Do đặc tính chuyển mạch của nguồn điện chuyển mạch, rất dễ khiến nguồn điện chuyển mạch tạo ra nhiễu tương thích điện từ lớn. Là kỹ sư cung cấp điện, kỹ sư tương thích điện từ hoặc kỹ sư bố trí PCB, bạn phải hiểu nguyên nhân gây ra sự cố tương thích điện từ và có biện pháp giải quyết, đặc biệt là Kỹ sư bố trí cần biết cách tránh sự giãn nở của các điểm bẩn. Bài viết này chủ yếu giới thiệu những điểm chính của thiết kế PCB cung cấp điện.
15. Giảm diện tích vòng tín hiệu nhạy cảm (nhạy cảm) và chiều dài dây để giảm nhiễu.
16. Các dấu vết tín hiệu nhỏ nằm cách xa các đường tín hiệu dv/dt lớn (chẳng hạn như cực C hoặc cực D của ống chuyển mạch, bộ đệm (snubber) và mạng kẹp) để giảm khả năng ghép nối và nối đất (hoặc cung cấp điện, gọi tắt là) Tín hiệu tiềm năng) để tiếp tục giảm khả năng ghép nối và mặt đất phải tiếp xúc tốt với mặt phẳng mặt đất. Đồng thời, các dấu vết tín hiệu nhỏ phải cách xa các đường tín hiệu di/dt lớn nhất có thể để ngăn chặn nhiễu xuyên âm cảm ứng. Tốt hơn hết là không nên đi theo tín hiệu dv/dt lớn khi tín hiệu nhỏ đi theo. Nếu mặt sau của dấu vết tín hiệu nhỏ có thể được nối đất (cùng mặt đất), thì tín hiệu nhiễu ghép với nó cũng có thể giảm đi.
17. Tốt hơn là nên đặt mặt đất xung quanh và phía sau các dấu vết tín hiệu dv/dt và di/dt lớn này (bao gồm các cực C/D của thiết bị chuyển mạch và bộ tản nhiệt ống công tắc), đồng thời sử dụng mặt trên và mặt dưới các lớp nối đất Thông qua kết nối lỗ và kết nối mặt đất này với một điểm nối đất chung (thường là cực E/S của ống công tắc hoặc điện trở lấy mẫu) có đường trở kháng thấp. Điều này có thể làm giảm EMI bức xạ. Cần lưu ý rằng mặt đất tín hiệu nhỏ không được kết nối với mặt đất che chắn này, nếu không nó sẽ gây ra nhiễu lớn hơn. Các dấu vết dv/dt lớn thường gây nhiễu cho bộ tản nhiệt và mặt đất gần đó thông qua điện dung lẫn nhau. Tốt nhất là kết nối bộ tản nhiệt ống công tắc với mặt đất che chắn. Việc sử dụng các thiết bị chuyển mạch gắn trên bề mặt cũng sẽ làm giảm điện dung lẫn nhau, do đó làm giảm khả năng ghép nối.
18. Tốt nhất không nên sử dụng vias cho những dấu vết dễ bị nhiễu vì nó sẽ ảnh hưởng đến tất cả các lớp mà vias đi qua.
19. Việc che chắn có thể làm giảm EMI bức xạ, nhưng do điện dung chạm đất tăng lên, EMI dẫn điện (chế độ chung hoặc chế độ vi sai bên ngoài) sẽ tăng lên, nhưng miễn là lớp che chắn được nối đất đúng cách thì nó sẽ không tăng nhiều. Nó có thể được xem xét trong thiết kế thực tế.
20. Để tránh nhiễu trở kháng chung, hãy sử dụng nối đất một điểm và cấp nguồn từ một điểm.
21. Bộ nguồn chuyển mạch thường có ba nối đất: nối đất dòng điện cao cho công suất đầu vào, nối đất cho dòng điện cao cho công suất đầu ra và nối đất điều khiển tín hiệu nhỏ. Phương pháp nối đất được thể hiện trong sơ đồ sau:
22. Khi nối đất, trước tiên hãy đánh giá bản chất của mặt đất trước khi nối đất. Mặt đất để lấy mẫu và khuếch đại lỗi thường phải được kết nối với cực âm của tụ điện đầu ra và tín hiệu lấy mẫu thường phải được lấy ra từ cực dương của tụ điện đầu ra. Mặt đất điều khiển tín hiệu nhỏ và mặt đất truyền động thường phải được kết nối tương ứng với cực E/S hoặc điện trở lấy mẫu của ống chuyển đổi để ngăn nhiễu trở kháng thông thường. Thông thường, mặt đất điều khiển và mặt đất truyền động của IC không được dẫn ra ngoài riêng biệt. Tại thời điểm này, trở kháng dây dẫn từ điện trở lấy mẫu đến mặt đất phải càng nhỏ càng tốt để giảm thiểu nhiễu trở kháng chung và cải thiện độ chính xác của việc lấy mẫu hiện tại.
23. Mạng lấy mẫu điện áp đầu ra tốt nhất là gần bộ khuếch đại lỗi hơn là gần đầu ra. Điều này là do tín hiệu có trở kháng thấp ít bị nhiễu hơn tín hiệu có trở kháng cao. Các dấu vết lấy mẫu phải càng gần nhau càng tốt để giảm tiếng ồn thu được.
24. Chú ý bố trí các cuộn cảm cách xa và vuông góc với nhau để giảm độ tự cảm lẫn nhau, đặc biệt là cuộn cảm tích trữ năng lượng và cuộn cảm lọc.
25. Chú ý bố trí khi tụ điện tần số cao và tụ điện tần số thấp được sử dụng song song, tụ điện tần số cao ở gần người sử dụng.
26. Nhiễu tần số thấp nói chung là chế độ vi sai (dưới 1M), và nhiễu tần số cao nói chung là chế độ phổ biến, thường được kết hợp bởi bức xạ.
27. Nếu tín hiệu tần số cao được ghép với dây dẫn đầu vào thì rất dễ hình thành EMI (chế độ chung). Bạn có thể đặt một vòng từ tính trên dây dẫn đầu vào gần nguồn điện. Nếu EMI giảm, điều đó cho thấy vấn đề này. Giải pháp cho vấn đề này là giảm sự ghép nối hoặc giảm EMI của mạch. Nếu nhiễu tần số cao không được lọc sạch và dẫn tới dây dẫn đầu vào thì EMI (chế độ vi sai) cũng sẽ được hình thành. Lúc này, vòng từ không thể giải quyết được vấn đề. Chuỗi hai cuộn cảm tần số cao (đối xứng) trong đó dây dẫn đầu vào gần với nguồn điện. Mức giảm cho thấy vấn đề này tồn tại. Giải pháp cho vấn đề này là cải thiện khả năng lọc hoặc giảm việc tạo ra nhiễu tần số cao bằng cách đệm, kẹp và các phương tiện khác.
28. Đo dòng điện ở chế độ vi sai và chế độ chung:
29. Bộ lọc EMI phải càng gần đường dây đến càng tốt và hệ thống dây điện của đường dây đến phải càng ngắn càng tốt để giảm thiểu sự ghép nối giữa các giai đoạn phía trước và phía sau của bộ lọc EMI. Dây đi vào được che chắn tốt nhất bằng cách nối đất khung máy (phương pháp như mô tả ở trên). Bộ lọc EMI đầu ra phải được xử lý tương tự. Cố gắng tăng khoảng cách giữa đường truyền đến và đường tín hiệu dv/dt cao và xem xét nó trong bố cục.