電路設(shè)計(jì):
你的位置:首頁(yè) > EMC安規(guī) > 正文
電路六大版塊設(shè)計(jì)要領(lǐng),通過(guò)電磁兼容測(cè)試妥妥的!
發(fā)布時(shí)間:2014-12-31 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】工程師電路設(shè)計(jì)的最后一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)就是電路設(shè)計(jì)的電磁兼容測(cè)試,能不能成功就看能不能通過(guò)電磁兼容的測(cè)試了,成敗在此一舉。故電磁兼容測(cè)試很重要,那么如何才能保證最后的電磁兼容測(cè)試能高效的通過(guò)呢?只需記住六塊的設(shè)計(jì)要領(lǐng)即可!哪六塊呢?
接地設(shè)計(jì):
一旦發(fā)生了靜電放電,應(yīng)該讓其盡快旁路人地,不要直接侵入內(nèi)部電路。例如內(nèi)部電路如用金屬機(jī)箱屏蔽,則機(jī)箱應(yīng)良好接地,接地電阻要盡量小,這樣放電電流可以由機(jī)箱外層流入大地,同時(shí)也可以將對(duì)周?chē)矬w放電時(shí)形成的騷擾導(dǎo)入大地,不會(huì)影響內(nèi)部電路。對(duì)金屬機(jī)箱,通常機(jī)箱內(nèi)的電路會(huì)通過(guò)I/O電纜、電源線等接地,當(dāng)機(jī)箱上發(fā)生靜電放電時(shí),機(jī)箱的電位上升,而內(nèi)部電路由于接地,電位保持在地電位附近。這時(shí),機(jī)箱與電路之間存在著很大的電位差。這會(huì)在機(jī)箱與電路之間引起二次電弧。使電路造成損壞。通過(guò)增加電路與外殼之間的距離可以避免二次電弧的發(fā)生。當(dāng)電路與外殼之間的距離不能增加時(shí),可以在外殼與電路之間加一層接地的金屬擋板,擋住電弧。如果電路與機(jī)箱連在一起,則只應(yīng)通過(guò)一點(diǎn)連接。防止電流流過(guò)電路。線路板與機(jī)箱連接的點(diǎn)應(yīng)在電纜入口處。對(duì)塑料機(jī)箱,則不存在機(jī)箱接地的問(wèn)題。
電纜設(shè)計(jì):
一個(gè)正確設(shè)計(jì)的電纜保護(hù)系統(tǒng)可能是提高系統(tǒng)ESD非易感性的關(guān)鍵。作為大多數(shù)系統(tǒng)中的最大的“天線”— I/O電纜特別易于被ESD干擾感應(yīng)出大的電壓或電流。從另一方面,電纜也對(duì)ESD干擾提供低阻抗通道,如果電纜屏蔽同機(jī)殼地連接的話。通過(guò)該通道ESD干擾能量可從系統(tǒng)接地回路中釋放,因而可間接地避免傳導(dǎo)耦合。為減少ESD干擾輻射耦合到電纜,線長(zhǎng)和回路面積要減小,應(yīng)抑制共模耦合并且使用金屬屏蔽。對(duì)于輸入/輸出電纜可采用使用屏蔽電纜、共模扼流圈、過(guò)壓箝位電路及電纜旁路濾波器措施。在電纜的兩端,電纜屏蔽必須與殼體屏蔽連接。在互聯(lián)電纜上安裝一個(gè)共模扼流圈可以使靜電放電造成的共模電壓降在扼流圈上,而不是另一端的電路上。兩個(gè)機(jī)箱之間用屏蔽電纜連接時(shí),通過(guò)電纜的屏蔽層將兩個(gè)機(jī)箱連接在一起,這樣可以使兩個(gè)機(jī)箱之間的電位差盡量小。這里,機(jī)箱與電纜屏蔽層之間的搭接方式很重要。強(qiáng)烈建議在電纜兩端的機(jī)箱與電纜屏蔽層之間360°搭接。
鍵盤(pán)和面板:
