有pcb和硬件pcb设计设计基础,如何学习EMC EMI?

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EMC产生与解决
中心议题: * * * * * * * * 开关电源 EMC 的产生机理及其传播途径 开关管、整流二极管的振荡会产生较强的干扰 开关电源 EMI 的特点 使输入和输出端远离噪音元件 使噪音元件远离外壳边缘 保持屏蔽体和散热片远离变压器。 调整优化阻尼电阻值 防止 EMI 滤波电感饱和等解决方案:开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径 功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(EMI)的主要原因。开关频率的提高一方 面减小了电源的体积和重量,另一方面也导致了更为严重的 EMI 问题。开关电源工作时,其内部的电 压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的,因此,开关电源本身是一个噪声发生源。开关电 源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为 传导干扰和辐射干扰两种。 使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪 声发生源,或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。现在按噪声干扰源来分别说明: 1、二极管的反向恢复时间引起的干扰 交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压,经电容平滑后变为直流,但电容电流的波形不 是正弦波而是脉冲波。由电流波形可知,电流中含有高次谐波。大量电流谐波分量流入电网,造成对 电网的谐波污染。另外,由于电流是脉冲波,使电源输入功率因数降低。 高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止 时,由于 PN 结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致 使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。 2、开关管工作时产生的谐波干扰 功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在 阻 性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐 波干 扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生 尖峰干 扰。 3、交流输入回路产生的干扰 无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。 开关电源产生 的尖峰干扰和谐波干扰能量, 通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而 谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产 生的干扰称为辐射干扰。 4、其他原因 元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布 置, 具有很大的随意性,PCB 的近场干扰大,并且印刷板上器件的安装、放置,以及方位的不合理都会造 成 EMI 干扰。这增加了 PCB 分布参数的提取和近场干扰估计的难度。 Flyback 架构 noise 在频谱上的反应 0.15 MHz 处产生的振荡是开关频率的 3 次谐波引起的干扰。 0.2 MHz 处产生的振荡是开关频率的 4 次谐波和 Mosfet 振荡 2(190.5KHz)基波的迭加,引起的干 扰;所以这部分较强。 0.25 MHz 处产生的振荡是开关频率的 5 次谐波引起的干扰; 0.35 MHz 处产生的振荡是开关频率的 7 次谐波引起的干扰; 0.39 MHz 处产生的振荡是开关频率的 8 次谐波和 Mosfet 振荡 2(190.5KHz)基波的迭加引起的干扰; 1.31MHz 处产生的振荡是 Diode 振荡 1(1.31MHz)的基波引起的干扰; 3.3 MHz 处产生的振荡是 Mosfet 振荡 1(3.3MHz)的基波引起的干扰; 开关管、整流二极管的振荡会产生较强的干扰 设计开关电源时防止 EMI 的措施: 1.把噪音电路节点的 PCB 铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极,初次级绕组的节点, 等。 2.使输入和输出端远离噪音元件,如变压器线包,变压器磁芯,开关管的散热片,等等。 3. 使噪音元件(如未遮蔽的变压器线包,未遮蔽的变压器磁芯,和开关管,等等)远离外壳边缘, 因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。 4. 如果变压器没有使用电场屏蔽,要保持屏蔽体和散热片远离变压器。 5. 尽量减小以下电流环的面积:次级(输出)整流器,初级开关功率器件,栅极(基极)驱动线路, 辅助整流器。 6.不要将门极(基极)的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。 7.调整优化阻尼电阻值,使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。 8. 防止 EMI 滤波电感饱和。 9.使拐弯节点和 次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。 10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。 