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emc设计规范

　　篇一：

emc设计规范

　　篇二：

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　　印制电路板的电磁兼容性设计规范

　　引言

　　本人结合自己在军队参与的电磁兼容设计工作实践，空军系统关于电子对抗进行的两次培训（雷达系统防雷、电子信息防泄露）及入司后参与706所杨继深主讲的emc培训、701所周开基主讲的emc培训、自己在地方电磁兼容实验室参与emc整改的工作体验、特别是国际ieee委员发表的关于emc有关文章、与地方同行的交流体会，并结合公司的实验情况，对印制电路板的电磁兼容性设计进行了一下小结，希望对印制电路板的设计有所作用。

　　需要提醒注意的是：

总结中只是提供了一些最基础的结论，对具体频率信号的走线长度计算、应考虑的谐波频率、波长、电路板级屏蔽、屏蔽体腔的设计、屏蔽体孔径的大小、数目、进出导线的处理、截止导波管直径、长度的计算及静电防护，雷电防护等知识没有进行描述。

或许有些结论不一定正确，还需各位指正，本人将不胜感谢。

　　一、元器件布局

　　印刷电路板进行emc设计时，首先要考虑布局，pcb工程师必须和结构工程师、emc工程师一起协调进行，做到两者兼顾，才能达到事半倍。

　　首先要考虑印刷电路板的结构尺寸大小，考虑如何对器件进行布置。

如果器件分布很散，器件之间的传输线可能会很长，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也会增加。

