Aufgrund der Schalteigenschaften des Schaltnetzteils kann es leicht dazu kommen, dass das Schaltnetzteil große elektromagnetische Verträglichkeitsstörungen erzeugt.Als Stromversorgungsingenieur, Ingenieur für elektromagnetische Verträglichkeit oder PCB-Layout-Ingenieur müssen Sie die Ursachen von Problemen mit der elektromagnetischen Verträglichkeit verstehen und Maßnahmen ergriffen haben, insbesondere Layout-Ingenieure müssen wissen, wie sie die Ausbreitung schmutziger Stellen vermeiden können.In diesem Artikel werden hauptsächlich die Hauptpunkte des PCB-Designs für Stromversorgungen vorgestellt.
1. Mehrere Grundprinzipien: Jeder Draht hat eine Impedanz;Strom wählt immer automatisch den Pfad mit der geringsten Impedanz;Die Strahlungsintensität hängt von Strom, Frequenz und Schleifenfläche ab.Gleichtaktstörungen hängen mit der gegenseitigen Kapazität großer du/dt-Signale zur Erde zusammen.Das Prinzip der Reduzierung von EMI und der Verbesserung der Anti-Interferenz-Fähigkeit ist ähnlich.
2. Das Layout sollte nach Stromversorgung, Analog, Hochgeschwindigkeitsdigital und jedem Funktionsblock unterteilt sein.
3. Minimieren Sie die Fläche der großen di/dt-Schleife und reduzieren Sie die Länge (oder Fläche, Breite der großen dv/dt-Signalleitung).Durch die Vergrößerung der Leiterbahnfläche erhöht sich die verteilte Kapazität.Der allgemeine Ansatz ist: Versuchen Sie, die Spurbreite so groß wie möglich zu machen, aber entfernen Sie den überschüssigen Teil. Versuchen Sie, in einer geraden Linie zu gehen, um den verdeckten Bereich zu reduzieren und die Strahlung zu reduzieren.
4. Induktives Übersprechen wird hauptsächlich durch die große di/dt-Schleife (Rahmenantenne) verursacht, und die Induktionsintensität ist proportional zur gegenseitigen Induktivität. Daher ist es wichtiger, die gegenseitige Induktivität bei diesen Signalen zu reduzieren (der Hauptweg besteht darin, sie zu reduzieren). den Schleifenbereich vergrößern und den Abstand vergrößern);Sexuelles Übersprechen wird hauptsächlich durch große dv/dt-Signale erzeugt und die Induktionsintensität ist proportional zur gegenseitigen Kapazität.Alle Gegenkapazitäten bei diesen Signalen werden verringert (die Hauptmethode besteht darin, die effektive Kopplungsfläche zu verringern und den Abstand zu vergrößern. Die Gegenkapazität nimmt mit zunehmendem Abstand ab. Schneller), ist kritischer.
5. Versuchen Sie, das Prinzip der Schleifenunterdrückung zu verwenden, um die Fläche der großen di/dt-Schleife weiter zu reduzieren, wie in Abbildung 1 dargestellt (ähnlich wie bei Twisted Pair).
Verwenden Sie das Prinzip der Schleifenunterdrückung, um die Entstörungsfähigkeit zu verbessern und die Übertragungsentfernung zu erhöhen.
Abbildung 1, Schleifenlöschung (Freilaufschleife der Boost-Schaltung)
6. Durch die Reduzierung der Schleifenfläche wird nicht nur die Strahlung reduziert, sondern auch die Schleifeninduktivität verringert, wodurch die Schaltungsleistung verbessert wird.
7. Um die Schleifenfläche zu reduzieren, müssen wir den Rückweg jeder Leiterbahn genau entwerfen.
8. Wenn mehrere Leiterplatten über Steckverbinder verbunden werden, muss auch die Minimierung der Schleifenfläche in Betracht gezogen werden, insbesondere bei großen di/dt-Signalen, Hochfrequenzsignalen oder empfindlichen Signalen.Am besten entspricht ein Signalkabel einem Erdungskabel und die beiden Drähte liegen so nah wie möglich beieinander.Bei Bedarf können zum Anschluss verdrillte Adernpaare verwendet werden (die Länge jeder verdrillten Adernpaarung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen der Rauschhalbwellenlänge).Wenn Sie das Computergehäuse öffnen, können Sie sehen, dass die USB-Schnittstelle zwischen dem Motherboard und der Frontplatte mit einem Twisted-Pair-Kabel verbunden ist, was die Bedeutung der Twisted-Pair-Verbindung für den Schutz vor Störungen und die Reduzierung der Strahlung zeigt.
9. Versuchen Sie beim Datenkabel, mehr Erdungsdrähte im Kabel anzuordnen und diese Erdungsdrähte gleichmäßig im Kabel zu verteilen, wodurch die Schleifenfläche effektiv reduziert werden kann.
10. Obwohl es sich bei einigen Verbindungsleitungen zwischen den Platinen um niederfrequente Signale handelt, ist es bei unsachgemäßer Handhabung leicht, diese Geräusche abzustrahlen, da diese niederfrequenten Signale viel hochfrequentes Rauschen enthalten (durch Leitung und Strahlung).
11. Berücksichtigen Sie bei der Verkabelung zunächst große Stromleiterbahnen und Leiterbahnen, die anfällig für Strahlung sind.
12. Schaltnetzteile haben normalerweise 4 Stromschleifen: Eingang, Ausgang, Schalter, Freilauf (Abbildung 2).Unter ihnen bestehen die Eingangs- und Ausgangsstromschleifen fast aus Gleichstrom, es wird fast keine elektromagnetische Strahlung erzeugt, sie können jedoch leicht gestört werden;Die Schalt- und Freilaufstromschleifen haben größere di/dt, was Aufmerksamkeit erfordert.
Abbildung 2: Stromschleife der Buck-Schaltung
13. Die Gate-Treiberschaltung der MOS-Röhre (igbt) enthält normalerweise auch einen großen Di/Dt.
14. Platzieren Sie kleine Signalschaltkreise, wie z. B. Steuer- und Analogschaltkreise, nicht innerhalb von Starkstrom-, Hochfrequenz- und Hochspannungsschaltkreisen, um Störungen zu vermeiden.
Fortgesetzt werden…..