鍵盤(pán)和控制面板的設(shè)計(jì)必須保證放電電流能夠直接流到地,而不會(huì)經(jīng)過(guò)敏感電路。對(duì)于絕緣鍵盤(pán),在鍵與電路之間要安裝一個(gè)放電防護(hù)器(如金屬支架),為放電電流提供一條放電路徑。放電防護(hù)器要直接連接到機(jī)箱或機(jī)架上,而不能連接到電路地上。當(dāng)然,用較大的旅鈕(增加操作者到內(nèi)部線路的距離)能夠直接防止靜電放電。鍵盤(pán)和控制面板的設(shè)計(jì)應(yīng)能使放電電流不經(jīng)過(guò)敏感電路而直接到地。采用絕緣軸和大旋鈕可以防止向控制鍵或電位器放電。現(xiàn)在,較多的電子產(chǎn)品面板采用薄膜按鍵和薄膜顯示窗,由于該薄膜由耐高壓的絕緣材料構(gòu)成,可有效防止ESD通過(guò)按鍵和顯示窗進(jìn)入內(nèi)部電路形成干擾。另外,現(xiàn)在大多數(shù)鍵盤(pán)的按鍵內(nèi)部均有由耐高壓的絕緣薄膜構(gòu)成的襯墊,可有效防止ESD的干擾。
[page]
電路設(shè)計(jì):
設(shè)備中不用的輸入端不允許處于不連接或懸浮狀態(tài),而應(yīng)當(dāng)直接或通過(guò)適當(dāng)電阻與地線或電源端相連通。一般來(lái)說(shuō),與外部設(shè)備連接的接口電路都需要加保護(hù)電路,其中也包括電源線,這一點(diǎn)往往被硬件設(shè)計(jì)所忽視。以微機(jī)為例來(lái)講,應(yīng)該考慮安排保護(hù)電路的環(huán)節(jié)有:串行通信接口、并行通信接口、鍵盤(pán)接口、顯示接口等。
濾波器(分流電容或一系列電感或兩者的結(jié)合)必須用在電路中以阻止EMI耦合到設(shè)備。如果輸入為高阻抗,一個(gè)分流電容濾波器最有效,因?yàn)樗牡妥杩箤⒂行У嘏月犯叩妮斎胱杩?,分流電容越接近輸入端越好。如果輸入阻抗低,使用一系列鐵氧體可以提供最好的濾波器,這些鐵氧體也應(yīng)盡可能接近輸入端。
在內(nèi)部電路上加強(qiáng)防護(hù)措施。對(duì)于可能遭受直接傳導(dǎo)的靜電放電干擾的端口,可以在I/O接口處串接電阻或并聯(lián)二極管至正負(fù)電源端。MOS管的輸入端串接100kΩ電阻,輸出端串接1kΩ電阻,以限制放電電流量。TTL管輸人端串接22~100Ω電阻,輸出端串接22~47Ω電阻。模擬管輸入端串接100Ω~100kΩ,并且加并聯(lián)二極管,分流放電電流至電源正或負(fù)極,模擬管輸出端串接100Ω的電阻。在I/O信號(hào)線上安裝一個(gè)對(duì)地的電容能夠?qū)⒔涌陔娎|上感應(yīng)的靜電放電電流分流到機(jī)箱,避免流到電路上。但這個(gè)電容也會(huì)將機(jī)殼上的電流分流到信號(hào)線上。為了避免這種情況的發(fā)生,可以在旁路電容與線路板之間安裝一只鐵氧體磁珠,增加流向線路板的路徑的阻抗。需要注意的是,電容的耐壓一定要滿足要求。靜電放電的電壓可以高達(dá)數(shù)千伏。用一個(gè)瞬態(tài)防護(hù)二極管也能夠?qū)o電放電起到有效的保護(hù),但需要注意,用二極管雖然將瞬態(tài)干擾的電壓限制住了,但高頻干擾成分并沒(méi)有減少,該電路中一般應(yīng)有與瞬態(tài)防護(hù)二極管并聯(lián)的高頻旁路電容抑制高頻干擾。在電路設(shè)計(jì)及電路板布線方面,應(yīng)采用門(mén)電路和選通脈沖。這種輸入方式只有在靜電放電和選通同時(shí)發(fā)生時(shí)才能造成損壞。而脈沖邊沿觸發(fā)輸入方式對(duì)靜電放電引起的瞬變很敏感,不宜采用。
PCB設(shè)計(jì):