11.使高频输入的 EMI 滤波器靠近输入电缆或者连接器端。 12.保持高频输出的 EMI 滤波器靠近输出电线端子。 13. 使 EMI 滤波器对面的 PCB 板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。 14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。 15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。 16.在输出 RF 滤波器两端并联阻尼电阻。 17.在 PCB 设计时允许放 1nF/ 500 V 陶瓷电容器或者还可以是一串电阻,跨接在变压器的初级的静端 和辅助绕组之间。 18.保持 EMI 滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。 19.在 PCB 面积足够的情况下, 可在 PCB 上留下放屏蔽绕组用的脚位和放 RC 阻尼器的位置,RC 阻尼 器可跨接在屏蔽绕组两端。 20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器(米勒电容, 10 皮法/ 1 千伏电容)。 21.空间允许的话放一个小的 RC 阻尼器在直流输出端。 22. 不要把 AC 插座与初级开关管的散热片靠在一起。 开关电源 EMI 的特点 作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干 扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器, 相对于数字电路干扰源的位置较 为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷 线路板 (PCB)走线通常采用手工布线, 具有更大的随意性,这增加了 PCB 分布参数的提取和近场干扰 估计的难度。 1MHZ 以内----以差模干扰为主,增大 X 电容就可解决 1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并一系列 X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标 并解决; 5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕 2 圈会对 10MHZ 以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于 25--30MHZ 不过可以采用加大对地 Y 电容、在变压 器外面包铜皮、改变 PCB LAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕 10 圈、在输出整流 管两端并 RC 滤波器. 30---50MHZ 普遍是 MOS 管高速开通关断引起,可以用增大 MOS 驱动电阻,RCD 缓冲电路采用 1N4007慢管,VCC 供电电压用 1N4007 慢管来解决. 100---200MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠 100MHz-200MHz 之间大部分出于 PFC MOSFET 及 PFC 二极管,现在 MOSFET 及 PFC 二极管串磁珠有效果, 水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了。 开关电源的辐射一般只会影响到 100M 以下的频段.也可以在 MOS,二极管上加相应吸收回路,但效率 会有所降低。 1MHZ 以内----以差模干扰为主 1.增大 X 电容量; 2.添加差模电感; 3.小功率电源可采用 PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。 1MHZ---5MHZ---差模共模混合 采用输入端并联一系列 X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决, 1.对于差模干扰超标可调整 X 电容量,添加差模电感器,调差模电感量; 2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制; 3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如 FR107 一对普通整流二极管 1N4007。 5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。 对于外壳接地的, 在地线上用一个磁环串绕 2-3 圈会对 10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧 贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。 20--30MHZ 1.对于一类产品可以采用调整对地 Y2 电容量或改变 Y2 电容位置; 2.调整一二次侧间的 Y1 电容位置及参数值; 3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。 4.改变 PCB LAYOUT; 5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感; 6.在输出整流管两端并联 RC 滤波器且调整合理的参数; 7.在变压器与 MOSFET 之间加 BEAD CORE; 8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。 9. 可以用增大 MOS 驱动电阻. 30---50MHZ 普遍是 MOS 管高速开通关断引起 1.