隔离式DC／DC变换器的电磁兼容设计分析

2011-10-10 10:55

来源： OFweek电子工程网

　　3.8 元器件布局与布线中的电磁兼容设计

　　对于开关电源设备内部元器件的布局必须整体考虑电磁兼容性的要求，设备内部的干扰源会通过辐射和串扰等途径影响其它元器件或部件的正常工作，研究表明，在离干扰源一定距离时，干扰源的能量将大大衰减，因此，合理的布局有利于减小电磁干扰的影响。

　　EMl输入输出滤波器最好安装在金属机箱的入出口处，并保证输入与输出线的屏蔽隔离。

　　敏感电路或元器件要远离发热源。

　　对于开关电源产品，一般须遵守以下布线原则。

　　1）主电路输入线与输出线分开走线。

　　2）EMI滤波器输入线与输出线分开走线。

　　3）主电路线与控制信号线分开走线。

　　4）高压脉冲信号线最好分开单独走线。

　　5）分开布线要避免平行走线，可以垂直交叉，线束之间距离在20mm以上。

　　6）电缆不要贴着金属外壳和散热器走线，保证一定距离。

　　7）双绞线、同轴电缆及带状电缆在EMC设计中的使用。

　　（1）双绞线、同轴电缆都能有效地抑制电磁干扰在脉冲信号传输线路中常使用双绞线，控制辅助电源线和传感器信号线最好用双绞屏蔽线。因为双绞线两根线之间有很小的回路面积，而且双绞线的每两个相邻的回路上感应出的电流具有大小相等、方向相反，产生的磁场相互抵消，这样就可以减小因辐射引起的差模干扰，不过双绞线绞合的圈数最好为偶数，且每单位波长所绞合的圈数愈多，消除耦合的效果愈好。使用时注意双绞线和同轴电缆两端不能同时接地，只能单端接地，而对屏蔽线，屏蔽层两端接地能既能屏蔽电场还能屏蔽磁场，单端接地只能屏蔽电场。使用同轴电缆时还要注意，其屏蔽层必须完全包覆信号线接地，即接头与电缆屏蔽层必须360。搭接，才能有效屏蔽电磁场，如图8所示，信号线裸露部分仍可以与外界形成互容耦合，降低屏蔽效能。

　　（2）带状电缆适合于短距离的信号传输为了降低差模信号的电磁辐射，必须减小信号线和信号回流线所形成的回路面积，因此，在设计带状电缆布局时，最好将信号线与接地线间隔排列。如图9所示，其中S为信号线，G为信号地线。

　　3.9元器件的选择

　　热传播的方式有三种，即传导、对流和辐射。热辐射是以电磁波的形式向空间传播的，热传导也会向周围其它元器件传导热量，这些都会影响其它元器件或电路的正常工作，因此，从元器件热设计方面考虑要尽量留有较大余量，以降低元器件的温升及器件表面的温度，除元器件对温升有特殊要求外，一般开关电源要求内部元器件温度小于90℃，内部环境温度不超过65℃，以减4、热辐射干扰。

　　对数字集成电路，从电磁兼容性角度看，应多选用高噪声容限的CMOS器件代替低噪声容限的TTL器件。

　　尽量使用低速、窄带元器件和电路。

　　选用分布电感较小的表面贴装元器件（SMD），选用高频特性好、等效串联电感低的陶瓷介质电容器、高频无感电容器、三端电容器和穿心电容器等作滤波电容。