對于開關電源設備內部元器件的布局必須整體考慮電磁兼容性的要求,設備內部的干擾源會通過輻射和串擾等途徑影響其它元件或部件的工作,研究表明,在離干擾源一定距離時,干擾源的能量將大大衰減,因此合理的布局有利于減小電磁干擾的影響。
EMI輸入輸出濾波器最好安裝在金屬機箱的入口處,并保證其輸入線與輸出線電磁環(huán)境的屏蔽隔離。
敏感電路或元件要遠離發(fā)熱源。
對于開關電源產品,我們一般須遵守以下布線原則:
1 主電路輸入線與輸出線分開走線。
2 EMI濾波器輸入線與輸出線分開走線。
3 主電路線與控制信號線分開走線。
4 高壓脈沖信號線最好分開單獨走線。
5 分開布線的原則是避免平行走線,可以垂直交叉,線束之間距離在20mm以上。
6 電纜不要貼著金屬外殼和散熱器走線,保證一定距離。
7 雙絞線、同軸電纜及帶狀電纜在EMC設計中的使用
雙絞線、同軸電纜都能有效的抑制電磁干擾。在脈沖信號傳輸線路中常使用雙絞線,控制輔助電源線和傳感器信號線最好用雙絞屏蔽線。因為雙絞線兩根線之間有很 小的回路面積,而且雙絞線的每兩個相鄰的回路上感應出的電流具有大小相等、方向相反,產生的磁場相互抵消,這樣就可以減小因輻射引起的差模干擾,不過雙絞 線絞合的圈數最好為偶數,且每單位波長所絞合的圈數愈多,消除耦合的效果愈好。使用時注意雙絞線和同軸電纜兩端不能同時接地,只能單端接地,而對屏蔽線, 屏蔽層兩端接地能既能屏蔽電場還能屏蔽磁場,單端接地只能屏蔽電場。使用同軸電纜時還要注意,其屏蔽層必須完全包覆信號線接地,即接頭與電纜屏蔽層必須 3600搭接,才能有效屏蔽電磁場,如圖所示,信號線裸露部分仍可以與外界形成互容耦合,降低屏蔽效能。
帶狀電纜適合于短距離的信號傳輸,我們知道為了降低差模信號的電磁輻射,必須減小信號線和信號回流線所形成的回路面積,因此在設計帶狀電纜布局時,最好將信號線與接地線間隔排列。如圖所示,其中S為信號線,G為信號地線。
元器件的選擇
熱傳播的方式有傳導、對流和輻射,熱輻射是以電磁波的形式向空中傳播的,熱傳導也會向周圍其它元件傳導熱量,這些都會影響其它元器件或電路的正常工作, 因此從元器件熱設計方面考慮要盡量留有較大余量,以降低元器件的溫升及器件表面的溫度,除元器件對溫升有特殊要求外,一般開關電源要求內部元件溫度小于 90℃,內部環(huán)境溫度不超過65℃,以減小熱輻射干擾。
對數字集成電路,從電磁兼容性角度看應多選用高噪聲容限的CMOS器件代替低噪聲容限的TTL器件。
盡量使用低速、窄帶元件和電路。
選用分布電感較小的SMP元件,選用高頻特性好、等效串聯電感低的陶瓷介質電容器、高頻無感電容器、三端電容器和穿心電容器等作濾波電容。
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