可以用增大 MOS 驱动电阻; 2.RCD 缓冲电路采用 1N4007 慢管; 3.VCC 供电电压用 1N4007 慢管来解决; 4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感; 5.在 MOSFET 的 D-S 脚并联一个小吸收电路; 6.在变压器与 MOSFET 之间加 BEAD CORE; 7.在变压器的输入电压脚加一个小电容; 8.PCB 心 LAYOUT 时大电解电容,变压器,MOS 构成的电路环尽可能的小; 9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。 50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起 1.可以在整流管上串磁珠; 2.调整输出整流管的吸收电路参数; 3.可改变一二次侧跨接 Y 电容支路的阻抗,如 PIN 脚处加 BEAD CORE 或串接适当的电阻; 4.也可改变 MOSFET,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡 MOSFET; 铁夹卡 DIODE,改变 散热器的接地点)。 5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射. 200MHZ 以上 开关电源已基本辐射量很小,一般可过 EMI 标准。 EMC 测试主要分类有: 1.EMI(Electro-Magnetic Interference)---电磁骚扰测试(干扰) 此测试之目的为:检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共电网以及其他正常工作之 电器产品的影响。 EMI 测试主要包含什么内容? ?Radiated Emission -辐射骚扰测试 ?Conducted Emission-传导骚扰测试 ?Harmonic-谐波电流骚扰测试 ?Flicker-电压变化与闪烁测试 2. EMS(Electro-Magnetic Susceptibility)---电磁抗扰度测试(抗干扰能力) 此测试之目的为:检测电器产品能否在电磁环境中稳定工作,不受影响。 EMS 测试主要包含什么内容? ?ESD-静电抗扰度测试 ?RS-射频电磁场辐射抗扰度测试 ?CS-射频场感应的传导骚扰抗扰度测试 ? DIP-电压暂降,短时中断和电压变化抗扰度测试 ?SURGE-浪涌(冲击)抗扰度测试 ?EFT-电快速瞬变脉冲群抗扰度测试 ?PFMF-工频磁场抗扰度测试 杂散定义:指用标准测试信号调制时在除载频和由于正常调制和切换瞬态引起的边带及邻道以外离散频率上的辐射 (既远端辐射)。 杂散辐射按其来源可分为传导型和辐射型两种。 传导杂散:指在天线的接头处 50 欧姆负载上测得的任意离散信号的电平功率。 辐射杂散:测试设备的机壳、结构及互连电缆引起的杂散骚扰。测试条件首选在电波暗室内进行,或是在户外进行EMC 测试标准 测试项目 静电 ESD 辐射抗干扰(射频电磁场辐射抗扰度 测试)R/S 快速脉冲 EFT/B 雷击(浪涌)Surge 射频场感应传导骚扰抗扰度测试 C/S 工频磁场抗扰度试验 M/S 对应 IEC 标准 IEC
对应 EN 标准 EN
对应 GB 标准 GB/T 17626.2 GB/T 17626.3 GB/T 17626.4 GB/T 17626.5 GB/T 17626.6 GB/T17626.8 GB/T17626.11电压暂降、 短时中断和电压变化的抗 IEC
扰度试验 Dips 谐波 Harmonics 电压闪烁 Flicker IEC
GB 17625.1 GB 17625.2电磁兼容有 EMI 传导,辐射,EMS 雷击,静电,脉冲群,周波跌落。
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如何在PCB设计阶段处理好EMC/EMI问题
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如何在PCB设计阶段处理好EMC的问题?这是一个系统性的问题,不是那么好回答,在这里,我也只能回答个大概:EMC和SI、PI息息相关,可以从板级来尽量避免一些EMC问题的发生,说白了其实就是尽量保证SI及PI的性能,从源头上来避免EMC问题。首先,关于信号完整性与EMC的关系。SI关注的过冲、反射及串扰,其实就和EMC有直接的关系。信号由于阻抗匹配不好,会发生各种反射,反射比较大就会有较大的过冲,那么这个过冲的幅值除了对器件的使用寿命有影响外,还会影响到辐射,因为他是辐射的来源,所以在PCB设计上对一些关键信号就需要尽量控制阻抗,做到阻抗匹配,可能的情况下还需要通过一定的外部端接来达到匹配。其次,从PI的角度考虑也是避免EMC问题的一个关键,把电源设计好,你的产品也可以说就成功了一半。在电源完整性里面我们会考虑电源平面阻抗,其中就会综合评估电源的各种电容匹配是否合理,进而从整个频段来保证电源网络有一条低阻抗的通道。再次,就是从叠层、地和滤波的角度来避免EMC问题的发生。层其实就是提供一个最基本的信号框架,在这个框架内需要满足信号及电源完整性的各种质量要求,当然还要能保证可以加工。地的关键就是我们需要分信号来保证信号的回流和参考,另外就是各种地的分割,最终怎么把分割的地通过什么方式来连接,这个在EMC或者PCB设计中是需要注意的,但也是最复杂的。还有就是滤波,常见的有低通、高通、带通、带阻等滤波方式,这些需要根据不同的需求采用不同的滤波,另外还有不用的滤波器件。最后,就是屏蔽隔离了,因为很多时候芯片本身的辐射就很大,芯片的辐射是没法从板级上来消除的,除了采购辐射小的芯片或者要求芯片厂商来保证外,很多时候就需要用屏蔽罩来隔离了。这里有一些系列文章提到了怎样在PCB设计时避免EMC及EMI问题。
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工程师经验谈:如何做好PCB的EMC设计?
