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通過元件擺放來改善電路板EMI

發(fā)布時間:2019-10-08 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】如何對開關(guān)電源當(dāng)中的PCB電磁干擾進行避免就成了一個開發(fā)者們非常關(guān)心的話題。在本文中,小編將為大家介紹如何通過元件布局的把控來對EMI進行控制。

在設(shè)計好電路結(jié)構(gòu)和器件位置后,PCB的EMI把控對于整體設(shè)計就變得異常重要。
 
元器件布局實踐證明,即使電路原理圖設(shè)計正確,印制電路板設(shè)計不當(dāng),也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。
 
例如,如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近,則會形成信號波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲;由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產(chǎn)品的性能下降,因此,在設(shè)計印制電路板的時候,應(yīng)注意采用正確的方法。
 
每一個開關(guān)電源都有四個電流回路:
 
(1)、電源開關(guān)交流回路。
 
(2)、輸出整流交流回路。
 
(3)、輸入信號源電流回路。
 
(4)、輸出負(fù)載電流回路輸入回路通過一個近似直流的電流對輸入電容充電,濾波電容主要起到一個寬帶儲能作用;類似地,輸出濾波電容也用來儲存來自輸出整流器的高頻能量,同時消除輸出負(fù)載回路的直流能量。
 
所以,輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要,輸入及輸出電流回路應(yīng)分別只從濾波電容的接線端連接到電源;如果在輸入/輸出回路和電源開關(guān)/整流回路之間的連接無法與電容的接線端直接相連,交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。
 
電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流,這些電流中諧波成分很高,其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)基頻,峰值幅度可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍,過渡時間通常約為50ns。
 
這兩個回路最容易產(chǎn)生電磁干擾,因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路,每個回路的三種主要的元件濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰地進行放置,調(diào)整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。
 
建立開關(guān)電源布局的最好方法與其電氣設(shè)計相似,最佳設(shè)計流程如下:放置變壓器、設(shè)計電源開關(guān)電流回路、設(shè)計輸出整流器電流回路、連接到交流電源電路的控制電路
 
設(shè)計輸入電流源回路和輸入濾波器設(shè)計輸出負(fù)載回路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
 
(1)首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀矩形,長寬比為3:2或4:3,位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。
 
(2)放置器件時要考慮以后的焊接,不要太密集。
 
(3)以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接,去耦電容盡量靠近器件的VCC。
 
(4)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。
 
(5)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。
 
(6)布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關(guān)系的器件放在一起。
 
(7)盡可能地減小環(huán)路面積,以抑制開關(guān)電源的輻射干擾
 
以上,就是如何通過對元件擺放及布局來對PCB電路板中的電磁干擾進行控制和抑制的一些方法。
 
這些步驟稍有紕漏都有可能造成產(chǎn)品的EMI不合格,因此對其進行充分的了解是非常有必要的,正遇到此類問題的朋友可以將本文進行收藏,作為資料儲備。
 
來源:電子工程世界
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