如果器件分布过于集中，则散热不好，且邻近线条易受耦合、串扰。

因此根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行总体布局。

同时考虑到电磁兼容性、热分布、敏感器件和非敏感器件、i/o接口、复位电路、时钟系统等因素。

　　一般来说，整体布局时应遵守以下基本原则：

　　1、当线路板上同时存在高、中、低速电路时，应该按逻辑速度分割：

布置快速、中速和低速

　　逻辑电路时，高速的器件（快逻辑、时钟振荡器等）应安放在靠近连接器范围内，减少天线效应、低速逻辑和存储器,应安放在远离连接器范围内。

这样对共阻抗耦合、辐射和交扰的减小都是有利的。

　　接口

　　2、在单面板或双面板中，如果电源线走线很长，应每隔3000mil对地加去耦合电容，电容取

　　值为10uF＋1000pF，滤除电源线上高频噪声。

　　3、在单面板和双面板中，滤波电容的走线应先经滤波电容滤波，再到器件管脚，使电源电压

　　先经过滤波再给ic供电，并且ic回馈给电源的噪声也会被电容先滤掉。

至于去耦电容安放位置要根据实际情况来定，并不是绝对放在电源正极处，也可能放在电源负极处，原则上保证接地阻抗最小。

　　4、时钟线、总线、射频线等强辐射信号线远离接口外出信号线至少1000mil，避免强辐射信

　　号线上的干扰耦合到外出信号线上向外辐射，晶体、晶振、继电器、开关电源等均为强辐射器件布局时应着重考虑。

　　5、滤波器（滤波电路）的输入、输出信号线不能相互平行、交叉走线，避免滤波前后的走线

　　直接噪声耦合。

　　6、对于始端串联匹配电阻，应靠近其信号输出端放置，即驱动源放置。

　　7、为ic滤波的各滤波电容应尽可能靠近芯片的供电管脚放置，减少高频回路面积，从而减

　　少辐射。

　　8、在pcb板上，接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置，并且遵循先防护

　　后滤波的原则。

　　9、线路板电源输入口的滤波电路应靠近接口放置。

　　10

　　、当接口电路采用隔离方式进行滤波设计时，其Rc、lc电路应采用如下布局，且隔离区

　　其他层不允许有其他走线。

　　11、靠近pcb板边缘4mm以内不允许放置元器件。

　　12、按照电路信号的流向安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽

　　可能保持一致的方向，信号走线最短、不产生回流。

　　13、以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。

元器件应均匀、整齐、紧凑地

　　排列在pcb上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连线。

　　14、高频工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。

一般电路应尽可能使元器件同一方向

　　排列。

　　15、尽可能缩短高频元器件之间的参数，减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。

易受干

　　扰的器件不要相互挨得太近，输入和输出元件应尽可能远离。

　　16、元器件的位置应按电源电压、数字及模拟电路、速度快慢、电流大小等进行分组，以免

　　相互干扰。

根据元器件的位置可以确定印制板连接器各个引脚的安排。

所有连接器应安排在印制板的一侧，尽量避免从两侧引出电缆，减少共模辐射。

　　17、高频滤波电容必须放在每个ic电源的引脚附近，减少对地回路，且要求每个电源引脚放

　　一个高频小电容。

　　18、存在较大电流变化的单元电路或器件（如电源模（emc设计规范）块的i/o，风扇及继电器）附近应放置储

　　能电容和高频滤波电容。

　　二、印制板布线

　　在印制板布线时，应先确定元器件在板上的位置，然后布置地线、电源线，再安排高速信号线，最后考虑低速信号线。

应先布地线，这条规则很重要，地线最好布成网状布置。

（1）电源线：

在考虑安全条件下，电源线应尽可能靠近地线，以减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰。

　　（

　　2）时钟线、信号线和地线的位置：

信号线与地线距离应较近，形成的环面积较小，时钟线两边应尽可能进行包地线处理，防止时钟信号对其他信号的串扰，且包地线要可能多的打地过孔与地平面相连，减少接地阻抗，防止地线成为一个发射天线。

　　◇时钟线包地处理

　　（3）时钟线和信号线尽量不要换层走线，如确因实际情况需换层时，在走线过孔处，需打地过孔。

　　◇时钟线过孔处、信号线过孔处打地过孔

　　（3）时钟线、总线、射频线等关键信号走线和其他同层平行走线应满足3w原则。

　　篇三：

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　　设计开关电源时防止emi的措施:

　　1.把噪音电路节点的pcb铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极，初次级绕组的节点，

　　等。

　　2.使输入和输出端远离噪音元件，如变压器线包，变压器磁芯，开关管的散热片，等等。

　　3.使噪音元件（如未遮蔽的变压器线包，未遮蔽的变压器磁芯，和开关管，等等）远离外壳边缘，因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。

　　4.如果变压器没有使用电场屏蔽，要保持屏蔽体和散热片远离变压器。

　　5.尽量减小以下电流环的面积：

次级（输出）整流器，初级开关功率器件，栅极（基极）驱动线路，辅助整流器。

　　6.不要将门极（基极）的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。

　　7.调整优化阻尼电阻值，使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。

　　8.防止emi滤波电感饱和。

　　9.使拐弯节点和次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。

　　10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。

　　11.使高频输入的emi滤波器靠近输入电缆或者连接器端。

　　12.保持高频输出的emi滤波器靠近输出电线端子。

　　13.使emi滤波器对面的pcb板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。

　　14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。

　　15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。

　　16.在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。

　　17.在pcb设计时允许放1nF/500V陶瓷电容器或者还可以是一串电阻，跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。

　　18.保持emi滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。

　　19.在pcb面积足够的情况下,可在pcb上留下放屏蔽绕组用的脚位和放Rc阻尼器的位置，Rc阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。

　　20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器（米勒电容，10皮法/1千伏电容）。

　　21.空间允许的话放一个小的Rc阻尼器在直流输出端。

　　22.不要把ac插座与初级开关管的散热片靠在一起

　　开关电源emi的特点

　　作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰；而印刷线路板（pcb）走线通常采用手工布线，具有更大的随意性，这增加了pcb分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

　　1mhz以内----以差模干扰为主,增大x电容就可解决

　　1mhz---5mhz---差模共模混合,采用输入端并一系列x电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;

　　5m---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10mhz以上干扰有较大的衰减（diudiu20xx）;

　　对于25--30mhz不过可以采用加大对地y电容、在变压器外面包铜皮、改变pcblayout、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并Rc滤波器.30---50mhz普遍是mos管高速开通关断引起,可以用增大mos驱动电阻,Rcd缓冲电路采用1n4007慢管,Vcc供电电压用1n4007慢管来解决.

　　100---200mhz普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠

　　100mhz-200mhz之间大部分出于pFcmosFet及pFc二极管,现在mosFet及pFc二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了

　　开关电源的辐射一般只会影响到100m以下的频段.也可以在mos,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。

　　1mhz以内----以差模干扰为主

　　1.增大x电容量；

　　2.添加差模电感；

　　3.小功率电源可采用pi型滤波器处理（建议靠近变压器的电解电容可选用较大些）。

　　1mhz---5mhz---差模共模混合，

　　采用输入端并联一系列x电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，

　　1.对于差模干扰超标可调整x电容量,添加差模电感器，调差模电感量;

　　2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制；

　　3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107一对普通整流二极管1n4007。

5m---以上以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。

　　对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕2-3圈会对10mhz以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔,铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

　　对于20--30mhz，

　　1.对于一类产品可以采用调整对地y2电容量或改变y2电容位置；

　　2.调整一二次侧间的y1电容位置及参数值；

　　3.在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布。

　　4.改变pcblayout；

　　5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；

　　6.在输出整流管两端并联Rc滤波器且调整合理的参数；

　　7.在变压器与mosFet之间加beadcoRe；

　　8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。

　　9.可以用增大mos驱动电阻.