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来源:盛博科技开发部程工
责任编辑:eliane
【导读】在&EMC设计工作坊&上,程工(化二为一)对EMC设计的见解独到,经验之丰富令人印象深刻。为此电子元件技术网特邀请到程工为我们分享其在EMC、PCB设计方面所积累的多年经验,相信对大家解决PCB的EMC问题一定会有所帮助。
第一章:PCB的EMC设计
1、PCB 设计的EMC 思想
根据笔者从事硬件、EMC、PCB设计的多来积累的经验来看,要设计出一块EMC、SI性能优越的PCB板,难度不大,但是PCB工程师必须在PCB设计深深地融入如下思想与意识,或者说要敬畏如下规则:
(1)&回流路径&要控制
信号从本质上说,就是环路,即从源到目标(信号线),然后返回到源(返回路径),否则就形成不了信号或电磁干扰(基尔霍夫定理)。
信号或电流从最低阻抗的路径返回到源,由于回流路径(电源平面)存在ESL、ESR,导致低频信号、高频的返回路径迥然不同:
A)如果返回路径的阻抗大于377欧,信号就会通过空间返回(形成对外的电磁干扰);
B)如果信号线与其返回路径形成的&环路&面积过大,就容易向外辐射电磁干扰,或接收到外部的电磁场(法拉第电磁感应原理),也就是说,该信号的抗干扰(如静电ESD、辐射抗扰度RS)性能差,对外的电磁骚扰过大(RE);
C)多条信号的返回路径相同,会形成串扰(相互干扰);
D)信号环路的增大,其ESL相应增加,导致信号产生振荡、过冲等信号完整性问题。
(2) &特征阻抗&不能突变
作为PCB或硬件工程师,一定要有如下思想:&特征阻抗&是什么?哪些因素影响&特征阻抗&?&特征阻抗&变化会给EMC与SI带来什么危害?
(3)识别与控制PCB板上的电磁干扰
A)PCB板上的电磁干扰源有哪些?(电流或电压急剧变化部件,如晶振、总线驱动器、开关电源,以及外部线缆的连接端口、电源输入);
B)PCB板上的敏感器件或走线有哪此?(低压CPU、晶振、复位信号、开关控制信号、AD芯片);
C)控制电磁干扰的流向。让电磁干扰尽可能的低阻抗返回到源:如将外部线缆耦合到的电磁干扰,低阻抗的返回到大地,避免其流向敏感电路或器件;规避晶振的高速谐波通过空间或其他信号线返回到源;通过高频滤波电容,控制逻辑器件开关切换时产生的同步开关噪声,防止其干扰共用电源系统的其他器件工作。
PCB板中的电磁干扰的流向控制技术,主要有滤波(电容、磁珠、瞬态抑制)、地线隔离等。
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2、PCB 中EMC 设计的重要性
PCB是EMC技术中最值得探讨的部分。它不仅是设备工作频率最高的部分,同时,也是电平最低、对电磁骚扰最为敏感的部分。PCB的EMC设计中,实际上已经包含了接地设计、去耦/旁路设计、串扰屏蔽等EMC设计知识。EMC设计良好的PCB,不但可以降低流过干扰共模电流时产生的压降,同时也是减小环路的重要手段,因此,一个有着良好去耦与旁路设计PCB的设备相当于有一个健壮的&体格&。
PCB板是电子产品最基本的部件,也是绝大部分电子元器件的载体。当一个产品的PCB板设计完成后,可以说其核心电路的骚扰和抗扰特性就基本已经确定下来了,要想再提高其电磁兼容特性,就只能通过接口电路的滤波和外壳的屏蔽来&围追堵截&了,这样不但大大增加了产品的后续成本,也增加了产品的复杂程度,降低了产品的可靠性。可以说一个好的PCB板可以解决大部分的电磁骚扰问题,只要在接口电路排板时适当增加瞬态抑制器件和滤波电路就可以同时解决大部分抗扰度和骚扰问题。
