一种提高电路电磁兼容性的装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种提高电路EMC的装置，该电路中的控制器位于印刷电路板PCB板上；PCB板之外套设壳体；PCB板之外设置一层导电金属层；或，PCB板上设置一层导电金属层；导电金属层与PCB板的地平面进行电连接。增加一层导电金属层，由于导电金属层是导电的，并且是与PCB板的地平面进行电连接的。使PCB板的地平面上的干扰流入导电金属层，避免或降低PCB板上的电磁干扰。如果没有该导电金属层，PCB板的地平面上的共模信号一直在PCB板上流动，最终与大地形成回路，无法达到彻底消除共模干扰的目的。添加导电金属层后，将PCB板上的干扰信号释放掉，提高整个电路EMC性能。并且本发明寄生电容大幅减小，电磁发射回路阻抗增加，从而降低电路的电磁发射水平。
【专利说明】一种提高电路电磁兼容性的装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电磁兼容【技术领域】，特别涉及一种提高电路电磁兼容性的装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，电子设备越来越多样化，应用也越来越广泛。
[0003]有些电子设备的电磁环境比较复杂，因此，对于电子设备中控制器的电磁兼容性(EMC, Electro Magnetic Compatibility)要求会越来越高。
[0004]目前，控制器的外壳主要有两种:一种是塑料外壳，另一种是金属外壳。
[0005]塑料外壳由于成本低廉，应用更为普遍，但是塑料外壳没有金属外壳的电磁屏蔽能力，因此，控制器使用塑料外壳时的EMC性能相对于使用金属外壳时的EMC性能有较差差距。
[0006]因此，本领域技术人员需要提供一种提高电路EMC的装置，即使电路中的控制器使用塑料外壳也能具有较高的EMC性能。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种提高电路EMC的装置，能够保证电路中的控制器即使使用塑料外壳，也具有较高的EMC性能。
[0008]本发明实施例提供一种提高电路EMC的装置，整个电路位于印刷电路板PCB板上;
[0009]所述PCB板外部套设壳体；
[0010]在所述PCB板之外设置一层导电金属层；
[0011]或，
[0012]在所述PCB板上设置一层导电金属层；
[0013]所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接。
[0014]优选地，在所述PCB板上设置一层导电金属层，具体包括:
[0015]当所述PCB板为单层PCB板时,所述导电金属层位于所述PCB板的最外层；
[0016]当所述PCB板为多层PCB板时,所述导电金属层位于相邻的两层PCB板之间。
[0017]优选地，所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接，具体为:
[0018]在所述导电金属层上与所述PCB板的地平面上的对应位置均打孔，并且导电金属层和所述PCB板的地平面上之间的孔是电连接的。
[0019]优选地，在所述PCB板之外设置一层导电金属层，具体为:
[0020]所述导电金属层设置在所述壳体的内侧；
[0021]或，
[0022]所述壳体的底面为导电金属层。
[0023]优选地，所述导电金属层为导电铜层。
[0024]优选地，所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接，具体为:
[0025]所述导电金属层和所述PCB板的地平面之间通过阻容网络进行电连接。
[0026]优选地，所述阻容网络包括第一电阻和第四电容；
[0027]所述第一电阻的一端连接所述导电金属层，所述第一电阻的另一端连接所述PCB板的地平面；
[0028]所述第四电容的一端连接所述导电金属层，所述第四电容的另一端连接所述PCB板的地平面。
[0029]优选地，所述控制器的壳体为塑料壳体。
[0030]优选地，所述导电金属层上设置N个孔；所述PCB板的地平面上设置N个孔；所述N为大于I的整数；
[0031]所述N个孔均匀布置。
[0032]优选地，还包括滤波电容；
[0033]所述滤波电容连接在电路的连接器处。
