一、電快速(sù)瞬變(biàn)脈衝群特點
電快速瞬變脈衝群EFT是電氣和機電設備中常見的一種瞬態幹擾(rǎo),是由繼電器、接觸器、電動機、變壓器等電感器件產生的,是時間很短但幅度很大的電磁幹(gàn)擾,是一連串的脈衝,可以在電路輸入端產生累計效(xiào)應,使幹擾(rǎo)電平的幅度最終超過電(diàn)路的噪聲門限,對電路形成幹擾。
電快(kuài)速瞬變脈衝群由大量(liàng)脈衝組成,具(jù)有如下特點:
1) 幅值(zhí)在(zài)100V至數千伏(fú);
2) 脈衝頻率在(zài)1kHz至1MHz;
3) 單個脈衝的上(shàng)升沿在納(nà)秒(miǎo)級,脈(mò)衝持續時間在幾十納秒至數毫秒(miǎo);
4) EFT所形成的騷擾信號頻譜分補非常寬,數字電路對它(tā)比(bǐ)較敏感,易受到幹擾。
二、電快速瞬變脈衝(chōng)群常見抑製方法
1) 減小PCB接地線公共阻抗:增加PCB接地導線的麵積,減小電感量成分;
2) 加接(jiē)EFT電感瞬態(tài)幹擾(rǎo)抑製網(wǎng)絡:在電感元(yuán)件上並接壓敏(mǐn)電阻、阻容電路、二(èr)極管、TVS管、背靠連接的穩壓二極管等;
3) 電源或信號幹擾源輸(shū)入口,使用濾波器或吸收器(qì)等濾波元器件(jiàn),選用磁珠(zhū)的內徑越小、外徑越大、長度越長越好;
4) 電子元器件選擇時,選用性能可靠的關鍵器件;最好做過芯片級的電磁兼容仿(fǎng)真試驗,質量可靠的元器件選用可提升對電快速瞬(shùn)變脈衝(chōng)信號的抑製能力;
4) PCB布局(jú)時,將幹擾源遠離敏感電路;
5) PCB布線時注意線纜的隔離,強弱電的布線隔離、信(xìn)號線與功率線的隔離,各類走線要(yào)盡(jìn)量短,
6) 正確使用接地技術,減小環路麵(miàn)積;
7) 安裝瞬態幹擾吸(xī)收器(qì);
8) 軟件設計時,考慮避免幹(gàn)擾對係統的影(yǐng)響,軟件上應正(zhèng)確檢測和處理告警信息,及時恢複產品的狀態;
9) I/O信號進出由*隔離的變壓器或光耦連(lián)接,更好的實現隔離;
10) 使用高阻抗的共模或差模電感濾波器
11) 使用鐵氧(yǎng)體磁(cí)環(huán);
12) 在PCB層電源輸入位置要做好濾(lǜ)波,通常采用的是大小電容組合,根據實(shí)際情況可以酌情再添加一級磁珠來濾除高頻信號;13) 組裝生產環(huán)節中應(yīng)嚴把質量關,做(zuò)好生產工藝流程控製,盡量保證(zhèng)產品(pǐn)質量的一致性,減少因個別產品質量問(wèn)題帶(dài)來的測試不合格現象;
1、電源電路抗幹擾(rǎo)設計
1) 變壓器及穩壓模(mó)塊應就近(jìn)安裝在交流電源進入係統的地方;
2) 強電輸送線絕(jué)不能在係統內亂布;
3) 電源供電線應盡量短,板(bǎn)間連接線使用雙絞線;
4) 交流輸入、功(gōng)率繼電器、電源濾波(bō)器、電源變壓器等幹擾(rǎo)源(yuán)電路應與(yǔ)係統穩壓後的5V、3.3V等布線嚴格分(fèn)開並進行有效隔(gé)離;
5) 穩壓電源輸出並接電解電容及0.01uF左右陶瓷電容和二極管;
2、PCB布局抗幹擾設計
1) 主控部分和外(wài)圍設備按各自體(tǐ)係(xì)要(yào)有明顯界限,不能混裝,即使係統隻(zhī)有一塊(kuài)印製板,也要分模塊設計,模塊間做好隔離;
2) 大功率低速電路、模擬電路和數字電路應分開布局,大功率(lǜ)器件應與小信號電路(lù)分(fèn)開,如功率繼電器(qì)要與主控模塊及弱點驅(qū)動模塊隔離,使相互間的信號耦合最小;
3) 各部件之間引線要盡量短,噪聲敏(mǐn)感器件盡量縮短連接(jiē)的信號線;
4) 發熱量大的器件如電源芯片、單(dān)片機、RAM等應盡量安(ān)排在不影(yǐng)響敏感電路的(de)地方及通風冷卻較好的地方,電路板(bǎn)豎(shù)直放置時,發熱量大的器件應放置在最上邊。
5) 晶振(zhèn)與CPU時鍾輸入端,要相互靠近;
