監(jiān)控用電力儀表的電磁兼容設(shè)計

　　5結(jié)構(gòu)級、PCB級設(shè)計

　　結(jié)構(gòu)上需要考慮靜電放電、射頻電磁場輻射、輻射發(fā)射三項EMC試驗項目，下面主要以因結(jié)構(gòu)限制，在PCB設(shè)計中常出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行分析。

　　常見問題一，儀表因自身結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)部常由幾塊PCB構(gòu)成，PCB之間通過插針、互聯(lián)排線等連接，如何進(jìn)行EMI防護(hù)?

　　這些都是EMC最為脆弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)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(nèi)部干擾帶出產(chǎn)品，引起EMI超標(biāo)。

　　設(shè)計時可從以下三方面著手解決：①對插針中傳遞的信號進(jìn)行濾波;②盡量減少插針、互聯(lián)排線的長度(從工藝角度可將其捆扎);③增加地針數(shù)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(jìn)行靜電ESD防護(hù)?

　　在設(shè)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(nèi)部電路的放電距離。

　　PCB布線時應(yīng)注意：①濾波器設(shè)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(guān)鍵芯片的敏感信號去耦時，去耦電容應(yīng)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(yīng)注意采用包地方式;④盡量縮短關(guān)鍵信號的傳遞路徑距離，采用伴地設(shè)計時，注意增加地過孔的數(shù)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(shù)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(chǎn)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(shè)計時應(yīng)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(jìn)行旁路。若儀表端口設(shè)計時預(yù)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(hù)地PE，也可以是其交流工作電源(L、N)的保護(hù)地PE或者還有可能是RS485通訊(A、B)的保護(hù)地PE/屏蔽地FG.地設(shè)計時還應(yīng)保證這個地是干凈的地，即EMC中所述的“靜地”。當(dāng)?shù)夭桓蓛魰r，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(jié)構(gòu)設(shè)計和PCB設(shè)計時，常用做法是在端口預(yù)留一塊銅箔，讓其與內(nèi)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(jié)束語

　　電子產(chǎn)品在進(jìn)行功能設(shè)計時，就需要進(jìn)行電磁兼容方面的考慮，電力監(jiān)控用電力儀表也不例外。EMC設(shè)計需要從原理圖、PCB和結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行綜合考慮，并根據(jù)實際情況進(jìn)行相互調(diào)整，這樣才能最大程度的降低EMC風(fēng)險，減少EMC整改成本，最終滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。