[0034]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0035]本发明中，增加一层导电金属层，由于导电金属层是导电的，并且是与PCB板的地平面进行电连接的。这样可以使PCB板的地平面上的干扰流入导电金属层，从而避免或降低PCB板上的电磁干扰。因为，如果没有该导电金属层，PCB板的地平面上的共模信号一直在PCB板上回流，形成回路，无法达到彻底消除共模干扰的目的。本实施例中添加了导电金属层后，可以将PCB板上的干扰信号释放掉，从而提高整个电路的EMC性能。另外，本发明降低了整个电路的电磁发射水平，由于电磁发射的原理为:电路板通过寄生电容与LISN、大地形成回路，回路的电流大小代表控制器的电磁发射能力。寄生电容正比于形成寄生电容的装置长度，塑料外壳控制器寄生电容为线束和电路板走线与大地间的寄生电容，添加金属铜层后寄生电容为金属铜层与大地间寄生电容。采用本发明寄生电容大幅减小，电磁发射回路阻抗增加，从而降低控制器的电磁发射水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0037]图1是本发明提供的提高电路EMC的装置实施例一示意图；
[0038]图2是本发明提供的装置对应的信号路径图；
[0039]图3是塑料外壳对应的电路中的信号路径图；
[0040]图4是本发明提供的提高电路EMC的装置实施例二示意图；
[0041]图5是本发明提供的提高电路EMC的装置实施例三示意图；
[0042]图6是本发明提供的提高电路EMC的装置实施例四示意图；
[0043]图7是本发明提供的提高电路EMC的装置实施例五示意图。
【具体实施方式】
[0044]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0046]实施例一:
[0047]参见图1，该图为本发明提供的提高电路EMC的装置实施例一示意图。
[0048]本实施例提供的提高电路EMC的装置，该电路中的控制器位于印刷电路板PCB板上;
[0049]在所述PCB板之外设置一层导电金属层200 ；
[0050]或，
[0051 ] 在所述PCB板上设置一层导电金属层200 ；
[0052]所述导电金属层200与所述PCB板的地平面100进行电连接。
[0053]需要说明的是，图1中仅示意画出了 PCB板的地平面100，没有画出整个PCB板。
[0054]需要说明的是，图1中仅是示意图，导电金属层200可以位于PCB板之外，也可以位于PCB板之上。
[0055]其中，导电金属层200位于PCB板之上指的是，可以位于PCB板的最外层，也可以位于PCB板的内部。
[0056]需要说明的是，导电金属层200是导电的，并且是与PCB板的地平面100进行电连接的。这样可以使PCB板的地平面100上的干扰流入导电金属层200，从而避免或降低PCB板上的电磁干扰。因为，如果没有该导电金属层200, PCB板的地平面100上的共模信号一直在PCB板上回流，形成回路，无法达到彻底消除共模干扰的目的。本实施例中添加了导电金属层200后，可以将PCB板上的干扰信号释放掉，从而提高整个电路的EMC性能。另外，本发明降低了整个电路的电磁发射水平，由于电磁发射的原理为:电路板通过寄生电容与LISN、大地形成回路，回路的电流大小代表控制器的电磁发射能力。寄生电容正比于形成寄生电容的装置长度，塑料外壳控制器寄生电容为线束和电路板走线与大地间的寄生电容，添加金属铜层后寄生电容为金属铜层与大地间寄生电容。采用本发明寄生电容大幅减小，电磁发射回路阻抗增加，从而降低控制器的电磁发射水平。
[0057]为了更好地理解本发明提供的装置的优点，下面结合干扰信号的路径图来详细说明。
[0058]参见图2，该图为本发明提供的装置对应的信号路径图。
[0059]其中，线路阻抗稳定网络(LISN,LineLmpedance Stabilizat1n Network)是EMC测试的辅助设备，如图2所示，LISN连接在被测电子设备的电源进线处。
[0060]需要说明的是，为了简单，本实施例中使用电阻R和三角S代表被测电子设备中的电路，其中R表示被测电子设备中的预处理电路，S代表被测电子设备中的敏感电路。
[0061]敏感电路S对干扰信号比较敏感，因此，理想状态下，不希望有干扰信号进入敏感电路S。
