽双绞线的屏蔽效果与单位长度的导线扭绞次数成正比。 ※同轴电缆有较均匀的特性阻抗和较低的损耗，使从真流到甚高频都有较好特性。 ※无屏蔽的带状电缆。 最好的接线方式是信号与地线相间，稍次的方法是一根地、两根信号再一根地依次类推，或专用一块接地平板。 4.2 电缆线屏蔽层的接地 总之，将负载直接接地的方式是不合适的，这是因为两端接地的屏蔽层为磁感应的地环路电流提供了分流，使得磁场屏蔽性能 下降。 4.3 电缆线的端接方法 在要求高的场合要为内导体提供360°的完整包裹，并用同轴接头来保证电场屏蔽的完整性。 5 对静电的防护 静电放电可通过直接传导，电容耦合和电感耦合三种方式进入电子线路。 直接对电路的静电放电经常会引起电路的损坏，对邻近物体的放电通过电容或电感耦合，会影响到电路工作的稳定性。 防护方法： ①建立完善的屏蔽结构，带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地。 ②金属外壳接地可限制外壳电位的升高，造成内部电路与外壳之间的放电。 ③内部电路如果要与金属外壳相连时，要用单点接地，防止放电电流流过内部电路。 ④在电缆入口处增加保护器件。 ⑤在印刷板入口处增加保护环（环与接地端相连）。