案例49: PCB中多了1cm2的地層銅

【現(xiàn)象描述】

某通信轉(zhuǎn)換模塊的24V直流電源端口傳導(dǎo)騷擾測(cè)試頻譜圖如圖6.21所示。

從圖中可以看出，低頻段平均值超過CLASS A限值。

【原因分析】

該產(chǎn)品的電源入口部分的原理圖如圖6.22所示。

圖中，U5是非隔離開關(guān)電源。它從EMI角度考慮是一個(gè)干擾源，其開關(guān)信號(hào)及其諧波將直接影響傳導(dǎo)騷擾測(cè)試的幅值。L1 是共模電感，可對(duì)該電源端口進(jìn)行共模濾波，防 止圖中左右兩側(cè)無用共模信號(hào)相互傳輸。對(duì)于EMI來講，主要是用來抑制來自于開關(guān)電源，包括電源線上及0V上的騷擾，從而達(dá)到較好的EMC效果。

該產(chǎn)品電源入口的PCB圖如圖6.23所示。

其中，白色方框表示共模電感L1的位置。

經(jīng)過仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，共模電感下面的0V 地層敷銅是多余的。由于共模電感的體積較小，因此電感下面的敷銅也較小，約1cm2。雖然面積較小，但將同樣會(huì)起到被隔離的共模電感兩側(cè)容性耦合作用，使共模電感的作用在一定程度上喪失。耦合產(chǎn)生的等效原理圖如圖6.24所示。

圖中，Cl和C2表示多余敷銅引起的分布電容，它在一定的頻率下將共模電感兩端連通，所以來自于后一級(jí)開關(guān)電源的干擾將通過分布電容直接流向傳導(dǎo)騷擾的測(cè)試儀。為了證實(shí)分析的正確性，修改PCB板，將多余的地層取消，取消多余地層后的PCB圖如圖6.25所示。

再進(jìn)行測(cè)試，取消多余地層后的測(cè)試結(jié)果如圖6.26所示。

難以置信的結(jié)果，傳導(dǎo)騷擾得到了很大的改善。

【處理措施】

將共模電感下多余的“0V”地層取消，使共模電感起到良好的隔離作用。

【思考與啟示】

（1）地層及電源層不能隨便鋪設(shè)，哪怕只有很小的面積。

（2）濾波電路的輸入、輸出之間一定要有良好的隔離，才能最大限度地發(fā)揮濾波電路的預(yù)想作用。

以上案例來自EMC領(lǐng)域知名專家-鄭老師《EMC電磁兼容設(shè)計(jì)與測(cè)試案例分析》著作內(nèi)容其一案例！