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Stromversorgungsdesign

Grundlagen der EMV – Teil 2

10. Juni 2016, 9:30 Uhr | Don Li, CUI

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EMI-Eindämmung auf Systemebene

Obwohl die meisten Schaltnetzteile als eigenständiges Modul die entsprechenden EMI-Standards erfüllen, müssen Entwickler ihr System selbst so designen, dass es minimale EMI erzeugt, um den Normen gerecht zu werden. Spezielle Bereiche innerhalb des Systemdesigns, die sich für eine EMI-Eindämmung eignen, sind die Signalleitungen, Leiterplatten und Halbleiterkomponenten.

Zu den Überlegungen bei den Signalleitungen zählen Tiefpassfilter, um die zulässige Bandbreite auf den Mindestwert zu reduzieren, der gerade noch die ungedämpfte Weiterleitung eines Signals erlaubt. Einspeise- und Rückführungsschleifen sollten bei Signalleitungen mit hoher Bandbreite eng aneinander angeordnet sein. Damit verringern sich abgestrahlte Störungen. Signalleitungen für HF-und HF-ähnliche Signale sollten ordnungsgemäß abgeschlossen sein, um Reflexionen am Abschluss zu mindern. Schwingen und Überschwingen auf diesen Leitungen lässt sich ebenfalls verringern, wenn ein geeigneter Abschluss vorliegt.

Hochohmige Bereiche einer Leiterplatte, die zu EMI beitragen, lassen sich durch breite Metallstreifen eindämmen. Diese senken den Widerstand der Versorgungsleitungen. Wenn möglich sollten die Signalleitungen im Hinblick auf ihre Signallaufzeit contra Signalanstiegs-/abfallzeiten entwickelt werden und eine Masse- sowie Versorgungslagen enthalten. Schlitzblenden im Leiterplatten-Layout sollten unbedingt vermieden werden, vor allem in der Masselage oder in der Nähe von Strompfaden. Damit verringern sich unerwünschte Antenneneffekte. Die Leiterbahnen in der Platine sind so kurz wie möglich zu halten, und Stichleitungen, die Reflexionen und Oberschwingungen erzeugen, sollten vermieden werden.

Auch Überschneidungen von Stromversorgungslagen sind zu vermeiden, um das Systemrauschen und Einkopplungen zu vermeiden. Extreme Biegungen in Leiterbahnen (Abschrägen oder Gehrungen) sollten verringert oder vermieden werden, um hohe Felddichten zu vermeiden. Leitende Streifen, die senkrecht zwischen benachbarten Lagen angebracht sind, verringern das Übersprechen. Schwebende (floatende) Leiterbereiche können als Störstrahlungsquelle fungieren. Deren Einsatz sollte somit vermieden werden, außer um thermische Überlegungen außer Kraft zu setzen. Zusätzlich sollten Halbleiterbausteine auf der Platine nahe an den Chip-Versorgungsleitungen entkoppelt sein, um Bauteilrauschen und Transienten auf den Versorgungsleitungen zu reduzieren.

Über den Autor:

Don Li ist Chief Technical Officer (CTO) bei CUI.