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大功率直流电源设计中EMC和接地的相辅相成的关系解析

大功率直流电源EMC,包含EMI/ESD的问题,一般80-90%与接地规划有关。而最简单呈现EMI/ESD问题的就是所谓模仿、数字及电源等接地分区以及接地方法。

其实分割地的问题对大功率直流电源EMC规划来讲正本不该该是个问题,分割地其实并不该该是大功率直流电源EMC规划的要求。可是,信任我们一定读了不少的有关大功率直流电源EMC规划的书本。

能够这么说,有些大功率直流电源EMC书本中,大讲什么分割模仿地、数字地以及电源部分等在大功率直流电源EMC规划中的重要性,以及怎么进行模仿、数字及电源等部分的分区及分区的大功率直流电源EMC规划。

从某种意义上说,其实是本末倒置,没有真实了解接地及大功率直流电源EMC规划的精华。依据笔者的经历,在与输出端口相连的情况下,在初度规划时,分割地-比方模仿音响地与体系地单点接地-呈现EMI/ESD问题的几率几乎是100%。

从理论上讲,地线分区违反了大功率直流电源EMC规划的最基本准则。可是在某些情况下,不同电路及地线的分区又是必须的,这是为什么呢? 

首要,我们应该先了解为什么地线分区违反了大功率直流电源EMC规划的最基本准则。

所谓的“地“其实首要分为两类:安全地和信号地。

安全地一般是指设备经过低阻通路衔接到我们提到的大地(Earth)的地线。I 类设备中的金属外壳一般是衔接到安全地,然后经过大功率直流电源地线衔接到大地。安全地,望文生义,一般与设备的可接触金属部分衔接,为设备供给安全维护,防止触电事端发作的。 II 类设备中,因为没有安全地,其所有的接地都可被认为是信号地。关于信号地,一般又被区分为什么数字地、模仿地及大功率直流电源地等。在有安全地时,一般情况下,是跟信号地相短接的。

请特别注意:大功率直流电源EMC中EMI噪声和ESD放电点荷都是参考于大地(Earth)的!

一般,地线分区是要满意和确保电路功能的规划要求。

比方在音频电路中,为确保音频信号的低噪声进步保真度,模仿信号地会跟数字信号地分隔并在电源端单点接地以防止开关信号对模仿电路发生搅扰。

再比方在某些高精度数据收集电路中,如果收集的模仿信号非常弱小,模仿地不与数字地分隔,数字开关噪声乃至会将弱小的模仿信号淹没而无法分辨收集扩大。因而,地线分区是电路抗搅扰规划的基本要求。

但关于大功率直流电源EMC规划,一个很重要的规划准则就是要供给一个确保高频信号镜像回来电流的低阻而接连的回来途径。否则,高频电流只能自己寻找途径绕行回来。这样一则会增大回来电流密度,二则添加电流的环路面积,其成果都会添加电路的EMI的辐射强度,下降电路的抗搅扰功能。

因而,线路板的层数越少,地线层越不简单完好, 大功率直流电源EMC的规划越困难。因为本钱的限制,我曾见过2层线路版的机顶盒规划。尽管元件密度很高,但关于单纯排版布线走通是没多大问题,然而对大功率直流电源EMC规划工程师来讲,将会面对极大应战。

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