機電產(chǎn)品的電磁干擾抑制措施
4)電源線上加裝磁環(huán)
在電源線上加裝磁環(huán),需要注意對于不同的機電產(chǎn)品和電源,磁環(huán)安裝位置是有區(qū)別的。有時候安裝在機器外部電源線上效果好,有時候安裝在內(nèi)部電源線靠近電源處效果好,這就需要測試一下才能確定裝在哪里比較合適。
磁環(huán)安裝在電源線上是一箭雙雕的好方法,既可以降低傳導(dǎo)噪音,也可以抑制輻射干擾。但在有些情況下,單是在電源線上安裝磁環(huán)還不夠。
5)元器件選用
電源上很多元器件對輻射有較大的影響,比如主開關(guān)管、高頻變壓器及輸出端整流二極管等,需盡量采用低噪音的元器件。對于電源二次側(cè)的整流二極管來說,可選用的器件種類有快恢復(fù)二極管(FRD)、超快恢復(fù)二極管(SRD)及肖特基二極管(SBD)等,其中SBD目前基本上應(yīng)用于低輸出直流電壓的場合。
這里有一個實例,在批量生產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)余量非常小,在33.960MHz頻率時僅為-1.07,因此采取了兩個措施,一是更換了輸出端整流二極管(原來所用器件為SF10LC20U,其反向恢復(fù)時間trr為35ns,后改用MUR2020CT,其trr為25ns)。二是去掉了一個散熱板單端接地處的接地布線,見圖2中箭頭所示,結(jié)果輻射余量在原問題頻率附近增大到-4.15,達到了規(guī)格要求。
42主控板輻射的抑制
主控板也是主要的一個輻射源,由于其所用晶振頻率一般較高,又有大量電路涉及高速數(shù)據(jù)處理,因此往往產(chǎn)生高頻輻射。為了降低輻射,可以從以下幾方面來下功夫:
1)主控板的布線,尤其是地線的布設(shè);
2)元器件選用;
3)在高速信號線上使用零電阻電感等;
4)地線的布設(shè)方面,比如模擬地與數(shù)字地的噪音隔離技術(shù);
5)屏蔽板的采用;
6)2層板、屏蔽銅膜2層板、4層板及4層板以上多層板的選擇。
其實選擇幾層板是非常重要的,它們對輻射的影響非常大。就一般應(yīng)用而言,建議選用2層板,因4層板的成本大大高于2層板。而在2層板的基礎(chǔ)上采用表面屏蔽銅膜工藝的成本介于兩者之間,它們降低高頻輻射的效果則剛好相反,從大到小依次為4層板,2層板+銅膜,2層板。
主控板的輻射問題一定要在批量生產(chǎn)之前解決,一旦在生產(chǎn)階段發(fā)生抽檢不合格的情況,非常被動。往往采用許多措施都沒有效果,如果迫不得已由2層板改為4層板,效果是非常好,只是成本大幅度增加。
43其它方面
其它方面對輻射大小也有一定影響。
1)電機控制板與電源線
許多機電產(chǎn)品會用到直流電機,需要精密控制的地方還會用到步進電機,電機的控制板會產(chǎn)生輻射噪音。除了在設(shè)計控制板時盡早考慮降低輻射外,在電機的電源線上加裝磁環(huán)也是一個有效的辦法,如果電源線在磁環(huán)上繞兩匝,效果會更好。
2)易產(chǎn)生靜電零件的接地
機電產(chǎn)品上有一些轉(zhuǎn)動的金屬零件和構(gòu)件會產(chǎn)生靜電,靜電通常不會產(chǎn)生值得注意的輻射,但如有可能,最好給這些零件和構(gòu)件加上接地裝置,及時泄放靜電,既可以不影響機器性能,也有利于降低輻射。
5結(jié)語
總體上,降低電磁干擾的種種措施既有理論依據(jù),又有實踐經(jīng)驗,有時候積累經(jīng)驗更為重要。降低電磁干擾需要板級設(shè)計者(電源設(shè)計者和主控板設(shè)計者等)和電磁兼容工程師兩方面的技術(shù)協(xié)調(diào)。不管怎樣,需要盡早在設(shè)計階段就解決問題,以避免批量生產(chǎn)時出現(xiàn)超標(biāo)問題導(dǎo)致成本大幅度上升的困境。
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