Из-за коммутационных характеристик импульсного источника питания легко вызвать возникновение сильных помех электромагнитной совместимости. Как инженер по электроснабжению, инженер по электромагнитной совместимости или инженер по компоновке печатных плат, вы должны понимать причины проблем электромагнитной совместимости и принимать меры по их устранению, особенно инженеры по компоновке должны знать, как избежать расширения грязных пятен. В этой статье в основном представлены основные моменты проектирования печатной платы блока питания.

1. Несколько основных принципов: любой провод имеет сопротивление; ток всегда автоматически выбирает путь с наименьшим сопротивлением; интенсивность излучения связана с током, частотой и площадью контура; синфазные помехи связаны с взаимной емкостью больших сигналов dv/dt относительно земли; Принцип снижения электромагнитных помех и повышения помехоустойчивости аналогичен.

2. Компоновка должна быть разделена по блокам питания, аналоговым, высокоскоростным цифровым и каждому функциональному блоку.

3. Минимизировать площадь большой петли di/dt и уменьшить длину (или площадь, ширину большой сигнальной линии dv/dt). Увеличение площади дорожки приведет к увеличению распределенной емкости. Общий подход таков: ширина трассы. Старайтесь быть как можно большей, но удаляйте лишнюю часть), и старайтесь идти по прямой, чтобы уменьшить скрытую область и уменьшить излучение.

4. Индуктивные перекрестные помехи в основном вызваны большой петлей di/dt (рамочной антенной), а интенсивность индукции пропорциональна взаимной индуктивности, поэтому более важно уменьшить взаимную индуктивность этих сигналов (основной способ - уменьшить площадь петли и увеличить расстояние); Сексуальные перекрестные помехи в основном генерируются большими сигналами dv/dt, а интенсивность индукции пропорциональна взаимной емкости. Все взаимные емкости при этих сигналах уменьшаются (основной способ - уменьшить эффективную площадь связи и увеличить расстояние. Взаимная емкость уменьшается с увеличением расстояния. Быстрее) более критично.

5. Попробуйте использовать принцип отмены петли, чтобы еще больше уменьшить площадь большой петли di/dt, как показано на рисунке 1 (аналогично витой паре).
Используйте принцип отмены петли для улучшения защиты от помех и увеличения дальности передачи):

Рисунок 1. Отмена контура (свободный контур контура повышения)

6. Уменьшение площади контура не только снижает излучение, но и снижает индуктивность контура, улучшая характеристики схемы.

7. Уменьшение площади контура требует от нас точного проектирования обратного пути каждой трассы.

8. При подключении нескольких печатных плат через разъемы также необходимо учитывать минимизацию площади контура, особенно для больших сигналов di/dt, высокочастотных сигналов или чувствительных сигналов. Лучше всего, чтобы один сигнальный провод соответствовал одному заземляющему проводу и оба провода располагались как можно ближе. При необходимости для подключения можно использовать провода витой пары (длина каждой витой пары соответствует целому числу, кратному полуволне шума). Если открыть корпус компьютера, то можно увидеть, что интерфейс USB между материнской платой и передней панелью соединен витой парой, что показывает важность соединения витой пары для защиты от помех и снижения излучения.

9. Что касается кабеля передачи данных, постарайтесь разместить в кабеле больше заземляющих проводов и равномерно распределить эти заземляющие провода по кабелю, что может эффективно уменьшить площадь контура.

10. Хотя некоторые линии межплатного соединения представляют собой низкочастотные сигналы, поскольку эти низкочастотные сигналы содержат много высокочастотных шумов (за счет проводимости и излучения), эти шумы легко излучать, если с ними не обращаться должным образом.

11. При монтаже в первую очередь учитывайте следы с большим током и следы, подверженные излучению.

12. Импульсные источники питания обычно имеют 4 токовые петли: входную, выходную, переключающую, обратную, (рис. 2). Среди них петли входного и выходного тока имеют почти постоянный ток, почти не создают электромагнитных помех, но их легко вывести из строя; контуры переключения и свободного тока имеют большее значение di/dt, что требует внимания.
Рисунок 2. Токовая петля понижающей схемы.

13. Схема управления затвором МОП-(igbt) лампы обычно также содержит большой di/dt.

14. Не размещайте небольшие сигнальные цепи, такие как цепи управления и аналоговые цепи, внутри цепей с большим током, высокой частотой и высоким напряжением, чтобы избежать помех.

Продолжение следует…..