總結(jié)解決電磁干擾(EMI)問題的6個(gè)技巧
電磁干擾EMI中電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)是通過導(dǎo)線或公共電源線進(jìn)行傳輸,互相產(chǎn)生干擾稱為傳導(dǎo)干擾。傳導(dǎo)干擾給不少電子工程師帶來(lái)困惑,如何解決傳導(dǎo)干擾?
找對(duì)方法,你會(huì)發(fā)現(xiàn),傳導(dǎo)干擾其實(shí)很容易解決,只要增加電源輸入電路中EMC濾波器的節(jié)數(shù),并適當(dāng)調(diào)整每節(jié)濾波器的參數(shù),基本上都能滿足要求,下面講解的八大對(duì)策,以解決對(duì)付傳導(dǎo)干擾難題。
解決EMI問題的6個(gè)技巧
為了抑制電磁干擾,可采取如下措施:
1 將PCB接地
降低EMI的一個(gè)重要途徑是設(shè)計(jì)PCB接地層。第一步是使PCB電路板總面積內(nèi)的接地面積盡可能大,這樣可以減少發(fā)射、串?dāng)_和噪聲。將每個(gè)元器件連接到接地點(diǎn)或接地層時(shí)必須特別小心,如果不這樣做,就不能充分利用可靠的接地層的中和效果。
一個(gè)特別復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)有幾個(gè)穩(wěn)定的電壓。理想情況下,每個(gè)參考電壓都有自己對(duì)應(yīng)的接地層。但是,如果接地層太多會(huì)增加PCB的制造成本,使價(jià)格過高。折衷的辦法是在三到五個(gè)不同的位置分別使用接地層,每一個(gè)接地層可包含多個(gè)接地部分。這樣不僅控制了電路板的制造成本,同時(shí)也降低了EMI和EMC。
2 電源與地合理布線
PCB電源與地的布線是否合理是整個(gè)電路板減小電磁干擾的關(guān)鍵所在。電源線和地線的設(shè)計(jì)是PCB中不可忽視的問題,往往也是難度最大的一項(xiàng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則:
①增大走線的間距以減少電容耦合的串?dāng)_;②電源線和地線應(yīng)平行走線,以使分布電容達(dá)到最佳;③根據(jù)承載電流的大小,盡量加粗電源線和地線的寬度,減小環(huán)路電阻,同時(shí)使電源線和地線在各功能電路中的走向和信號(hào)的傳輸方向一致,這樣有助于提高抗干擾能力;④電源和地應(yīng)直接走線在各自的上方,從而減小感抗和使回路面積最小,盡量使地線走在電源線下面;⑤地線越粗越好,一般地線的寬度不小于3mm;⑥將地線構(gòu)成閉環(huán)路以縮小地線上的電位差值,提高抗干擾能力;⑦在多層板布線設(shè)計(jì)時(shí),可將其中一層作為“全地平面”,這樣可以減少接地阻抗,同時(shí)又起到屏蔽作用。
3 濾波
在電源線上和在信號(hào)線上都可以采取濾波來(lái)減小EMI,方法有三種:去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。
▲濾波器的類型
4 減小環(huán)路
每個(gè)環(huán)路都相當(dāng)于一個(gè)天線,因此我們需要盡量減小環(huán)路的數(shù)量,環(huán)路的面積以及環(huán)路的天線效應(yīng)。確保信號(hào)在任意的兩點(diǎn)上只有唯一的一條回路路徑,避免人為環(huán)路,盡量使用電源層。
5 避免90°角
為降低EMI,應(yīng)避免走線、過孔及其它元器件形成90°角,因?yàn)橹苯菚?huì)產(chǎn)生輻射。在該角處電容會(huì)增加,特性阻抗也會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致反射,繼而引起EMI。要避免90°角,走線應(yīng)至少以兩個(gè)45°角布線到拐角處。
6 電纜和物理屏蔽
承載數(shù)字電路和模擬電流的電纜會(huì)產(chǎn)生寄生電容和電感,引起很多EMC相關(guān)問題。如果使用雙絞線電纜,則會(huì)保持較低的耦合水平,消除產(chǎn)生的磁場(chǎng)。對(duì)于高頻信號(hào),必須使用屏蔽電纜,其正面和背面均接地,消除EMI干擾。物理屏蔽是用金屬封裝包住整個(gè)或部分系統(tǒng),防止EMI進(jìn)入PCB電路。這種屏蔽就像是封閉的接地導(dǎo)電容器,可減小天線環(huán)路尺寸并吸收EMI。
“總結(jié):電磁干擾(EMI)歷來(lái)是讓PCB設(shè)計(jì)工程師們頭疼的一個(gè)問題,它威脅著電子設(shè)備的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。因此,我們?cè)谠O(shè)計(jì)PCB時(shí),需要遵循一定的原則,使電路板的電磁干擾控制在一定的范圍內(nèi),達(dá)到設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn),提高電路的整體性能。
以上分享的關(guān)于解決EMI問題的技巧,希望能幫到您。