PCB中多了1cm2 的地层铜【EMC学习】

【现象描述】

某通信转换模块的24 V 直流电源端口传导骚扰测试频谱图低频段平均值超过 CLASS A 限值。

【原因分析】

该产品的电源入口部分的原理图如下图所示。

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。

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。由千共模电感的体积较小，因此电感下面的敷铜也较小，约1 cm2。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下图所示

图中．Gs1和Cs2 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图如下图所示。再进行测试，取消多余地层后的测试结果，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。

注：以上用例来自《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》