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隔離電源在軌道交通設(shè)備中的EMC(電磁兼容)設(shè)計


時間:2017-11-07 作者:儀商網(wǎng)
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(1)DC/DC防護器件放置于接口位置,遵循“防護+輸入濾波+隔離電源+輸出濾波”的原則。

(2)布局時盡量遵循走直線的方式,避免“U”字型或“Z”字型布局走線,以免降低防護濾波的效果或失效。

(3)防護濾波電路(輸入濾波與輸出濾波)在布局走線時,以走PCB導線的方式設(shè)計,禁止在下方作鋪銅設(shè)計;隔離電源模塊下方不要布電路及信號線。


1.2 信號處理
如圖1所示,存在很多傳感器裝置,實現(xiàn)對機車運行狀態(tài)進行采集。通過AD模數(shù)處理后反饋給MCU,然后通過數(shù)據(jù)傳輸至司機室或主控制室,以判定機車運行的安全狀態(tài)。此種功能就決定了此設(shè)備必須滿足高性能的電磁兼容性能。信號是設(shè)備最敏感的電路之一,極容易受到ESD、RS、EFT、SURGE、CS的影響,為盡可能降低信號對噪聲的敏感度,以下兩方面需重點考慮:
(1)信號電路設(shè)計:

針對敏感信號,如傳感器、采集處理電路、小信號控制電路、通信電路、復位電路、報警電路、液晶顯示電路等敏感電路,在設(shè)計時均要做一定的濾波處理。
可采取電容濾波、RC濾波、LC濾波,濾波電路在布局時要靠近電路端口且環(huán)路保持最小化;
信號接口電路端口一定要放置防護濾波器件且靠端口放置。
(2)信號PCB設(shè)計:

信號部分,PCB盡可能使用多層板并合理分層,如4層板及以上;

信號線在布局時遠離噪聲電路,如數(shù)字電路、開關(guān)電路、時鐘電路等;

信號線在走線時,不要靠近板邊緣且走線盡可能短。


1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計
軌道交通設(shè)備的外殼一般都是金屬殼。金屬殼接地對靜電有很好的泄放作用,同時對RE、RS有很好的屏蔽作用。但是如果機殼的結(jié)構(gòu)沒有設(shè)計好,不僅起不到應(yīng)有的作用,有時會引起反作用。

針對金屬機殼的設(shè)計,有以下幾點需重點關(guān)注:

(1)接地:金屬機殼接地推薦采用單點接地,即輸入濾波器的地就近接至金屬機殼,然后在金屬殼接地處設(shè)計安全接地點;為保證良好接地,應(yīng)大面積接地,可使用墊片處理,接地區(qū)域不應(yīng)有氧化漆;預(yù)留在設(shè)備內(nèi)部的接地線長度盡可能短,一般不應(yīng)超過5cm。

(2)外形設(shè)計:設(shè)備的外殼一般不是一個完整的封閉外殼,是通過幾部分組合而成的,這就導致屏蔽效能變差、阻抗變高,對輻射、靜電均有影響。為盡可能提升金屬機殼的作用,在組合設(shè)計時,接合處應(yīng)采取錯位對接且每隔10cm左右用螺絲固定;孔、洞設(shè)計時,盡量采取圓形孔或六邊形孔,孔徑不應(yīng)超過系統(tǒng)最高工作頻率的λ/20。


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