開(kāi)關(guān)電源的輻射干擾與電流通路中的電流大小、通路的環(huán)路面積、以及電流頻率平方的乘積成正比,即輻射干擾E∞IAf2。運(yùn)用這一關(guān)系的前提是通路尺寸遠(yuǎn)小于頻率的波長(zhǎng)。
上述關(guān)系式表明減小通路面積是減小輻射干擾的關(guān)鍵。就是說(shuō)開(kāi)關(guān)電源的元器件彼此要繁密排列。在初級(jí)電路中,要求輸人端電容、晶體管和變壓器彼此靠近,而且布線(xiàn)緊湊;在次級(jí)電路中,要求二極管、變壓器和輸出端電容彼此貼近。
在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí),應(yīng)盡量將相互關(guān)聯(lián)的元器件擺放在一起,以避免因元器件離得太遠(yuǎn)而造成印制線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)所帶來(lái)的干擾;再者,將輸人信號(hào)和輸出信號(hào)盡量放置在引線(xiàn)端口附近,以避免因耦合路徑而產(chǎn)生的干擾。
在印制板上,將正、負(fù)載流導(dǎo)線(xiàn)分別緊靠布在印制板的兩面,并設(shè)法使之保持平行,因?yàn)槠叫芯o靠的正、負(fù)載流導(dǎo)體所產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)是趨向于相互抵消的。
實(shí)踐證明,印制板的元器件布置和布線(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)關(guān)電源EMC性能有極大的影響,在高頻開(kāi)關(guān)電源中,由于印制板上既有電平為±5~±15V的小信號(hào)控制線(xiàn),又有高壓電源母線(xiàn),同時(shí)還有一些高頻功率開(kāi)關(guān),磁性元件,如何在印制板有限的空間內(nèi)合理地安排元器件位置,將直接影響到電路中各元器件自身的抗干擾性和電路工作的可靠性。
另外,切記兩條印制信號(hào)線(xiàn)平行布線(xiàn)。如果平行布線(xiàn)無(wú)法避免,可以通過(guò)以下的方法來(lái)補(bǔ)救:
(1)在兩條信號(hào)線(xiàn)之間加一條地線(xiàn),以起屏蔽作用;
(2)盡量拉開(kāi)兩條平行信號(hào)線(xiàn)之間的距離,以降低兩線(xiàn)之間電磁場(chǎng)的影響;
(3)使兩條平行的信號(hào)線(xiàn)流過(guò)的電流方向相反。
布線(xiàn)之間的電磁耦合是通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行的,因此在布線(xiàn)時(shí),應(yīng)注意對(duì)電場(chǎng)與磁場(chǎng)耦合的抑制。對(duì)電場(chǎng)的抑制方法如下:
(1)盡量增大線(xiàn)間的距離,使電容耦合為最小;
(2)采用靜電屏蔽,屏蔽層要接地;
(3)降低敏感線(xiàn)路的輸人阻抗。
對(duì)磁場(chǎng)的抑制方法如下:
(1)減小干擾源和敏感電路的環(huán)路面積;
(2)增大線(xiàn)問(wèn)的距離,使耦合干擾源與敏感電路之間的互感盡可能小;
(3)最好使干擾源與敏感電路呈直佃布線(xiàn),以便大大降低線(xiàn)路之間的耦合。
另外,通過(guò)分析印制導(dǎo)線(xiàn)的特性阻抗,來(lái)選取印制導(dǎo)線(xiàn)的放置方式、長(zhǎng)度、寬度及布局方式。單根導(dǎo)線(xiàn)的特性阻抗由直流電阻R和自感L組成,印制線(xiàn)J越短,直流電阻R就越小;同時(shí)增加印制線(xiàn)的寬度和厚度也可以降低直流電阻R。
印制線(xiàn)長(zhǎng)度J越短,自感L就越小,而且增加印制線(xiàn)的寬度乙也可以降低自感L。
而多根印制線(xiàn)的特性阻抗除了由直流電阻R和自感L組成之外9還有互感M的影響,互感M除了受印制線(xiàn)的長(zhǎng)度和寬度的影響之外,印制線(xiàn)之間的距離也起著重要的作用,增大兩線(xiàn)的間距可以減少互感。
針對(duì)以上現(xiàn)象,在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí),應(yīng)盡量降低電源線(xiàn)和地線(xiàn)的阻抗,因?yàn)殡娫淳(xiàn)、地線(xiàn)和其他印制線(xiàn)都有電感,當(dāng)電源電流變化較大時(shí),將會(huì)產(chǎn)生較大的壓降,而地線(xiàn)壓降是形成公共阻抗干擾的重要因素,所以應(yīng)盡量縮短地線(xiàn),也可以盡量加粗電源線(xiàn)和地線(xiàn)線(xiàn)條。
在雙面印制板設(shè)計(jì)中,除了盡可能地加粗電源線(xiàn)和地線(xiàn)線(xiàn)條之外,還應(yīng)在地線(xiàn)和電源線(xiàn)之間安裝高頻特性好的去耦電容。