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手機無線充線路板之電源PCB布板與EMC的到底有哪些“不為人知”的秘密

2021-07-31 11:31

  說起開關電源的難點問題,手機無線充線路板廠認為PCB布板問題不算很大難點,但若是要布出一個精良PCB板一定是開關電源的難點之一(PCB設計不好,可能會導致無論怎么調試參數都調試布出來的情況,這么說并非危言聳聽)。原因是PCB布板時考慮的因素還是很多的。

  如:電氣性能,工藝路線,安規要求,EMC影響等等;考慮的因素之中電氣是最基本的,但是EMC又是最難摸透的,很多項目的進展瓶頸就在于EMC問題;下面從二十二個方向給大家分享下PCB布板與EMC。

分享點一:熟透電路方可從容進行手機無線充線路板廠認為PCB設計之EMI電路 

  上面的電路對EMC的影響可想而知,輸入端的濾波器都在這里,防雷擊的壓敏,防止沖擊電流的電阻R102(配合繼電器減小損耗)。關鍵的慮差模X電容以及和電感配合濾波的Y電容,還有對安規布板影響的保險絲,這里的每一個器件都至關重要,要細細品味每一個器件的功能與作用。

  設計電路時就要考慮的EMC嚴酷等級從容設計,比如設置幾級濾波,Y電容數量的個數以及位置。壓敏大小數量選擇,都與我們對EMC的需求密切相關,歡迎大家一起討論看似簡單其實每個元器件蘊含深刻道理的EMI電路。

分享點二:電路與EMC(最熟悉的反激主拓撲,看看電路中哪些關鍵地方蘊含了EMC的機理) 

  上圖的電路中打圈幾部分:對EMC影響非常重要(注意綠色部分不是的),比如輻射大家都知道電磁場輻射是空間的,但基本的原理是磁通量的變化,磁通量涉及到磁場有效截面積,也就是電路中對應的環路。

  電流可以產生磁場,產生的是穩定的磁場,不能向電場轉化。但變化的電流產生變化的磁場,變化的磁場是可以產生電場(其實這就是有名的麥克斯韋方程我用通俗語言來說),變化的電場同理可產生磁場。

  所以一定要關注那些有開關狀態的地方,那就是EMC源頭之一,這里就是EMC源頭之一(這里說之一當然后續還會講到其它方面);比如電路中虛線環路,是開關管開通和關斷的環路,不僅設計電路時開關速度可以調節對EMC影響,布板走線環路面積也有著重要的影響!

分享點三:手機無線充線路板廠的PCB設計與EMC的關聯

1.PCB環路對EMC的影響非常重要,比如反激主功率環路,如果太大的話輻射會很差。

2.濾波器走線效果,濾波器是用來濾去干擾的,但若是PCB走線不好的話,濾波器就可能失去應該有的效果。

3.結構部分,散熱器設計接地不好會影響,屏蔽版的接地等。

4.敏感部分與干擾源頭過近,比如EMI電路與開關管很近,必然會導致EMC很差,需要有清晰的隔離區域。

5.RC吸收回路的走線。

6.Y電容接地與走線,還有Y電容的位置也很關鍵等等!

下面舉一個小例子:

  如上圖中虛線框,X電容引腳走線做了內縮的處理,大家可以學習下,如何讓電容引腳走線外掛(采用擠電流走線)。這樣X電容的濾波效果才能夠達到最佳狀態。

分享點四:PCB設計之準備事項:(準備充分了,方可設計步步穩健,避免設計推翻重來)

  大致有以下的一些方面,都是自己設計過程會去考慮,所有的內容跟別的教程無關,都是只是自己的經驗總結。

1.外觀結構尺寸,包括定位孔,風道流向,輸入輸出插座,需要與客戶系統匹配,還需要與客戶溝通裝配上的問題,限高等等。

2.安規認證,產品做哪種認證,哪些地方做到基本絕緣爬電距離要留夠,哪些地方做到加強絕緣留夠距離或開槽。

3.封裝設計:有沒有特殊期間,如定制件封裝準備。

4.工藝路線選定:單面板雙面板選擇,或是多層板,根據原理圖及板子尺寸,成本等綜合評估。

5.客戶的其他特殊要求。

  結構工藝相對會更靈活,安規還是比較固定的部分,做什么認證,過什么安規標準,當然也有一些安規是很多標準中通用的,但也有一些特殊產品比如醫療會比較嚴苛。

  接下來列出些普遍產品通用的,下面是對于IEC60065總結出來的具體布板要求,針對安規需要牢記,碰到具體產品要會針對性處理:

1.輸入保險絲焊盤制件的距離安規要求大于3.0MM,實際布板按照3.5MM(簡單說保險絲前按照3.5MM爬電距離,之后按照3.0MM爬電距離)。

2.整流橋前后安規要求2.0MM,布板按照2.5MM。

3.整流后安規一般不做要求,但是高低壓間根據實際電壓大小留距離,習慣400V高壓留2.0MM以上。

4.初次級間安規要求6.4MM(電氣間隙),爬電距離按照7.6MM為最佳。(注意這個跟實際輸入電壓相關,需要查表具體計算,提供數據僅供參考,以實際場合為準)

5.初次級用冷地,熱地標識清晰;L,N標識,輸入AC INPUT標識,保險絲警告標識等等都需要清晰標出; 大家對上面有疑問的,也可以討論,互相學習!

  再次重申實際安規距離跟實際輸入電壓相關以及工作環境有關,需要查表具體計算,提供數據僅供參考,以實際場合為準。

分享點五:PCB設計之安規考慮其它因素

1.明白自己產品做什么認證,屬于什么產品種類,比如醫療,通信,電力,TV等各不相同,但也有很多相通的地方。

2.安規中與PCB布板緊密的地方,了解絕緣的特點,哪些地方是基本絕緣,哪些地方是加強絕緣,不同標準絕緣距離是不一樣的。最好是會查標準,并且會計算電氣距離,爬電距離。

3.產品的安規器件重點注意,比如變壓器磁性與原副邊關系;

4.散熱器與周邊距離問題,散熱器接的地不一樣絕緣情況也不一樣,接大地還是冷地,熱地絕緣也布一樣。

5.保險的距離特別注意,要求最嚴格地方。保險絲前后距離布一致。

6.Y電容與漏電流,接觸電流關系。

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