CN218587387U

CN218587387U - 一种电磁兼容系统

Info

Publication number: CN218587387U
Application number: CN202222714674.0U
Authority: CN
Inventors: 陈毅东; 习超
Original assignee: Shenzhen Zhaowei Machinery and Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhaowei Machinery and Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-10-11
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2032-10-11

Abstract

本实用新型提供了一种电磁兼容系统，涉及电气控制领域。所述系统包括PCB板；所述PCB板还包括电磁兼容电路；所述电磁兼容电路包括电源接入端、第一二极管、第二二极管、第一抗干扰单元、抑制单元、第二抗干扰单元；所述电源接入端经由所述第一二极管与所述第一抗干扰单元电连接；所述第一抗干扰单元的另一端接地；所述第一抗干扰单元与所述抑制单元并联，所述抑制单元与所述第二抗干扰单元并联；所述第二抗干扰单元的另一端接地。本实用新型提供的电磁兼容系统可以增强电磁兼容电路的抗干扰能力，同时减少了电磁兼容电路对其他设备或器件的电磁辐射。并且通过改变PCB板的布局有效抑制了信号通过地回路产生的干扰。

Description

一种电磁兼容系统

技术领域

本实用新型涉及电气控制领域，具体而言，涉及一种电磁兼容系统。

背景技术

电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)，指系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰。随着各类电气、电子和信息设备在汽车上的广泛应用，汽车内的电气设备数量和种类不断增加，车内的电磁环境日益复杂。为了保证汽车的设备或系统在汽车的电磁环境中能稳定运行，汽车的电磁兼容成为了汽车性能的一个重要的评价标准。

在当前的车用电磁兼容设计中，通常是只对EMC电路的选型进行改进，来降低可能出现的电磁耦合，很难做到兼顾抗外界电磁干扰和减弱对其他电路的电磁辐射影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电磁兼容系统，可以增强电磁兼容电路的抗干扰能力，同时减少了电磁兼容电路对其他设备或器件的电磁辐射。并且通过改变PCB板的布局制造隔离带，有效抑制信号通过地回路产生的干扰。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种电磁兼容系统，所述系统包括PCB板；

所述PCB板包括接地端和滤波电路；所述接地端用于抑制通过地回路产生的电磁干扰；

所述PCB板还包括电磁兼容电路；

所述电磁兼容电路包括电源接入端、第一二极管、第二二极管、第一抗干扰单元、抑制单元、第二抗干扰单元；

所述电源接入端经由所述第一二极管与所述第一抗干扰单元电连接；所述第一抗干扰单元的另一端接地；

所述第一抗干扰单元与所述抑制单元并联，所述抑制单元与所述第二抗干扰单元并联；所述第二抗干扰单元的另一端接地。

在一实施方式中，所述电源接入端与12V蓄电池电源电相连。

在一实施方式中，所述第一抗干扰单元为并联连接的多个电容。

在一实施方式中，所述第二抗干扰单元为并联连接的多个电容。

在一实施方式中，所述抑制单元为电感。

在一实施方式中，所述第二抗干扰单元还与信号输入端电连接。

在一实施方式中，所述第一抗干扰单元还经由所述第二二极管与所述电源接入端电连接。

在一实施方式中，所述接地端与所述滤波电路之间通过挖空板面的方式隔离。

在一实施方式中，所述接地端上设置多个接地孔。

在一实施方式中，所述接地孔为全连接上下通孔。

本实用新型提供的一种电磁兼容系统的有益效果是：首先精准确定器件选型，增强电磁兼容电路的抗干扰能力，同时简化电路结构，减少了电磁兼容对其他设备或器件的电磁辐射。其次，将接地孔设计为贯穿板面的全连接上下通孔，同时挖空滤波电路与地之间的电路板，人为制造隔离带，能够有效地抑制通过地回路产生的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的电磁兼容系统的PCB板的一结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的PCB板的一结构示意图；

图3为现有的电磁兼容系统的接地孔的一结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的接地孔的一结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电磁兼容电路的一电路示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一电感阻抗频率特性曲线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种电磁兼容系统，本实施例提供的电磁兼容系统包括PCB板；

所述PCB板包括接地端和滤波电路；所述接地端用于抑制通过地回路产生的电磁干扰；所述滤波电路采用不同量级的电容组合具有更大的插入损耗，更有利于电路滤波；所述电磁兼容电路设置在所述PCB板上。

所述电源接入端经由所述第一二极管与所述第一抗干扰单元电连接；所述第一抗干扰单元的另一端接地；所述第一抗干扰单元与所述抑制单元并联，所述抑制单元与所述第二抗干扰单元并联；所述第二抗干扰单元的另一端接地。

电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)包括两个方面的要求：电磁辐射影响(EMI)及抗外界电磁干扰(EMS)。其中，电磁辐射影响(EMI)，指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁辐射影响不能超过一定的限值；抗外界电磁干扰(EMS)：指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。在汽车的电磁应用需求中，要兼顾两方面要求，而现有的EMC电路设计，一般都只对电路做优化，选取不同型号和不同参数的电路元件，降低可能出现的电磁耦合。为了有效兼顾抗外界电磁干扰(EMS)与减弱对其它电路的电磁辐射影响(EMI)，本申请实施例同时设计了电磁兼容电路和PCB板的布局。具体地，请参阅图1和图2。

图1为现有技术的车用电磁兼容系统的PCB板，滤波电路采用LC滤波。LC滤波不需要额外提供电源，一般由电容、电感和电阻组成，除了起到滤波作用外，还可以兼顾无功补偿的需要。如图1所示，图1中的LB13和LB14为滤波电感，C78和C79为滤波电容，D4为二极管，R9为电阻。但是在现有技术中，滤波电路与地的重合面积通常较大，这导致了当信号通过地回路时，会对车用电磁兼容系统产生电磁干扰。

