How to design PCB layer to optimize EMC effect of PCB?

In the EMC design of Pkb, enkyetid nan premye se anviwònman an kouch; Kouch tablo a konpoze de ekipman pou pouvwa, kouch tè ak kouch siyal. Nan konsepsyon EMC nan pwodwi, san konte seleksyon an nan eleman ak konsepsyon sikwi, bon konsepsyon PCB se tou yon faktè trè enpòtan.

Kle nan konsepsyon EMC nan PCB se pou misyon pou minimize zòn nan backflow, epi fè chemen an backflow koule nan yon direksyon ki nou fèt. The layer design is the basis of PCB, how to do a good job of PCB layer design to make the EMC effect of PCB optimal?

ipcb

Design ideas of PCB layer:

Nwayo PCB planifye EMC planifikasyon ak konsepsyon se rezonab planifye chemen retou siyal pou misyon pou minimize zòn nan retou siyal soti nan kouch nan glas tablo, konsa tankou elimine oswa minimize flux mayetik.

1. Board mirroring layer

Kouch glas la se yon kouch konplè kouch kouch kòb kwiv mete (kouch ekipman pou pouvwa, kouch baz) adjasan a kouch siyal andedan PCB la. Fonksyon prensipal yo jan sa a:

(1) Diminye bri backflow: kouch glas la ka bay yon chemen enpedans ki ba pou backflow kouch siyal la, sitou lè gen yon gwo koule aktyèl nan sistèm distribisyon pouvwa a, wòl kouch glas la pi evidan.

(2) rediksyon EMI: egzistans kouch glas la diminye zòn bouk fèmen ki fòme pa siyal la ak rflu epi diminye EMI;

(3) diminye krosstalk: ede kontwole pwoblèm krosstalk ant liy siyal yo nan gwo vitès sikwi dijital, chanje wotè liy siyal la nan kouch glas la, ou ka kontwole krosstalk ant liy siyal yo, ki pi piti wotè a, ki pi piti a kwazyè a;

(4) Kontwòl enpedans pou anpeche refleksyon siyal.

Seleksyon kouch glas

(1) Tou de ekipman pou pouvwa a ak avyon an tè ka itilize kòm avyon an referans, epi yo gen yon efè pwoteksyon sèten sou fil elektrik la entèn yo;

(2) Relativman pale, avyon an pouvwa gen yon enpedans karakteristik segondè, epi gen yon gwo diferans potansyèl ak nivo referans lan, ak entèferans-wo frekans lan sou avyon an pouvwa se relativman gwo;

(3) Soti nan pèspektiv nan pwoteksyon, se plan an tè jeneralman chita ak itilize kòm pwen referans nan nivo referans lan, ak efè pwoteksyon li yo byen lwen pi bon pase sa yo ki nan avyon an pouvwa;

(4) When selecting the reference plane, the ground plane should be preferred, and the power plane should be selected second.

Magnetic flux cancellation principle:

According to Maxwell’s equations, all electrical and magnetic action between separate charged bodies or currents is transmitted through the intermediate region between them, whether it be a vacuum or solid matter. Nan yon PCB, flux la toujou miltiplikasyon nan liy transmisyon an. Si chemen refoulman rf la paralèl ak chemen siyal ki koresponn lan, flux sou chemen retou a se nan direksyon opoze ak sa sou chemen siyal la, lè sa a yo supèrpoze youn ak lòt, epi yo jwenn efè anilasyon flux.

Sans nan anile flux se kontwòl la nan chemen retou siyal, jan yo montre nan dyagram sa a:

Kouman yo itilize règ la men dwat yo eksplike efè a mayetik anile flux lè kouch siyal la se adjasan a strat la eksplike jan sa a:

ipcb

(1) Lè yon aktyèl ap koule nan fil la, yo pral pwodwi yon jaden mayetik alantou fil la, epi li se direksyon jaden mayetik la detèmine pa règ la men dwat.

(2) lè gen de tou pre youn ak lòt ak paralèl ak fil la, jan yo montre nan figi ki anba a, youn nan kondiktè yo nan elektrisite drenaj soti, lòt la yon kondiktè nan elektrisite koule, si aktyèl la elektrik ap koule nan la fil yo se aktyèl ak retounen siyal aktyèl li yo, Lè sa a, de direksyon opoze a nan aktyèl ki egal, se konsa jaden mayetik yo egal, men direksyon an se opoze,Se konsa, yo anile youn ak lòt soti.

Six layer board design example

1. For six-layer plates, scheme 3 is preferred;

Analiz:

(1) Kòm kouch siyal la adjasan a avyon referans reflow la, epi S1, S2 ak S3 adjasan a avyon tè a, pi bon efè anilasyon mayetik flux reyalize. Se poutèt sa, S2 se kouch nan routage pi pito, ki te swiv pa S3 ak S1.

(2) Avyon an pouvwa adjasan a avyon an GND, distans ki genyen ant avyon yo piti anpil, epi li gen pi bon efè anilasyon mayetik flux ak enpedans avyon pouvwa ki ba.

(3) Pwovizyon pou pouvwa prensipal la ak moso twal korespondan li yo sitiye nan kouch 4 ak 5. Lè epesè kouch la mete, yo ta dwe ogmante espas ant S2-P epi yo ta dwe redwi espas ant P-G2 (espas ant kouch G1-S2 ta dwe korespondan redwi), konsa tankou diminye enpedans nan avyon an pouvwa ak enfliyans nan ekipman pou pouvwa a sou S2.

2. When the cost is high, scheme 1 can be adopted;

Analiz:

(1) Because the signal layer is adjacent to the reflow reference plane and S1 and S2 are adjacent to the ground plane, this structure has the best magnetic flux cancellation effect;

(2) Due to the poor magnetic flux cancellation effect and high power plane impedance from the power plane to the GND plane through S3 and S2;

(3) Preferred wiring layer S1 and S2, followed by S3 and S4.

3. For six-layer plates, option 4

Analiz:

Scheme 4 pi apwopriye pase Scheme 3 pou lokal, ti kantite kondisyon siyal, ki ka bay yon kouch fil elektrik ekselan S2.

4. Worst EMC effect, Scheme,Analiz:

In this structure, S1 and S2 are adjacent, S3 and S4 are adjacent, and S3 and S4 are not adjacent to the ground plane, so the magnetic flux cancellation effect is poor.

Conkolisyon

Prensip espesifik nan konsepsyon kouch PCB:

(1) Gen yon plan tè konplè (plak pwotèj) anba sifas eleman ak sifas soude;

(2) Eseye evite adjasan dirèk nan de kouch siyal;

(3) Tout kouch siyal yo adjasan ak plan tè a osi lwen ke posib;

(4) Kouch fil elektrik nan frekans segondè, gwo vitès, revèy ak lòt siyal kle yo ta dwe gen yon plan tè adjasan.