案例49: PCB中多了1cm²的地层铜

案例49: PCB中多了1cm²的地层铜

 

 

 

       【现象描述】

       某通信转换模块的24V直流电源端口传导骚扰测试频谱图如图6.21所示。

       从图中可以看出，低频段平均值超过CLASS A限值。

       【原因分析】

       该产品的电源入口部分的原理图如图6.22所示。

       图中，U5是非隔离开关电源。它从EMI角度考虑是一个干扰源，其开关信号及其谐波将直接影响传导骚扰测试的幅值。L1 是共模电感，可对该电源端口进行共模滤波，防 止图中左右两侧无用共模信号相互传输。对于EMI来讲，主要是用来抑制来自于开关电源，包括电源线上及0V上的骚扰，从而达到较好的EMC效果。

       该产品电源入口的PCB图如图6.23所示。

       其中，白色方框表示共模电感L1的位置。

       经过仔细分析后发现，共模电感下面的0V 地层敷铜是多余的。由于共模电感的体积较小，因此电感下面的敷铜也较小，约1cm²。虽然面积较小，但将同样会起到被隔离的共模电感两侧容性耦合作用，使共模电感的作用在一定程度上丧失。耦合产生的等效原理图如图6.24所示。

       图中，Cl和C2表示多余敷铜引起的分布电容，它在一定的频率下将共模电感两端连通，所以来自于后一级开关电源的干扰将通过分布电容直接流向传导骚扰的测试仪。为了证实分析的正确性，修改PCB板，将多余的地层取消，取消多余地层后的PCB图如图6.25所示。

       再进行测试，取消多余地层后的测试结果如图6.26所示。

       难以置信的结果，传导骚扰得到了很大的改善。

       【处理措施】

       将共模电感下多余的“0V”地层取消，使共模电感起到良好的隔离作用。

       【思考与启示】

       （1）地层及电源层不能随便铺设，哪怕只有很小的面积。

       （2）滤波电路的输入、输出之间一定要有良好的隔离，才能最大限度地发挥滤波电路的预想作用。

 

 

 

       以上案例来自EMC领域知名专家-郑老师《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》著作内容其一案例！