6) 易產生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應盡(jìn)量遠離邏(luó)輯電路,如果(guǒ)有可能,應分開做印製電路板;
7) 盡可能縮短高頻元器件之間(jiān)的連線,設法減少它(tā)們的分布參(cān)數和相互(hù)間的電磁幹擾;易受幹擾的元器件(jiàn)不能相(xiàng)互靠得太近,輸入和輸出元器件應盡量遠離;
8) 按功能模塊(kuài)對電路板進行分區,把有幹擾的電源、接地層和(hé)其它功能區與無幹擾的或靜(jìng)態的區(qū)域分開;每個功能模塊分區元器(qì)件放置應相互靠近,布線(xiàn)長度最短;
9) DC/DC模塊、開關元器件和整流器(qì)應盡可能(néng)靠近變壓器放置;
10) 電磁幹擾濾波器要盡可能靠(kào)近電磁幹擾源,並(bìng)放在同一塊電路板上;
11) 調壓元(yuán)器件和濾波電容器應盡可能靠近(jìn)整流二極管放置;
12) 印製電路板按頻率和電流開關特性分區,噪聲元器件和非噪聲元器件距離盡量遠;
13) 對噪聲敏感的布線不要與大電流和高速開關線(xiàn)平行;
14) 連接器、接(jiē)插件應布置在電路板一側,盡量避免從兩(liǎng)側引出電纜,減少共模輻射;
3、PCB布線抗幹擾設計
1) 電路板的層數根據係統電源網(wǎng)絡、強弱信號網絡等因素來確定;在(zài)電路板層數允許的情況下,可設置獨立的電源層(céng)和地層;
2) 數字電路和模擬電路要分開(kāi)接地;數字電路的(de)地可構成閉環以提高抗幹擾性能,地平(píng)麵一般做接地處理,並作為基本電平(píng)參考(kǎo)點,地平麵屏蔽(bì)效(xiào)果優於電源平麵。
3) 元器(qì)件布局後,先布地線、電源線、然後布高速信號線;數字電(diàn)路地線采用網格結(jié)構
4) 電源線應盡量靠(kào)近地線,減小差模輻射的(de)環路麵積,有利於減小電路間幹擾;
5) 時鍾線(xiàn)與(yǔ)信號線之間用(yòng)地線隔離,關鍵信號線之間用地線隔離,減(jiǎn)小環路麵積,可有效(xiào)地抑製相鄰新號線路之間的耦(ǒu)合;
6) 避免印製(zhì)電路板導(dǎo)線的不連續性,布線寬度不要突變,防止導線阻抗突變引發信(xìn)號反(fǎn)射和駐波,布線(xiàn)不要突(tū)然拐角,避(bì)免直角(jiǎo)和銳角(jiǎo)布線;
7) 電源線和(hé)地(dì)線要盡量寬、短、直,以減小阻抗;
8) 時鍾信號發生器電(diàn)路應盡量靠近使用(yòng)時鍾的器件,時鍾線要盡量短,晶振外殼要接地,石英晶體及對噪聲敏感器件下麵不要走線,用(yòng)地線把時鍾區(qū)圈(quān)起來;
9) 電源線和地線加接去耦電容,盡量加寬電源(yuán)導線寬度,采(cǎi)用大麵積(jī)接地;電源(yuán)輸(shū)入端跨接100uF左右的電解電(diàn)容,每個IC處布置一個0.01uF的(de)瓷片電容。去耦電容值的選區可按C=1/f計算(suàn),及10MHz取0.1uF,單片機係(xì)統一般(bān)取0.01uF—0.1uF;
10) 印製板中的接觸器、繼電器、按鈕等(děng)元器件,操作時易產生火花放電,采用RC回路來吸收(shōu)放電電流,一(yī)般R取(qǔ)值1—2K,C取(qǔ)值2.2—4.7uF;
11) 單片機等芯片CMOS電路輸入阻抗(kàng)很高,且易受靜電(diàn)感應,對不(bú)用的端口通過電阻接地或接正電源(yuán);
12) 高速信號布線的過孔孔徑盡量小,高速並行線每根信號線的過孔數盡量保持相同;
13) 避免有過長的平行信號線,頂層(céng)和底層的布線相互(hù)垂直;
14) 數字地與模擬地要*分開(kāi),單點共地;
15) 光耦隔離處把原、副*隔離開;
16) 變(biàn)壓器、開關電源,高頻器件下麵盡量不要走線
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