抑制共模辐射骚扰的对策1

通过分析共模辐射产生的条件,我们可以很容易想到抑制共模辐射骚扰也是从这两方面入手,一是对共模天线进行处理,二是减小共模驱动源对外的输出功率。

1 　从共模天线入手

减小天线长度即设备外部电缆的长度可以减小辐射,但实际应用中电缆长度往往是确定的,无法缩短,因此可用以下方法。

(1) 改变共模源在天线上的位置

万一设备内部存在共模辐射源,则电缆是很好的共模辐射天线,而天线在源的同一侧时产生的共模辐射要比天线在两侧时小得多。

所以,在PCB 设计时,所有的连接器最好都放在PCB的一侧。所有的信号线、控制线、电源线也最好从机箱的一侧引出,尽量避免从两侧引出电缆。

(2) 减小分布电容Cd

对于电流驱动的共模辐射,减小信号线与机壳之间的分布电容Cd ,就可以减小差模电流IDM ,从而减小了IDM在AB 线电感Lp 上的电压,即共模驱动电压UCM ,这样就减小了共模辐射。减小分布电容Cd 的方法非常简单,只要将该设备内部的地址线、数据线等扁平电缆远离机壳就可以了。对于电压驱动的共模辐射,减小开关管和散热片之间的分布电容Cd ,则可以减小共模电流ICM ,从而减小共模辐射。要减小Cd ,可以选用低介电常数的材料作绝缘垫,增加垫片的厚度。也可以用静电屏蔽的方法。

一般,开关管的外壳是集电极,在集电极和散热片之间垫上一层夹心绝缘物,即绝缘物中间夹一层铜箔,作为静电屏蔽层,接在输入直流0 V 地上,散热片仍接机壳地,这层静电屏蔽层将大大减小集电极和散热片之间的电场耦合。

(3) 电缆屏蔽层与机箱良好搭接

下图是一种典型共模辐射的简化图。屏蔽机箱内存在一个共模驱动源(可能是高速数字器件、时钟发生器、开关电源等) 。很显然,共模驱动源产生的共模电流会沿着屏蔽电缆向外辐射。如果将电缆的屏蔽层与金属机箱完整搭接,那么共模电流就会迅速通过金属机箱流入地中,不会在空间产生辐射,这就等于抑制了共模辐射。

在这个方法中,需要注意两个问题。一是电缆屏蔽层应与金属机箱360°完整搭接,并保证良好的电连续性。如果连接时屏蔽层的编织网被集中在一侧,扭成“猪尾巴”状的辫子,芯线有很长一段露出屏蔽层,则会产生“猪尾巴效应”,很大程度上降低了屏蔽层的屏蔽效果,也不能很好地抑制共模辐射。二是屏蔽机箱应该具有良好的电连续性,接缝处要保证金属之间接触良好,这样才能达到较高的屏蔽效能,才能保证共模电流在金属机箱上的均匀流动。

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