家用电器电磁兼容性(EMC)设计(三)

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  &nbsp;&nbsp;&nbsp; 另一方面，高速逻辑电路、高速时钟电路、微处理器以及视频电路等，既是潜在的电磁骚扰源，却又很容易被骚扰，如果脉冲骚扰的强度超过该电路的噪声容限，就会产生误动作。CMOS和HTL器件具有较高的噪声容限，应优选使用。 <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;当数字电路工作时，将发生高、低电压之间的转换，将引起瞬态地电流和瞬态负载电流从电源流入电路或由电路流入地线，使电源线或地线中的电流产生不平衡。由于电源线和地线存在不可忽略的电阻和电感，瞬态地电流和瞬态负载电流流过电源线和地线时，会引发电源电压的波动，严重时将干扰其它电路或器件的工作，是传导骚扰和辐射骚扰的初始源。为此，应尽量减小印刷电路板电源线和地线的电阻和电感。例如，当脉冲电流的变化为30mA，上升／下降时间为3ns，则骚扰带宽可达100MHz。对于长10cm，宽1mm，厚0．03mm的印刷电路板导线，其阻抗为72．5Ω，所引起的电源电压波动达2．1v；如果使用多层板中的一层为电源层，另一层为接地层，阻抗仅为3．72mΩ，电源电压波动可减小到100μv，对其它电路或器件的工作几乎不发生影响。当然，如果在印刷电路板上再安装去耦电容来提供一个电流源，以被补偿数字电路工作时所产生的瞬态电流，将会取得更好的效果。 </p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;为了控制差模辐射，还应将信号线和回线紧靠在—起，减小信号路径形成的环路面积。因为信号环路的作用就相当于辐射或接收磁场的环天线。由于接地面存在阻抗而存在地电位，即共模电压，它能在外接电缆上激励共模辐射。为了控制共模辐射，就应减小共模电压，合理选择接地点；也可采用板上滤波器或滤波器连接器滤除共模电流；当然，如果使屏蔽电缆的屏蔽层与屏蔽机箱构成完整的屏蔽体，也能达到抑制共模辐射的效果。此外，降低信号频率和电平也是减小辐射的重要措施。为了进一步减小印刷电路板导线的辐射，设计时还应满足20H准则和2W准则。这里H是印刷电路板两层板之间的距离，即元件面应比接地面缩小20H宽度，避免因边缘效应引起的辐射；W是印刚电路板导线的宽度，即高频或高速电路导线间距不小于两倍导线宽度，以减小串扰。导线应短、宽、均匀、直，如遇拐弯，应采用45°角，导线宽度不要突变，不要突然拐角。 </p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;应当注意，单面板虽然制造简单、装配方便，但只适用于一般电路要求，不适用于高组装密度或复杂电路的场合；双面板适用于只要求中等组装密度的场合；对于高组装密度或复杂电路，应优选多层板。这时，可将数字电路和模拟电路分别安排在不同层内，电源层和接地层相邻，骚扰源单独安排并远离敏感电路；高速、高频电路应靠近边缘连接器。完成印刷电路板设计后，应使板上各电路都能正常工作，不存在相互骚扰，能将骚扰发射降至最低并且有良好的抗扰性。 </p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;3．2地线设计是最重要的设计，往往也是难度最大的一项设计。家用电器的安全地，要提供对人身和家用电器的可靠安全保证，需做独立的设计。信号地线则是信号流回源的低阻抗路径，类型有悬浮地、单点接地、多点接地以及混合接地，悬浮地容易产生静电积累与静电放电，很少采用。由于地线不是理想的零阻抗，单元电路应当采用单点接地；多级电路接地点应选在低电平电路的输入端，可减小地电位对电路的骚扰；小信号高增益放大器的屏蔽罩也应单点接地，接地点应选在输出端地线上，可以防止自激；复杂家用电器中往往包含多种电子线路和电机、电器等，这时应将地线分为信号地线、骚扰源地线、屏蔽罩地线、机壳地线等，分组敷设，最后集中为一条地线，可以克服各部分地线之间引起的骚扰。</p>