本文教你一些電源PCB板EMC設(shè)計的技巧
隨著新能源智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,汽車設(shè)計中不再是常規(guī)的12V系統(tǒng),一方面380V等高壓出現(xiàn),另一方面在集成電路中1.3V等更低壓出現(xiàn)。同時設(shè)計過程中電源芯片不再只使用LDO,Buck和Boost電源的使用增多。從而電源的EMC設(shè)計顯得越來越重要,本文將一某電源PCB板為例,分析電源PCB板設(shè)計中常見問題,希望拋磚引玉,現(xiàn)在小編將為各位解決電源模塊的EMC問題提供一些思路。
設(shè)計問題:
某硬件工程師設(shè)計完成的電源板PCB,如下圖所示。本板在進(jìn)行EMC設(shè)計評審時發(fā)現(xiàn)存在大量的EMC問題和隱患,需要進(jìn)行改版,否則將面臨著極大的EMC風(fēng)險。從這個Layout各位能看出哪些問題呢?不妨在留言中寫出來。
問題一 接口濾波器件離接口太遠(yuǎn)
影響:如圖所示,因為濾波電路離接口太遠(yuǎn),經(jīng)過濾波的電源信號可能受到PCB中其他信號的干擾,造成二次污染。另外一方面,外部進(jìn)來的干擾因為沒有經(jīng)過端口的濾波,可能會直接影響PCB中的其他信號,產(chǎn)生抗干擾問題。
問題二 接口濾波器件未垂直成列布置
影響:如圖所示,因為接口濾波電路未垂直成列布置,比如第一路的電源已經(jīng)經(jīng)過濾波了,到了接口處應(yīng)該是很干凈的信號了,但是如上圖所示的Layout,很有可能第二路的干擾又耦合到第一路了。
問題三 電源濾波器件未布置在一起
影響:電源濾波是組合拳,不是單靠某一個器件來實現(xiàn)的。為了達(dá)到很好的濾波效果,原理圖設(shè)計時需要模塊化,Layout設(shè)計時也需要模塊化。
問題四 開關(guān)電源輸入輸出回路太大
影響:輻射干擾的產(chǎn)生一般是因為回路太大,電流無法快速的流回去,而通過輻射發(fā)射出去。在電源Layou設(shè)計時應(yīng)盡量減小電源回路,較小對外干擾,同時回路小,也可以減小串?dāng)_的可能性。
設(shè)計思路:
對于開關(guān)電源板在PCB布線時,總的思路是控制好輸入整流濾波環(huán)路、功率環(huán)路、輸出整流環(huán)路、輸出濾波環(huán)路的回路面積,環(huán)路要小,布線要短!
整改設(shè)計:
優(yōu)化后重新設(shè)計的PCB如下圖。
EMC Layout設(shè)計要點
敏感信號遠(yuǎn)離大電流信號,特別是頻率信號,且不要平行走線。
電流回路走線盡量小。
模擬地、功率地需要分開,可以通過過孔或者星型點連在一起。
多路IC供電,可以并聯(lián)單點接地,減少串?dāng)_。
控制回路與功率回路分開。
去耦電容需要靠近IC 電源Pin放置。
電源做好多階濾波,較小電容靠近芯片Pin。
防反、鉗位保護(hù)的器件靠近連接器放置。
做好高壓地低壓地的隔離設(shè)計。
注意安規(guī)走線的間距。
對于高速信號還需要考慮電源阻抗、諧振、直流壓降的影響。
電源是EMC設(shè)計中的老大難問題,做好電源EMC設(shè)計非一朝一夕之功。只好在電路設(shè)計中做好濾波考慮,在Layout設(shè)計中處理好細(xì)節(jié),才能做好EMC性能好的電源。
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