在一实施方式中，所述接地端与所述滤波电路之间通过挖空板面的方式隔离；所述接地端上设置多个接地孔；所述接地孔为全连接上下通孔。请参见图2，可以通过挖空PCB板，人为制造隔离的方式将LC滤波电路与地隔离开，不进行大面积铺地，这样可以有效规避信号通过地回路产生较大电磁干扰的问题。图2中的LB13和LB14为滤波电感，C78和C79为滤波电容，D4为二极管，R9为电阻。图1和图2中的标0处代表接地。

此外，本申请实施例同时也提供了一种接地端的设计。对于PCB来说，接地孔的设计有诸多优点，如有利于减短地的回流路径、增加电磁屏蔽、以及为PCB板提供更好的散热。请参阅图3和图4，图3为现有技术中比较常用的车用电磁兼容系统的PCB板接地端，可以看到原有的接地孔只有四个且距离较远，电磁屏蔽效果一般。而本申请实施例提供的接地端设计，是在接地端设置多个接地孔，如图4中的八个接地孔，而且每个接地孔都采用全连接上下均匀打通孔的形式，可以起到较好的屏蔽效果，从而有效地抑制信号通过地回路产生的电磁干扰。

综上，在PCB板布局上做出的挖空和通孔设计，能有效抑制通过地回路产生的电磁干扰，提升了车用电磁兼容系统的抗外界电磁干扰(EMS)能力。

本申请实施例提供的电磁兼容电路也起到了提升车用电磁兼容系统的抗外界电磁干扰(EMS)能力的作用，同时还可以降低车用电磁兼容系统的电磁辐射影响(EMI)。请参阅图5，图5为本实用新型实施例提供的电磁兼容电路的一电路示意图，即上文所述的电磁兼容电路。

在一种实施方式中，第一二极管D1的选型可以为VISHAY_SS36-E3/57T，第二二极管D2的选型可以为浪涌抑制器PKA26A。第一二极管D1正向导通、反向截止，可以有效起到防反接的作用。第二二极管D2的作用为：当其受到瞬态高能量冲击时，以10^-12秒量级的速度，由高阻态变为低阻态，吸收浪涌功率，把电压钳位在一个预定值，有效地保护后级电路。

在一实施方式中，所述第一抗干扰单元为并联连接的多个电容，所述第二抗干扰单元为并联连接的多个电容，在一种实施方式中，所述第一抗干扰单元为并联连接的C3、C4、C5；所述第二抗干扰单元为并联连接的C6、C7、C8；电容的选型可以为AEC-Q200，但是各电容的参数不同。如图5所示，在一种实施方式中，C3、C4的参数为100nF/50V，C5的参数为1uF/100V。C6、C7的参数为100nF/50V，C8的参数为1uF/100V。由于直流供电电源的电磁干扰较小，所以选择了谐振频率较高的电容，电容阻抗较大。这样，当接收到外界的电磁干扰时，能够减弱高频信号对电磁兼容电路的影响。图5中的GND代表接地。

在一实施方式中，所述抑制单元为电感L1，请参阅图6，图6为本实用新型实施例提供的一电感阻抗频率特性曲线。其中曲线401代表共模阻抗(Common mode)频率特性；曲线402代表差模阻抗(Differential mode)频率特性。电感L1的选型通常选择所需滤波的频段，根据阻抗频率特性曲线来选择，还需对实际应用情况进行分析。例如，若外界的电磁干扰频率为200-300MHz，则应选择该频段对应的阻抗值的共模或差模电感。当受到外界电磁干扰时，能够减弱高频信号的影响，而电感能够抑制高于预设频率的信号，减小对外接电路的影响。

所述电磁兼容电路，还包括电源接入端与信号输入端VIN，在一种实施方式中，所述电源接入端与12V蓄电池电源电连接。所述第二抗干扰单元还与信号输入端VIN电连接，所述信号输入端用于输入电压信号。

在一实施方式中，所述第一抗干扰单元还经由所述第二二极管D2与所述电源接入端电连接。

需要注意的是，所述电磁兼容电路的选型均是采用常规工艺制成的，易于获取，也可以保证元件的可靠性，同时降低了硬件成本。

本申请实施例提供的电磁兼容系统，首先精准确定器件选型，通过选择参数和型号合适的电容和电感，增强了电磁兼容电路的抗干扰能力，同时简化电路结构，减少了电磁兼容电路对其他设备或器件的电磁辐射。其次，将接地孔设计为贯穿板面的全连接上下通孔，同时挖空滤波电路与地之间的电路板，人为制造隔离带，能够有效地抑制通过地回路产生的干扰，实现了较好的电磁兼容性能。同时也减小了电路板体积，空间利用率更高，更易于实现电磁兼容系统的小型化。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电磁兼容系统，其特征在于，所述系统包括PCB板；

所述PCB板包括接地端和滤波电路；所述接地端用于抑制信号通过地回路产生的电磁干扰；

所述PCB板还包括设置在PCB板上的电磁兼容电路；

2.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述电源接入端与12V蓄电池电源电相连。

3.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述第一抗干扰单元为并联连接的多个电容。

4.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述第二抗干扰单元为并联连接的多个电容。

5.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述抑制单元为电感。

6.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述第二抗干扰单元还与信号输入端电连接。

7.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述第一抗干扰单元还经由所述第二二极管与所述电源接入端电连接。

8.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述接地端与所述滤波电路之间通过挖空板面的方式隔离。

9.根据权利要求1所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述接地端上设置多个接地孔。

10.根据权利要求9所述的电磁兼容系统，其特征在于，所述接地孔为全连接上下通孔。