3.4.2、設(shè)備接大地

在工程實(shí)踐中，除認(rèn)真考慮設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)接地外，通常還將設(shè)備的信號(hào)地，機(jī)殼與大地連在一起，以大地作為設(shè)備的接地參考點(diǎn)。設(shè)備接大地的目的是：

1）保證設(shè)備操作人員人身的安全；
2）泄放機(jī)箱上所積累的電荷，避免電荷積累使機(jī)箱電位升高，造成電路工作的不穩(wěn)定；
3）避免設(shè)備在外界電磁環(huán)境的作用下使設(shè)備對(duì)大地的電位發(fā)生變化，造成設(shè)備工作的不穩(wěn)定。

由此可見(jiàn)，設(shè)備接大地除了是對(duì)人員安全、設(shè)備安全的考慮外，也是抑制騷擾發(fā)生的重要手段。

3.5、屏蔽技術(shù)

抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生騷擾輻射的又一種方法是屏蔽，目的是切斷電磁波的傳播途徑，用電磁屏蔽的方法解決電磁干擾問(wèn)題不會(huì)影響電路的正常工作。它用電導(dǎo)率良好的材料對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行屏蔽，用磁導(dǎo)率高的材料對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。為了防止脈沖變壓器的磁場(chǎng)泄露，可利用閉合環(huán)形成磁屏蔽，另外，還要對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行電場(chǎng)屏蔽。屏蔽應(yīng)考慮散熱和通風(fēng)問(wèn)題，屏蔽外殼上的通風(fēng)孔最好為圓形多孔，在滿(mǎn)足通風(fēng)的條件下，孔的數(shù)量可以多，每個(gè)孔的尺寸要盡可能小。接縫處要焊接，以保證電磁通路的連續(xù)性，如果采用螺釘固定，注意螺釘間距要短。屏蔽外殼的引入、引出線(xiàn)處要采取濾波措施，否則，這些會(huì)成為騷擾發(fā)射天線(xiàn)，嚴(yán)重降低屏蔽效果。若對(duì)電場(chǎng)屏蔽，屏蔽外殼一定要接地，否則，將起不到屏蔽效果；若對(duì)磁場(chǎng)屏蔽，屏蔽外殼則不需接地。對(duì)非嵌入的外置式開(kāi)關(guān)電源的外殼一定要進(jìn)行電場(chǎng)屏蔽，否則，很難通過(guò)輻射騷擾測(cè)試。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，主要是做好機(jī)殼屏蔽，高頻變壓器屏蔽，開(kāi)關(guān)管和整流二極管的屏蔽，采用光電隔離技術(shù)。功率開(kāi)關(guān)管和輸出二極管通常有較大的功率損耗，為了散熱往往需要安裝散熱器或直接安裝在電源底板上。器件安裝時(shí)需要用導(dǎo)熱性能好的絕緣片進(jìn)行絕緣，這就使器件與底板和散熱器之間產(chǎn)生了分布電容，開(kāi)關(guān)電源的底板是交流電源的地線(xiàn)，因而通過(guò)器件與底板之間的分布電容將電磁干擾耦合到交流輸入端產(chǎn)生共模干擾，解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是采用兩層絕緣片之間夾一層屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割斷射頻干擾向輸入電網(wǎng)傳播的途徑。為了抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的輻射電磁干擾對(duì)其他電子設(shè)備的影響，可完全按照對(duì)磁場(chǎng)屏蔽的方法來(lái)加工屏蔽罩，然后將整個(gè)屏蔽罩與系統(tǒng)的機(jī)殼和地連接為一體，就能對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行有效的屏蔽。電源某些部分與大地相連可以起到抑制干擾的作用。例如，靜電屏蔽層接地可以抑制變化電場(chǎng)的干擾;電磁屏蔽用的導(dǎo)體原則上可以不接地，但不接地的屏蔽導(dǎo)體時(shí)常增強(qiáng)靜電耦合而產(chǎn)生所謂“負(fù)靜電屏蔽”效應(yīng)，所以仍以接地為好，這樣使電磁屏蔽能同時(shí)發(fā)揮靜電屏蔽的作用。電路的公共參考點(diǎn)與大地相連，可為信號(hào)回路提供穩(wěn)定的參考電位。因此，系統(tǒng)中的安全保護(hù)地線(xiàn)、屏蔽接地線(xiàn)和公共參考地線(xiàn)各自形成接地母線(xiàn)后，最終都與大地相連。

3.6、元器件布局及印制電路板布線(xiàn)技術(shù)

開(kāi)關(guān)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，即輻射騷擾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騷擾的關(guān)鍵，即是說(shuō)開(kāi)關(guān)電源的元器件彼此要緊密排列。在初級(jí)電路中，要求輸入端電容、晶體管和變壓器彼此靠近，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，以避免因元器件離的太遠(yuǎn)而造成印制線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)所帶來(lái)的干擾；再者將輸入信號(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±5V～±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，切忌兩條印制信號(hào)線(xiàn)平行走線(xiàn)。如果平行走線(xiàn)無(wú)法避免，可通過(guò)以下方法來(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)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)的抑制方法有：
1）盡量增大線(xiàn)間距離，使電容耦合為最?。?br /> 2）采用靜電屏蔽，屏蔽層要接地；
3）降低敏感線(xiàn)路的輸入阻抗。
對(duì)磁場(chǎng)的抑制方法有：
1）減小騷擾源和敏感電路的環(huán)路面積；
2）增大線(xiàn)間距離，使耦合騷擾源與敏感電路間的互感盡可能地??；
3）最好使騷擾源與敏感電路呈直角布線(xiàn)，以便大大降低線(xiàn)路間耦合。

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、寬度以及布局方式。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)l越短，直流電阻R就越小；同時(shí)增加印制線(xiàn)的寬度和厚度也可降低直流電阻R。印制線(xiàn)長(zhǎng)度l越短，自感L就越小，而且增加印制線(xiàn)的寬度b也可降低自感L。而多根印制線(xiàn)的特性阻抗除由直流電阻R和自感L組成外，還有互感M的影響，互感M除受印制線(xiàn)的長(zhǎng)度和寬度影響外，印制線(xiàn)之間距離也起著重要的作用，增大兩線(xiàn)的間距可減少互感。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)和其它印制線(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。

4、結(jié)束語(yǔ)

要提高開(kāi)關(guān)頻率，提高開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的質(zhì)量，電磁兼容性問(wèn)題必須重點(diǎn)考慮。本文是在分析了干擾產(chǎn)生機(jī)理以及經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出的行之有效的抑制措施。產(chǎn)生開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的因素還很多，抑制電磁干擾還有大量的工作要做。在設(shè)計(jì)時(shí)，還要從消除騷擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑出發(fā)，使開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾降到最低點(diǎn)。