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EMC防护设计需要注意的事项有哪些

浏览次数: | 2020-05-29 09:49

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    EMC测试是是对电子产品在电磁方面的干扰EMI和抗干扰能力EMS测试。EMC测试在国外是一个必须通过的标准,在国内除了出口产品一般不做强制。但是目前EMC认证也被广泛接受,在医疗器械和军工领域外,许多民用设备也逐渐开始流行EMC测试,以增加产品的可靠度和品牌效应。除了空间辐射和导体传导之外,EMI测试包括谐波和电压闪烁;EMC包括静电ESD、脉冲EFT、浪涌、电压跌落断电、PMS。
    居住环境的通用设备需要过的认证是EN61000-6-1。以下是PCB设计时需要注意的事项和思路。
 
EMC测试
 
    1.浪涌防护设计:
    合理规划泄放路径。
    DC-DC芯片设计时,注意对于数字地通过整流桥到接口的路径。
    退偶方式的选择:退偶电路加在电源输入和输出端,是正负极浪涌保护的关键。退偶方式有三种,首先考虑差模电感、其次共模电感、最后选择串联PTC限流。
    2.防雷设计
    防雷器件:
    GDT,高频信号选用气体放电管GDT,因为能量消耗在了源阻抗中而不是保护和被保护电路中。
    MOV,能量耗散在瞬变阻抗和瞬变源与保护节点之间的电阻。瞬变的重复频率有限,配合GDT作为二次保护。选型时考虑工作电压和最大耐压。反应时间<50ns。
    TVS,二极管选用肖特基二极管,3A/40V。交流漏电流在100mA以上,直流漏电流在5mA以下。高频信号选用几pF的低结电容TVS,或与二极管串联。反应时间<1ns。
    防雷注意事项:
    初级防护和次级防护间加入8uH空心电感做退偶。
    串联的限流电阻(输入阻抗低)靠近芯片、并联TVS靠近接口。
    X电容计算:浪涌电压时间正比于X电容,浪涌时间需大于保护器件反应时间。0.22uF可保护2kV电压。
    3kA雷击表层布线宽度大于40mi/2OZ,内层布线宽度大于45mil/2oZ,换层过孔大于50/90。适用于防雷板PCB。
    3.ESD静电放电
    GND的片区连接采用大面积低阻抗连接。
    接口处需要平整的GND平面,减少环路面积。
    良好的接地来泄放能量。
    共地点放在电源入口处。
    连接器IO处预留串并静电防护器件,必要是使用滤波电路。
    信号排线用GND间隔,保证低阻抗回路。
    芯片IO口的承受电流,就需要提高放电点与芯片间的阻抗。选用电阻或者同等阻抗的电感。ESD电压/承受电流:6kV/20mA=300kohm阻抗。
    IC、连接器、板边一圈,三者的GND需要隔开。
    差分信号经常会有大地线。差分信号到PCB的连接器的大地,与主芯片的数字地之间用高频电容做隔离。频率低的时候阻抗大,频率高的时候阻抗小。
    测试经验:
    先测传导,测到80MHz。压平有利于辐射测试。
    干扰源和敏感源通常通过电源耦合。
    射频使用共模滤波在干扰源或电源进线位置。最好进线和出现都加滤波。
    3V耐浪涌能力小于5V

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