良好的PCB設(shè)計(jì)可以有效地減少ESD干擾對(duì)產(chǎn)品造成的影響,這也是電磁兼容設(shè)計(jì)中ESD設(shè)計(jì)部分的一個(gè)重要的內(nèi)容。對(duì)一個(gè)成品進(jìn)行電磁兼容對(duì)策時(shí),很難再對(duì)PCB進(jìn)行重新設(shè)計(jì)(改進(jìn)成本太高),此處不再加以介紹。
軟件:
除了硬件措施外,軟件抑制方案也是減少系統(tǒng)鎖定等嚴(yán)重失常的有力方法。軟件ESD抑制措施分為兩種常用的類(lèi)別:刷新、檢查并且恢復(fù)。刷新涉及到周期性地復(fù)位到休止?fàn)顟B(tài),并且刷新顯示器和指示器狀態(tài)。只需進(jìn)行一次刷新然后假設(shè)狀態(tài)是正確的,其它的事就不用做了。檢查/恢復(fù)過(guò)程用于決定程序是否正確執(zhí)行,它們?cè)谝欢ㄩg隔時(shí)間被激活,以確認(rèn)程序是否在完成某個(gè)功能。如果這些功能沒(méi)有實(shí)現(xiàn),一個(gè)恢復(fù)程序被激活。
一般ESD對(duì)策準(zhǔn)則:
(1)在易感CMOS、MOS器件中加入保護(hù)二極管;
(2)在易感傳輸線上(地線在內(nèi))串幾十歐姆的電阻或鐵氧體磁珠;
(3)使用靜電保護(hù)表面涂敷技術(shù),使ESD難以機(jī)芯放電,經(jīng)證明十分有效;
(4)盡量使用屏蔽電纜;
(5)在易感接口處安裝濾波器;并將無(wú)法安裝濾波器的敏感接口加以隔離;
(6)選擇低脈沖頻率的邏輯電路;
(7)外殼屏蔽加良好的接地。
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測(cè)試庫(kù)獲得德國(guó)萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無(wú)線開(kāi)發(fā)平臺(tái)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來(lái)更多臺(tái)式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長(zhǎng)的IO-Link市場(chǎng)
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無(wú)線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 一文掌握UV LED在空凈消殺領(lǐng)域的主要應(yīng)用
- 聚焦汽車(chē)智能化與電動(dòng)化︱AUTO TECH 2025 華南展11月,已全面啟動(dòng),邀您共精彩!
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動(dòng)工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會(huì)議全公開(kāi)!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開(kāi)啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索
車(chē)載以太網(wǎng)
車(chē)載娛樂(lè)
充電
充電電池
充電器
充電樁
觸控屏
觸控顯示
觸摸開(kāi)關(guān)
傳感技術(shù)
傳感器
傳感器模塊
船型開(kāi)關(guān)
串聯(lián)電阻公式
創(chuàng)智成
磁傳感器
磁環(huán)電感
磁敏三極管
磁性存儲(chǔ)器
磁性元件
磁珠電感
存儲(chǔ)器
大功率管
單向可控硅
刀開(kāi)關(guān)
等離子顯示屏
低頻電感
低通濾波器
低音炮電路
滌綸電容