[發(fā)明專利]一種PCB功率環(huán)路EMI抑制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110076657.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112910246B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋;劉鑫;張鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/44
• 分類號(hào): H02M1/44
• 代理公司: 東莞卓為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44429
• 代理人: 齊海迪

本發(fā)明公開了一種PCB功率環(huán)路EMI抑制電路，包括功率變換器接地層，所述功率變換器接地層設(shè)有電源輸入端和電源輸出端，所述功率變換器接地層中含有串聯(lián)連接在電源輸入端和電源輸出端之間的第一寄生阻抗和第二寄生阻抗，所述功率變換器接地層上并聯(lián)連接有交叉電容器，所述交叉電容器的兩端分別與所述第一寄生阻抗和第二寄生阻抗連接。本發(fā)明提供的一種PCB功率環(huán)路EMI抑制電路，通過改善電路拓?fù)洌谳斎胼敵龉?jié)點(diǎn)之間增加一個(gè)交叉電容器，來降低接地層阻抗，從而降低PCB電磁輻射；同時(shí)可通過改善交叉電容器兩端走線，進(jìn)一步降低PCB電磁輻射；此外，還可通過改善PCB布局，來進(jìn)一步降低接地層阻抗，從而降低PCB電磁輻射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及PCB功率環(huán)路的輻射電磁干擾降低技術(shù)，具體涉及一種PCB 功率環(huán)路EMI抑制電路。

背景技術(shù)

隨著各種電源類產(chǎn)品的頻率日益提高，信號(hào)完整性和電源完整性問題變得越來越嚴(yán)重。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員用來解決信號(hào)完整性的時(shí)間日益縮短，產(chǎn)品在投入市場(chǎng)時(shí)必須一次性運(yùn)行成功，如果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中存在電磁輻射的干擾，所得產(chǎn)品可能會(huì)降低使用周期和可靠性。

PCB走線和接地層存在寄生阻抗，盡管這些阻抗沒有在原理圖中表示出來，但是他們對(duì)電源噪聲和電磁輻射干擾的影響非常明顯。

Ansys電磁場(chǎng)仿真可幫助用戶快速、經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)出創(chuàng)新性的電子電氣產(chǎn)品。當(dāng)今世界，高性能電子產(chǎn)品以及先進(jìn)的電氣化系統(tǒng)隨處可見，因此電磁場(chǎng)對(duì)電路和系統(tǒng)的影響不容忽視。Ansys軟件能夠?qū)M件、電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電磁性能進(jìn)行獨(dú)立仿真，還可以對(duì)溫度、振動(dòng)和其他重要機(jī)械效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。這一獨(dú)特的以電磁為中心的設(shè)計(jì)流程可幫助進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高級(jí)通信系統(tǒng)、高速電子設(shè)備、機(jī)電設(shè)備組件和電力電子系統(tǒng)的首次通過的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。Ansys SIwave是一個(gè)專業(yè)化的設(shè)計(jì)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)IC封裝和PCB的電源完整性、信號(hào)完整性和EMI分析。

PCB近場(chǎng)的定義是電磁場(chǎng)的能量?jī)H此在一定區(qū)域內(nèi)來回周期性流動(dòng)而不對(duì)外散發(fā)能量，由于單板上的輻射源都近似于環(huán)形天線，所以其能量是高壓低電流以電場(chǎng)為主，低壓大電流以磁場(chǎng)為主。

關(guān)于非隔離式功率轉(zhuǎn)換器中的CM噪聲生成機(jī)制，如果接地層是理想的并且具有領(lǐng)寄生和零阻抗，那么理想接地層上的壓降會(huì)變味零，再次理想條件下，由輸入輸出電源電纜組成的天線的輻射激發(fā)將變?yōu)榱悖a(chǎn)生的輻射EMI就會(huì)降低。所以降低接地層阻抗是降低PCB電磁輻射的一種方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種PCB功率環(huán)路EMI 抑制電路，通過改善接地層寄生的方式，以改善輻射電磁干擾。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種PCB功率環(huán)路EMI抑制電路，包括功率變換器接地層，所述功率變換器接地層設(shè)有電源輸入端和電源輸出端，所述功率變換器接地層中含有串聯(lián)連接在電源輸入端和電源輸出端之間的第一寄生阻抗和第二寄生阻抗，所述功率變換器接地層上并聯(lián)連接有交叉電容器，所述交叉電容器的兩端分別與所述第一寄生阻抗和第二寄生阻抗連接。

進(jìn)一步的，所述功率變換器接地層包括相互串聯(lián)連接的輸入電路和輸出電路，所述輸入電路的一端為電源輸入端，用于輸入電源線，所述輸入電路的另一端為輸入節(jié)點(diǎn)，所述輸出電路的一端為電源輸出端，用于輸出電源線，所述輸出電路的另一端為輸出節(jié)點(diǎn)，所述交叉電容器并聯(lián)連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間。

進(jìn)一步的，所述輸入電路中設(shè)有第一去耦電容器。

進(jìn)一步的，所述輸出電路中設(shè)有第二去耦電容器。

進(jìn)一步的，所述輸入電路和輸出電路之間并聯(lián)連接有電感。

進(jìn)一步的，所以輸入節(jié)點(diǎn)和電感之間串聯(lián)連接有開關(guān)器件。

進(jìn)一步的，所述輸出節(jié)點(diǎn)和電感之間串聯(lián)連接有二級(jí)管。

進(jìn)一步的，所述交叉電容器的兩端并聯(lián)有錫板。