技術(shù)分享：設(shè)計家用電器電路控制板時的EMC解決方法

家電控制板的小體積，低成本決定了在線路中不會使用高成本的材料來解決其電磁干擾問題。家電控制板的干擾主要來自三大方面：一是控制板本身產(chǎn)生的干擾，二是來自負(fù)載的干擾，三是來自線路上的干擾。解決這些干擾可以分別采用不同的方案來達(dá)成。

1 控制板本身產(chǎn)生的干擾

家電控制板中常用的繼電器、可控硅以及高頻時鐘等，都可能成為小家電控制板的自身干擾源。對于以上干擾，可以從以下方面入手來解決：

● 在繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾。

● 在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路，電阻一般選幾千歐到幾十千歐，電容選0.01μF，以減小電火花影響)。

● 在電路板上每個IC上并接一個0.01～0.1μF高頻電容，以減小IC對電源的影響。但應(yīng)注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，而這會影響濾波效果。

● 布線時應(yīng)避免90°折線，并盡量減少高頻噪聲發(fā)射。

● 在可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(該噪聲嚴(yán)重時可能會把可控硅擊穿)。

● 注意晶振布線。晶振與芯片引腳應(yīng)盡量靠近，并用地線把時鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼要接地并固定。最好在能使用低速晶振的場合盡可能選用低速晶振。

● 對電路板合理分區(qū)(如強(qiáng)、弱信號，數(shù)字、模擬信號)。盡可能把干擾源(如電機(jī)、繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離。

● 交流端用電感電容濾波：去掉高頻低頻干擾脈沖，VCC和GND之間接電解電容及瓷片電容，以去掉高、低頻干擾信號。

2 控制板本身的傳導(dǎo)干擾

為了防止控制板電路產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，可在電路的進(jìn)入口(即AC兩端)并接上一個電容C，圖1所示是一個簡單的電容抗擾電路連接圖。圖中的電容屬于安全電容，但必須在該電容的兩端并聯(lián)一個安全電阻，以防止電源線拔插時電源線插頭長時間帶電。因為安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)正在工作之中的機(jī)器電源線被拔掉時，在兩秒鐘內(nèi)，電源線插頭兩端所帶的電壓(或?qū)Φ仉娢?應(yīng)小于原來電壓的30%。

圖1 電容抗擾電路

該電容必須經(jīng)過安全檢測部門認(rèn)證過后才能使用。電容的耐壓一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和AC250V或AC275V字樣，但其真正的直流耐壓應(yīng)達(dá)到2000V以上。而且在使用的時候，不要隨便用AC250V或DC400V之類的電容來代用。

抗擾電容一般都選用紋波電流比較大的聚脂薄膜安全電容，這種電容體積一般都很大，允許瞬間充放電的電流也很大，即內(nèi)阻比較小。而普通電容紋波電流的指標(biāo)一般都很小，動態(tài)內(nèi)阻較大，因此，用普通電容代替安全電容，除了耐壓條件不能滿足以外，一般紋波電流指標(biāo)也難以滿足要求。

實(shí)際上，光靠用安全電容就想把傳導(dǎo)干擾信號完全濾除是不可能的。因為干擾信號的頻譜非常寬，基本覆蓋了幾十千赫到幾百兆赫甚至上千兆赫的頻率范圍。一般對低端干擾信號，其濾除需要很大容量的濾波電容，但受到安全條件的限制，電容的容量不能太大;而對高端干擾信號的濾除，大容量電容的濾波性能又極差，特別是聚脂薄膜電容的高頻性能一般都比較差，并且聚脂薄膜介質(zhì)的高頻響應(yīng)特性與陶瓷或云母相比相差很遠(yuǎn)，此外，一般聚脂薄膜介質(zhì)都具有吸附效應(yīng)，會降低電容器的工作頻率。聚脂薄膜電容工作頻率范圍大約在1MHz，超過1MHz時其阻抗將顯著增加。因此，抑制電子控制板本身產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾除了選用這種電容進(jìn)行濾波以外，一般還要同時選用多個電感濾波器一起組合來對干擾進(jìn)行濾波。電感濾波器屬于低通濾波器，但電感濾波器也有很多種類和無數(shù)種規(guī)格(如差模、共模以及高頻、低頻)等，每種電感主要都是針對某一小段頻率的干擾信號而起濾除作用，而對其他頻率的干擾信號作用不大。電感量很大的電感，其線圈匝數(shù)很多，分布電容也很大，高頻信號會通過分布電容旁路掉，另外，導(dǎo)磁率很高的磁芯，其工作頻率也不高。目前，國內(nèi)大量使用的電感濾波器磁芯的工作頻率大多數(shù)都在75MHz以下，對于工作頻率要求比較高的場合，必須選用高頻環(huán)形磁芯(高頻環(huán)形磁芯導(dǎo)磁率一般都不高，但其漏感特別小)。3負(fù)載干擾

家電中的負(fù)載包括線性負(fù)載(如熱水器)和非線性負(fù)載(豆?jié){機(jī)，絞肉機(jī)等)。非線性負(fù)載是一種頻譜極寬的干擾源，其抑制方法主要有兩種：一是從非線性負(fù)載(如電機(jī))本身入手;由于不恰當(dāng)?shù)牟僮鳌⒔佑|器的接觸不良、炭刷不干