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單片機(jī)MEC設(shè)計(jì)的四個誤區(qū)

汽車玩家 ? 來源:今日頭條 ? 作者:DZ科技 ? 2020-05-04 18:10 ? 次閱讀
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單片機(jī)系統(tǒng)在工業(yè),民用產(chǎn)品中越來越廣,它將以往用硬件來實(shí)現(xiàn)的功能通過軟件來完成,體積小巧,功能豐富,智能化程度高,但存在可靠性等許多新問題。從EMC電磁兼容)理論方面分析單片機(jī)設(shè)計(jì),不難發(fā)現(xiàn)許多誤區(qū),然而這些誤區(qū)在工程設(shè)計(jì)中廣泛存在。

誤區(qū)一:電源部分加電源濾波器能提供MEC性能

任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,電源部分設(shè)計(jì)尤為重要,常常在電源變壓器前加濾波器來抑制電磁干擾,常見的濾波器電路:

單片機(jī)MEC設(shè)計(jì)的四個誤區(qū)

雙∏型濾波器

上圖就是雙∏型濾波器,C0專用于旁路差模干擾,對降低交流電源輸入的差模干擾有較好的效果,但是要注意,濾波器設(shè)計(jì)參數(shù)諧振頻率要遠(yuǎn)小于打擾頻率,不然不僅不能抑制干擾,反而會放大干擾。所有用濾波器本身沒有問題,但是濾波器參數(shù)至關(guān)重要;有許多過程設(shè)計(jì)中盡管采用了濾波器而且成本不低,但是,EMC還是通不過,原因大多在此。

誤區(qū)二:光偶器件隔離打擾很徹底

單片機(jī)MEC設(shè)計(jì)的四個誤區(qū)

光偶器件內(nèi)部

光偶器件是比較常用的隔離器件,許多開關(guān)量引到控制裝置都要加光偶隔離,以切斷輸入傳導(dǎo)干擾;比較典型應(yīng)用就是通訊接口,很多設(shè)計(jì)者認(rèn)為只要加了光偶器件,干擾就過不去,被徹底切斷了,其實(shí)不是這樣的;其實(shí)光偶只能隔離傳導(dǎo)干擾,隔離不斷輻射干擾等;因?yàn)檩椛涓蓴_時(shí)通過空間傳播,最常見的設(shè)計(jì)就是,PCB將光偶的輸入輸出布局在一起,這時(shí)干擾不會通過光偶器件傳過去,但是很容易通過輸入感應(yīng)到輸出電路。所以光偶的PCB布局很重要,不然起不到效果;其次,光偶的隔離干擾能力有限,只能在1 KV左右,那么在MEC的脈沖群測試,施加幾千伏的干擾信號,光偶器件是沒辦法隔離的;

誤區(qū)三:器件封裝形式不影響MEC性能

插件型

貼片型

目前常見IC封裝有插件的和貼片的,一般會覺得插件和貼片區(qū)別就是焊接方式不一樣,性能都差不多,其實(shí)不然;PCB上每個器件都存在天線效應(yīng),導(dǎo)電部分越大天線效應(yīng)就越強(qiáng),所以,封裝小的器件天線效應(yīng)就弱,所以設(shè)計(jì)時(shí)候,盡肯能采用小封裝的器件,能用貼片的就不用插件的封裝的器件;另外天線效應(yīng)還跟工作環(huán)路電流有關(guān),減小工作環(huán)路電流,可以提高EMC性能;實(shí)際上,不僅IC是這樣,電阻電容也要遵循這樣的規(guī)則,封裝小的比封裝大的MEC性能要好;但前提得先保證封裝滿足設(shè)計(jì)性能需求;

誤區(qū)四:PCB布線要橫平豎直

PCB布線橫平豎直

說到PCB布線,很多設(shè)計(jì)者都知道一個經(jīng)驗(yàn),橫平豎直,只要空間允許,走線粗比細(xì)好;但是這些經(jīng)驗(yàn)在MEC這里好像已經(jīng)過時(shí)了;

單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較常見,其MEC性能顯的十分關(guān)鍵;雖然單片機(jī)大部分電路頻率不高,但是MEC測試的干擾頻率會很高,所以在設(shè)計(jì)過程中要注意一下幾點(diǎn);

1. 部分器件走線保持足夠距離

有可能出現(xiàn)耦合或者輻射的線組要保持足夠距離,常見的有,濾波器輸入輸出,光偶的輸入輸出,交流電源線與信號線等;

2. 走線較長的要加濾波

PCB走線要盡量短,部分不得已走的長線,要在合理的位置添加濾波電路,比如常用的C,RC,LC等低通濾波;

3. 除電源,地線外的線不能太粗,能用細(xì)不用粗。

PCB上每條走線都是信號載體,又是接收空間輻射干擾的天線,走線越長,越粗,天線效應(yīng)就越強(qiáng);

4. 保持良好地線層

良好地線層,共模耦合比較小,也不會因環(huán)流產(chǎn)生的天線效應(yīng),能使MEI以最短的路徑進(jìn)入地線而消失。所有PCB部件很重要,地線尤為重要,單面板地線要完整盡量多;雙面板,盡量有一面做為地線層;多面板,要求一層專門做為地線層;

總結(jié):單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,MEC設(shè)計(jì)相當(dāng)重要,影響設(shè)備性能,我們要在設(shè)計(jì)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不斷學(xué)習(xí),以便后期更好的提高設(shè)計(jì)系統(tǒng)MEC性能;

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