　　30---50mhz普遍是mos管高速开通关断引起，

　　1.可以用增大mos驱动电阻；

　　2.Rcd缓冲电路采用1n4007慢管；

　　3.Vcc供电电压用1n4007慢管来解决；

　　4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感；

　　5.在mosFet的d-s脚并联一个小吸收电路；

　　6.在变压器与mosFet之间加beadcoRe；

　　7.在变压器的输入电压脚加一个小电容；

　　8.pcb心layout时大电解电容，变压器，mos构成的电路环尽可能的小；

　　9.变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

　　50---100mhz普遍是输出整流管反向恢复电流引起，

　　1.可以在整流管上串磁珠；

　　2.调整输出整流管的吸收电路参数；

　　3.可改变一二次侧跨接y电容支路的阻抗,如pin脚处加beadcoRe或串接适当的电阻；

　　4.也可改变mosFet，输出整流二极管的本体向空间的辐射（如铁夹卡mosFet;铁夹卡diode，改变散热器的接地点）。

　　5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.

　　200mhz以上开关电源已基本辐射量很小，一般可过emi标准。

　　emc的分类及标准：

　　emc（electromagneticcompatibility）是电磁兼容，它包括emi（电磁骚扰）和ems（电磁抗骚扰）。

emc定义为:

设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何设备的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

emc整的称呼为电磁兼容。

emp是指电磁脉冲。

emc=emi+emsemi:

電磁干擾ems:

電磁相容性（免疫力）emi可分为传导conduction及辐射Radiation两部分，conduction规范一般可分为:

Fccpart15jclassb；cispR22（en55022,en61000-3-2,en61000-3-3）classb；国标it

　　类（gb9254，gb17625）和aV类（gb13837，gb17625）。

Fcc测试频率在450k-30mhz，cispR22测试频率在150k--30mhz，conduction可以用频谱分析仪测试，Radiation则必须到专门的实验室测试。

　　en55022为Radiationtestlisn主要是共模电流,其总的电路阻抗为25欧姆（50//50）。

　　4线aV60db/uV150khz-2mhzstart9khz

　　5线peak100db/uV150khz-3mhz

　　6线peak100db/uV2mhz-30mhz

　　7线qp70db/uV150khz-500khz

　　Radiated（30mhz-1ghz）:

add4n7/250Vycap90db/uV30mhz-300mhzemi为电磁干扰，emi是emc其中的一部分，emi（electronicmagneticinterference）电磁干扰，emi包括传导、辐射、电流谐波、电压闪烁等等。

电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的，通常称作干扰的三要素。

emi线性正比于电流，电流回路面积

　　2以及频率的平方即：

emi=k*i*s*F。

i是电流，s是回路面积，F是频率，k是与电路板材

　　料和其他因素有关的一个常数。

　　emi是指产品的对外电磁干扰。

一般情况下分为classa&classb两个等级。

classa为工业等级，classb为民用等级。

民用的要比工业的严格，因为工业用的允许辐射稍微大一点。

同样产品在测试emi中的辐射测试来讲，在30-230mhz下，b类要求产品的辐射限值不能超过40dbm而a类要求不能超过50dbm（以三米法电波暗室测量为例）相对要宽松的多，一般来说classa是指在emi测试条件下，无需操作人员介入，设备能按预期持续正常工作，不允许出现低于规定的性能等级的性能降低或功能损失。

　　emi是设备正常工作时测它的辐射和传导。

在测试的时候，emi的辐射和传导在接收机上有两个上限，分别代表classa和classb，如果观察的波形超过b的线但是低于a的线，那么产品就是a类的。

ems是用测试设备对产品干扰，观察产品在干扰下能否正常工作，如果正常工作或不出现超过标准规定的性能下降，为a级。

能自动重启且重启后不出现超过标准规定的性能下降，为b级。

不能自动重启需人为重启为c级，挂掉为d级。

国标有d级的规定，en只有a，b，c。

emi在工作頻率的奇数倍是最不好过的。