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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(jì)


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

(2)布局時(shí)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(hù)濾波的效果或失效。

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


1.2 信號(hào)處理
如圖1所示,存在很多傳感器裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集。通過(guò)AD模數(shù)處理后反饋給MCU,然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸至司機(jī)室或主控制室,以判定機(jī)車運(yùn)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(hào)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(hào)對(duì)噪聲的敏感度,以下兩方面需重點(diǎn)考慮:
(1)信號(hào)電路設(shè)計(jì):

針對(duì)敏感信號(hào),如傳感器、采集處理電路、小信號(hào)控制電路、通信電路、復(fù)位電路、報(bào)警電路、液晶顯示電路等敏感電路,在設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)要靠近電路端口且環(huán)路保持最小化;
信號(hào)接口電路端口一定要放置防護(hù)濾波器件且靠端口放置。
(2)信號(hào)PCB設(shè)計(jì):

信號(hào)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(hào)線在布局時(shí)遠(yuǎn)離噪聲電路,如數(shù)字電路、開(kāi)關(guān)電路、時(shí)鐘電路等;

信號(hào)線在走線時(shí),不要靠近板邊緣且走線盡可能短。


1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軌道交通設(shè)備的外殼一般都是金屬殼。金屬殼接地對(duì)靜電有很好的泄放作用,同時(shí)對(duì)RE、RS有很好的屏蔽作用。但是如果機(jī)殼的結(jié)構(gòu)沒(méi)有設(shè)計(jì)好,不僅起不到應(yīng)有的作用,有時(shí)會(huì)引起反作用。

針對(duì)金屬機(jī)殼的設(shè)計(jì),有以下幾點(diǎn)需重點(diǎn)關(guān)注:

(1)接地:金屬機(jī)殼接地推薦采用單點(diǎn)接地,即輸入濾波器的地就近接至金屬機(jī)殼,然后在金屬殼接地處設(shè)計(jì)安全接地點(diǎn);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(zhǎng)度盡可能短,一般不應(yīng)超過(guò)5cm。

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


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