監控用電力儀表的電磁兼容設計

　　5結構級、PCB級設計

　　結構上需要考慮靜電放電、射頻電磁場輻射、輻射發射三項EMC試驗項目，下面主要以因結構限制，在PCB設計中常出現的一些問題進行分析。

　　常見問題一，儀表因自身結構緊湊，內部常由幾塊PCB構成，PCB之間通過插針、互聯排線等連接，如何進行EMI防護?

　　這些都是EMC最為脆弱的環節，當連線長度與干擾頻率的波長可比擬時，既容易接收到外界的干擾，也容易將內部干擾帶出產品，引起EMI超標。

　　設計時可從以下三方面著手解決：①對插針中傳遞的信號進行濾波;②盡量減少插針、互聯排線的長度(從工藝角度可將其捆扎);③增加地針數目，最好采用“地——信號1——地——信號2——地——信號3——地”方式，減少信號的回路面積，降低不同PCB之間的Zgnd.常見問題二，針對液晶顯示屏，LED指示燈，孔縫等如何進行靜電ESD防護?

　　在設計中建議對液晶顯示屏采取透明材料絕緣處理，或增大與內部電路的放電距離。

　　PCB布線時應注意：①濾波器設計時不要讓輸入輸出分開，避免耦合，最好采用“一”或“L”型;②對關鍵芯片的敏感信號去耦時，去耦電容應緊靠其管腳，以減小回路面積;③敏感信號不能從晶振底部穿越，也不能離靠近儀表端口，長距離傳輸時，應注意采用包地方式;④盡量縮短關鍵信號的傳遞路徑距離，采用伴地設計時，注意增加地過孔的數目;⑤注意不要讓敷地存在地割裂情況;⑥通過增加距離來降低相信號通道間的空間耦合;⑦通過正交來解決PCB頂層和底層信號的相互影響;⑧模擬地和數字地在一點處連接，A/D通常視作模擬器件。

　　常見問題三，如何“接地”?一個產品只有一個接地點。因而，對于接地點位置的選擇十分重要，設計時應保證接地點位于干擾信號注入端口且具有低的接地阻抗，通過電容可對共模干擾信號能進行旁路。若儀表端口設計時預留了一個接地端子，可以是前端三相四線輸入電壓(La、Lb、Lc、N)的保護地PE，也可以是其交流工作電源(L、N)的保護地PE或者還有可能是RS485通訊(A、B)的保護地PE/屏蔽地FG.地設計時還應保證這個地是干凈的地，即EMC中所述的“靜地”。當地不干凈時，共模干擾信號可能會從地反竄流入信號造成地污染，所以結構設計和PCB設計時，常用做法是在端口預留一塊銅箔，讓其與內部其它信號分割開來，且留有一定的距離(安全要求考慮)。

　　6結束語

　　電子產品在進行功能設計時，就需要進行電磁兼容方面的考慮，電力監控用電力儀表也不例外。EMC設計需要從原理圖、PCB和結構等方面進行綜合考慮，并根據實際情況進行相互調整，這樣才能最大程度的降低EMC風險，減少EMC整改成本，最終滿足相關標準的要求。