PDF《陈常杰路宏敏李晓辉》

5 显示了当 闭合印制 线 回路 的面积保持25cm2不变时,矩形印制线回路源与终端所在的边分别为2cm、

3 c m、

4 c m 和5cm时差模电流所产生的辐射干扰效果,且在频 率为500MHz、1 G H z 和1.5GHz时分别进行考虑.显 然 ,频 率增 高 ,相 同结构的闭合印制线回路产生的辐射干扰跟着增强,并且随着频率增高差模电流的辐射能量 逐渐向印制线路板的正面 转移 ,如图3所 示,这是因为 频率的增 高使得接地平面相对于差模电流信号的电尺寸变大,从而对闭合印制线回路的辐 射场产生更大的反 射效果.更 为重要的是,随着 闭合印制 线回路由正方形逐渐变化为越来越狭长的矩形,差模电流所产生的辐射干扰显著减小,也 就是说,即 使闭合印制 线回路的面积相同,适 当地 改变其形状,使之越来越狭长,同样可以减小相同强度的差模电流的辐射干扰.闭合 印 制线 回路上流过的差模 电流产生的辐射干扰在各个极化方向上 ( a ) ( b) ( C) 图6差模电流的辐射干扰在XCa)、 Y( b ) 、 Z( c ) 方向上的极化分量的三维方向图的分布是不同的.图

6 是矩形印制线回路的源 和终端所在的边为3(回路面积为25) 时频率为1.5GHz差模 电流 的辐 射干扰在x、Y 、z 方向上的极化分量的三维方向图,从 图 中可 以看 到,x和Z方向上 的极化分量主要集中于 印制 板正面的x轴的两 侧 .而 Y 方 向上 的极 化分量主要集中于 印制板的正上方 区域 , 并且沿Y方向的极 化分量最大,分 别为x、Y方向极化分量的两 倍左右,对于源和终端所在边为2cm、4 c m和5cm时 的 闭合 回路 也是如此.根据印制线路板上差模电流 的辐 T e s I l e c hn o I o g y a n d A u t o m a t i o n 射特性,开关电源 设计人员在进行印制线路板和机箱内部 结构设计的时候可以从以下 几个方面来考虑:1.通 过改变闭合印制线 回路 的形状,使之尽量狭长,可以有 效的减小差模电流的辐射干扰水平.2.根 据差模电流在各个极化方向上的辐射水平的不同.尽量使临近印制板上的印制线或元器件在较大辐射水平的极化方向上有最小的电长度,这样可以保证它们耦合到较少的电磁能量 .

3 .在对机箱内部的电缆 进行布线设计时,确保电缆在较大辐射水平的极化方向上 的电长度最小,从而使电缆耦合到的电磁 能量最小.4.确 定得到最 小的机箱对外辐 射效果的通风窗或者是观察窗的位置和结构.通 风窗或观察窗应尽可能的安装在辐射水平较低的位置,如果通风窗或观察窗是由矩 形孔构成的,还应该考虑辐射场在窗口位 置的各个方向的极化水平,尽量使矩形孔的长边不在辐射水平最大的极化方向上,以便使从机 箱辐射出去 的 电磁 能量最小.对以上 几点进行考虑的时候还要综合其它结构的干扰源的辐射效果,比如继电器、散热器和电缆产生的辐射干扰,而这些都是可以通过数值或者是解析的方 法得到的.

5、结论:从对开关电源差模电流 的辐 射干扰进行电磁场数值模拟的结果可以看 出 ,差 模 电流 的辐射干扰随着闭合回路的面积增加而增强,并 呈线性变化,频率的增高也使差模电流的辐射能量更集中于接地平面的上方.更 为重要的是,相 同面 积的闭合回路 ,回路 的形状越来越狭长,差模电流引起的辐射干扰就越来越小.同时,差模 电流 的辐 射干扰在各个极化方向上有不同的分下转 第5