在PCB布线中增强电磁兼容性不会给产品的最终完成带来附加费用。如果,在PCB板设计中,产品设计师往往只注重提高密度,减小占用空间,制作简单,或追求美观,布局均匀,忽视了线路布局对电磁兼容性的影响,使大量的信号辐射到空间形成骚扰。那么这个产品将导致大量的EMC问题。
在很多例子中,就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题。到最后,不得不对整个板子重新布线。因此,在开始时养成良好的PCB布线习惯是最省钱的办法。
3、PCB 设计的EMC 基础知识
部分电磁兼容的基础知识,是优秀的PCB工程师需要了解或掌握的,主要如下:电磁兼容、电磁场与电磁波、高速电路设计、信号完整性、电源完整性、数字电路、模拟电路、高频电路原理、开关电源等。
第二章 PCB 设计的EMC 原则
1、整体布局
(1)高速、中速、低速电路要分开;
(2)强电流、高电压、强辐射元器件远离弱电流、低电压、敏感元器件;
(3)模拟、数字、电源、保护电路要分开;
(4)多层板设计,有单独的电源和地平面;
(5)对热敏感的元件(含液态介质电容、晶振)尽量远离大功率的元器件、散热器等热源。
备注:严禁遵循&干扰的流向控制&原则,即防止板内相互干扰,阻止板内电磁干扰耦合到I/O端口;将耦合到电路板的外部电磁干扰,低阻抗的、就靠泄放到大地(或机壳PG)。
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(1)至少有一个连续完整的地平面控制关键信号的阻抗和信号质量;
(2)电源和地平面尽可能地靠近放置,提高电源噪声的高频滤波效果;
(3)叠层尽量避免两个信号层相邻,如果相邻加大两个信号层的间距;
(4)避免两个电源平面相邻,特别是由于信号层铺电源而导致的电源平面相邻;
(5)好的叠层能做到对阻抗的有效控制;
(6)外层建议铺地。
备注:增加PCB的电源或地平面,非常有利于信号环路或特性阻抗的控制,因此,该措施一直以来,被经验丰富的工程师视为解决EMC和SI、PI的杀手锏。
3、整体布线
(1)关键信号线走线(返回路径)避免跨分割(参考平面);
(2)关键信号线走线&换层,不换参考平面&;
(3)关键信号线走线不要人为的绕长;
(4)关键信号线是远离边沿和接口;
(5)相同功能的总线要并行走、中间不要夹叉其它信号;
(6)晶振、开关电源等高频干扰源下面不允许走线;
(9)接收和发送信号要分开走,不能互相夹叉;
(10)非关键信号线换层或其返回路径跨分割(不可规避)时,必须使用过孔或10nF的滤波电容,控制其高频返回路径;
(11)高速信号线走线的宽度不能突变。
备注:关键信号一般为高速信号、周期性信号或晶振、复位信号、开关控制信号等。PCB工程师必须熟悉。
4、电容和滤波器件
(1)高频滤波电容务必要靠近电源管脚放置,而且容值越小的电容要越靠近电源管脚;
(2)EMI滤波器要靠近芯片电源的输入口;
(3)原则上每个电源管脚一个0.1uf以下的高频滤波电容、一个集成电路一个或多个10uf大电容(储能或旁路电容),可以根据具体情况进行增减;
(4)电源系统的储能或旁路电容,有利于提高电源系统的抗干扰性能或电源完整性,如条件允许,可在PCB板上均匀的布置一些。
备注:PCB工程师必须了解各种电容的高频特性与滤波原理,掌握高频滤波电容布置与走线技巧(降低ESL)。
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5、隔离和防护
(1)浪涌抑制器件(TVS管、压敏电阻)对应的信号走线要短、粗(一般15 mil以上);
(2)不同接口之间的走线要清晰,不要互相交叉;
