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工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法概述（二）

來源：發(fā)布時間：2019-06-14 點擊量：1264

工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法概述（二）

本文接著敘述關于工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法，從屏蔽措施，變壓器的繞制，接地技術的應用，PCB 元件布局及走線幾個方面來敘述。

工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法之屏蔽措施
抑制輻射噪聲的有效方法就是屏蔽。可以用導電性能良好的材料對電場進行屏蔽，用磁導率高的材料對磁場進行屏蔽。為了防止變壓器的磁場泄漏，使變壓器初次級耦合良好，可以利用閉合磁環(huán)形成磁屏蔽，如罐型磁芯的漏磁通就明顯比E 型的小很多。開關電源的連接線，電源線都應該使用具有屏蔽層的導線，盡量防止外部干擾耦合到電路中?；蛘呤褂么胖椤⒋怒h(huán)等EMC 元件，濾除電源及信號線的高頻干擾。但是，要注意信號頻率不能受到EMC 元件的干擾，也就是信號頻率要在濾波器的通帶之內。整個開關電源的外殼也需要有良好的屏蔽特性，接縫處要符合EMC規(guī)定的屏蔽要求。通過上述措施保證開關電源既不受外部電磁環(huán)境的干擾也不會對外部電子設備產(chǎn)生干擾。

工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法之變壓器的繞制
在設計高頻變壓器時必須把漏感減到最小。因為漏感越大，產(chǎn)生的尖峰電壓幅值越高，漏極箝位電路的損耗就越大，這必然導致電源效率降低。減小變壓器的漏感通常采用減少原邊繞組的匝數(shù)、增大繞組的寬度、減小各繞組之間的絕緣層等措施。

工控設備電源等開關電源的變壓器主要的寄生參數(shù)為漏感、繞組間電容、交叉耦合電容。變壓器繞組間的交叉耦合電容為共模噪聲流過整個系統(tǒng)提供了通路。

工控設備電源等開關電源在變壓器的繞制過程中采用法拉第屏蔽來減小交叉耦合電容。用銅箔或鋁箔包繞在原邊繞組和副邊繞組之間，形成一個表面屏蔽層隔離區(qū)，并接地，其中原邊繞組和副邊繞組交錯繞制，以減小交叉耦合電容。在安裝規(guī)程上一般要求散熱器接地，那么開關管漏極與散熱器之間的寄生電容就為共模噪聲提供了通路，可以在漏極和散熱器之間加一銅箔或鋁箔并接地以減小此寄生電容。

工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法之接地技術的應用
開關電源需要重視地線的連接，地線承擔著參考電平的重任，特別是控制電路的參考地，如電流檢測電阻的地電平和無隔離輸出的分壓電阻的地電平。
（ 1）設備的信號接地。設備的信號接地，可能是以設備中的一點或一塊金屬來作為信號的接地參考點，它為設備中的所有信號提供了一個公共參考電位。如浮地和混合接地，另外還有單點接地和多點接地。
（ 2）設備接大地。在工程實踐中，除認真考慮設備內部的信號接地外，通常還將設備的信號地，機殼與大地連在一起，以大地作為設備的接地參考點。

工控設備電源等開關電源的控制信號的地電平衰減應盡可能的小，因此，采用控制部分一點接地，然后將公共連接點再單點接至功率地。這種接地方式可以使噪聲源和敏感電路分離。另外，地線盡量鋪寬，對空白區(qū)域可敷銅填滿，力求降低地電平誤差和EMI。在裝置中盡量采用表面貼裝元器件，使組裝密度更高，體積更小，重量更輕，可靠性更高，高頻特性好，減小電磁和射頻干擾。

工控設備電源等開關電源電磁干擾的解決方法之PCB元件布局及走線
PCB 中帶狀線、電線、電纜間的串間是印刷電路板線路中存在最難克服的問題之一。開關電源的輻射騷擾與電流通路中的電流大小、通路的環(huán)路面積、以及電流頻率的平方的乘積成正比，因此PCB 的布局設計將直接關系到整機電磁兼容性能。在設計開關電源工控設備電源等開關電源在印制電路板時，必須從布局及走線的優(yōu)化設計著手。
（ 1）印制板布線地通常要符合以下原則
1、輸入、輸出端用的導線應盡量避免相鄰平等。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋耦合;
2、印制板導線盡量采用寬線，尤其是電源線和地線;　3、印制導線拐彎處一般采取圓弧形;
4、專用零伏線、電源線的走線寬度（1 mm，電源線和地線盡可能靠近等。
（ 2）元器件布局時通常要符合以下原則
1、按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。
2、以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
3、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應盡可能使元器件平等排列。4、位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣的距離一般不小于2 mm。

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