案例49: PCB中多了1cm2的地層銅

【現(xiàn)象描述】

某通信轉(zhuǎn)換模塊的24V直流電源端口傳導騷擾測試頻譜圖如圖6.21所示。

從圖中可以看出，低頻段平均值超過CLASS A限值。

【原因分析】

該產(chǎn)品的電源入口部分的原理圖如圖6.22所示。

圖中，U5是非隔離開關電源。它從EMI角度考慮是一個干擾源，其開關信號及其諧波將直接影響傳導騷擾測試的幅值。L1 是共模電感，可對該電源端口進行共模濾波，防 止圖中左右兩側無用共模信號相互傳輸。對于EMI來講，主要是用來抑制來自于開關電源，包括電源線上及0V上的騷擾，從而達到較好的EMC效果。

該產(chǎn)品電源入口的PCB圖如圖6.23所示。

其中，白色方框表示共模電感L1的位置。

經(jīng)過仔細分析后發(fā)現(xiàn)，共模電感下面的0V 地層敷銅是多余的。由于共模電感的體積較小，因此電感下面的敷銅也較小，約1cm2。雖然面積較小，但將同樣會起到被隔離的共模電感兩側容性耦合作用，使共模電感的作用在一定程度上喪失。耦合產(chǎn)生的等效原理圖如圖6.24所示。

圖中，Cl和C2表示多余敷銅引起的分布電容，它在一定的頻率下將共模電感兩端連通，所以來自于后一級開關電源的干擾將通過分布電容直接流向傳導騷擾的測試儀。為了證實分析的正確性，修改PCB板，將多余的地層取消，取消多余地層后的PCB圖如圖6.25所示。

再進行測試，取消多余地層后的測試結果如圖6.26所示。

難以置信的結果，傳導騷擾得到了很大的改善。

【處理措施】

將共模電感下多余的“0V”地層取消，使共模電感起到良好的隔離作用。

【思考與啟示】

（1）地層及電源層不能隨便鋪設，哪怕只有很小的面積。

（2）濾波電路的輸入、輸出之間一定要有良好的隔離，才能最大限度地發(fā)揮濾波電路的預想作用。

以上案例來自EMC領域知名專家-鄭老師《EMC電磁兼容設計與測試案例分析》著作內(nèi)容其一案例！