印制电路板的电磁兼容设计

印制电路板的电磁兼容设计印制电路板的电磁兼容设计

作者：李舜阳 李华

印制电路板的电磁兼容设计
引言 装置设备和系统在设计阶段解决电磁兼容问题是十分重要的，从图 1 可见，在 设计阶段解决 EMC 问题，不仅可以降低成本，和降低解决 EMC 问题的难度，也大 大缩短了时间。

图1

解决 EMC 问题在各阶段的可能性和成本

设备和系统向外部环境发射的骚扰电平是通过传导和辐射发射的途径形成的。 如果设备作为一个黑盒子，那么，内部骚扰源可通过电源电缆和信号电缆对外形成 传导发射，同时通过壳体向外辐射发射；反之，外部环境电磁场感应在电缆上的电 压形成电流，对设备敏感电路形成骚扰，或辐射场通过壳体直接进入敏感电路产生 骚扰，图 2 所示是系统的骚扰电平：

图2

设备的发射和敏感度

由图 2 不难看出，从骚扰源到受害设备离不开传播途径，对辐射的传播路径是 空间，而对传导的传播路径是导体（电缆） 。 传统的设计方法是用屏蔽、滤波和接地解决电缆口和壳体带来的 EMC 问题。 但是大多数骚扰是在印制板电路上产生的，因此，在印制板电路设计的阶段，考虑 EMC 设计是非常重要的， 布线设计应尽量减少公共地阻抗耦合。 由于线间电容和电 感所形成串扰以及载流导线所形成射频辐射耦合等，其中辐射发射是最难解决的。
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印制电路板的电磁兼容设计

作者：李舜阳 李华

1. 共模发射和差模发射 分析共模发射和差模发射对抑制骚扰电平是重要的，通常把线地的发射定义为 共模发射，如图 3 所示。而把线与线的发射定义为差模发射，如图 4 所示。

E=

K × I ×l × f r

图3 式中： k－发射系数 I－共模电流 l－线的长度 f－发射的频率 r－距离

共模发射（电流流经高阻抗路径，如开路）

从图 3 可见，减少共模发射应降低共模电流和减少电缆线的长度。

K × A× I × f 2 E= r 图