(3)接口线到所连接的保护和滤波器件要尽量短;
(4)接口线必须要经过保护或滤波器件再到信号接收芯片;
(5)金属连接器的固定孔接到保护地(机壳地PG);
(6)变压器、光耦等前后的地分开;
(7)连接到机壳上的定位孔、扳手等没有直接接到信号地上。
6、其他原则
(1)电源平面比地平面内缩&20H&(H为电源和地平面的距离);
(2)电源平面比地平面内缩40mil以上,并间隔150mil打地过孔;
(3)布线是尽量避免的STUB线;
(4)保护地(机壳地PG)和信号地之间的间距大于80mil;
(5)DC48V的爬电间距是否为80mil以上;
(6)AC220V的爬电间距最少为300mil;
(7)差分布线可以抑制共模干扰;
(8)跨分割的线是否进行了合适的处理;
(9)敏感的信号线是否采用包地处理。
备注:产品的&安规&性能、电源完整性,基本上控制在PCB工程师的手中。
第三章 PCB设计的EMC案例
1、接口与保护
(1)走线通流量
有雷击浪涌测试(带有防雷型TVS管、陶瓷气体放电管)要求的I/O端口,信号线的通流量要足够,走线原则上要求:﹥15mil/1盎司。
(2)走线的顺序
走线遵循&防护+滤波+接口芯片&,即信号线先&走到&防护器件(如TVS管、保险丝),然后通过电容、电阻等滤波,最后才连接到需要防护的器件。
严禁外部干扰未经防护或滤波器件的瞬态抑制或滤波,到达接口芯片。
防护或滤波器件的泄放引脚,必须低阻抗的连接到机壳地(PG)或数字地(GND)。
(3)器件的摆放
消除&侧击&(空间放电):易受ESD干扰的器件,如NMOS、CMOS器件等,尽量远离易受ESD干扰的区域100mil以上(如单板的边缘区域、金属连接器外壳),防止外部电磁干扰,通过上述部位侧击到敏感器件。
防止内部干扰外泄:晶振等高频干扰源,必须远离板边或金属连接器1 inch以上;须防止外部电磁干扰&绕开&防护或滤波器件(含信号线上的电阻),侧击到敏感或接口芯片。
备注:接口是EMC设计的重中之重,解决了接口(信号端口、电源端口)问题,也等于解决了产品绝大多数EMC问题。
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2、时钟与晶振
(1)晶体、晶振和时钟分配器与相关的IC器件要尽量靠近;
(2)时钟电路的滤波器(尽量采用&&&型滤波)要靠近时钟电路的电源输入管脚;
(3)有源晶振输出串接电阻和并联电容;
(4)时钟分配器没用的输出管脚通过电阻接地;
(5)晶体、晶振和时钟分配器的布局要注意远离大功率的元器件、散热器等发热的器件;
(6)晶振、周期性信号远离板边和接口器件1 inch以上;
(7)有金属外壳的晶体,其外壳须与表层的局部地相连;
(8)时钟电路的电源加宽,并有滤波电路;
(9)超过1 inch的时钟线走内层;
(10)走内层的时钟线在表层的走线&50mil;
(11)严禁时钟走线换层时更换&参考平面&,以及返回路径跨分割;
(12)时钟线是否采用立体包地;
(13)时钟相关芯片(如晶振、晶体)在表层有局部的地平面包绕,该地平面通过多个过孔与地层相连;
(14)时钟线与其它信号线的间距达到5W(W为线宽);晶振、晶体下放原则上不允许走其他信号线,尤其是I/O线。
3、开关电源
(1)开关电源(含开关电源芯片,下同)远离ADDA转换器、模拟器件、敏感器件、时钟器件;
(2)开关电源布局要紧凑,输入输出要分开,防止输入输出之间的串扰;
(3)严格按照原理图的要求进行布局,不要将开关电源的高频滤波(0.1uf以下)电容随意放置。
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