[0062]本实施例中，被噪声污染的印刷线到N点就截止了，无法进入后续敏感电路S。
[0063]本实施例中，由于添加了导电金属层200，因此，整个被测电子设备与大地之间的寄生电容为导电金属层200与大地之间的寄生电容，即C3。
[0064]由于PCB板的地平面100与导电金属层200之间是电电连接的，因此，共模电流的路径如图2中的虚线所示。从虚线的路径可以看出，本实施例提供的方案，由于添加了导电金属层200，共模电流不会在PCB板的地平面100上流动，而是通过PCB板的地平面100进入导电金属层，进而导电金属层200将共模电流经过寄生电容C3进入大地，这样可以保证PCB板的地平面100上没有共模电流，进而不会造成PCB板上有共模电流流动，这样可以使PCB板上的控制器的EMC性能得到提高。
[0065]为了更突出图2的优点，下面结合图3来分析，图3是现有技术中的控制器外部是塑料外壳时对应的信号路径图。
[0066]从图3中可以看出，当没有导电金属层，仅有PCB板的地平面100时，共模电流会经过LISN、PCB板的地平面与大地的寄生电容C2、滤波电容Cl和预处理电路R。
[0067]现有技术中的图3中，被噪声污染的印刷线到M点，噪声污染无法进入后续敏感电路S。
[0068]需要说明的是，图3中的滤波电容Cl连接在预处理电路R与敏感电路S之间，而图2中的滤波电容Cl连接在预处理电路R之前，具体实现时，可以连接在被测电子设备的连接器附近，其中连接器指的是电路中的线束进出线的插件。
[0069]另外，对于每个电路都是一个辐射源，会向外辐射能量。下面介绍本发明提供的装置可以降低电路的辐射能量。
[0070]首先介绍电磁发射的原理:电路板通过寄生电容与LISN、大地形成回路，回路的电流大小代表控制器的电磁发射能力，即流过LISN的电流就是回路电流，通过测量LISN中的电流就可以表征电路的电磁发射能力。
[0071]由于寄生电容正比于寄生件的长度，图3中，塑料外壳控制器寄生电容为线束和电路板走线与大地间的寄生电容，而图2中，添加金属铜层后寄生电容为导电金属层与大地间寄生电容。显然，图2中的寄生电容C3要小于图3中的寄生电容C2。因此，采用本发明寄生电容大幅减小，电磁发射回路阻抗增加，从而降低控制器的电磁发射水平。
[0072]由于寄生电容越小，对应的阻抗越大,流过的电流越小。
[0073]由于C3小于C2，因此，图2所示的发射回路中的电流小于图3所示的发射回路中的电流。
[0074]对于LISN来说，发射水平的大小是通过检测流过LISN的电流来评判的，因此，图2所示的发射水平小于图3所示的发射水平。
[0075]综上，由于本发明增加了导电金属层，不仅消除了 PCB板的地平面中的共模电流，而且使整个电路的发射水平得到了有效降低。这样对于提高整个电路的EMC都是有效的。
[0076]实施例二:
[0077]参见图4，该图为本发明提供的提高电路EMC的装置实施例二示意图。
[0078]下面以在所述PCB板之外设置一层导电金属层，具体为:所述导电金属层设置在控制器的壳体内侧为例进行介绍。
[0079]图4所示的电路的外壳为塑料外壳1000。
[0080]对于在PCB板500之外设置一层导电金属层200。
[0081]可以理解的是，该导电金属层200位于塑料壳体1000的内侧，并且与PCB板500上的地平面有电连接(图中未示出地平面)。
[0082]实施例三:
[0083]参见图5，该图为本发明提供的提高电路EMC的装置实施例三示意图。
[0084]需要说明的是，本发明中，在所述PCB板上设置一层导电金属层，具体包括:
[0085]当所述PCB板为单层PCB板时,所述导电金属层位于所述PCB板的最外层；
[0086]当所述PCB板为多层PCB板时,所述导电金属层位于相邻的两层PCB板之间。
[0087]所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接，具体为:
[0088]在所述导电金属层上与所述PCB板的地平面上的对应位置均打孔，并且导电金属层和所述PCB板的地平面上之间的孔是电连接的。
[0089]可以理解的是，为了使导电技术层的导电效果较好，所述导电金属层可以优先选择为导电铜层。当然，也可以为其他导电的金属层。
[0090]本实施例中介绍PCB板为多层时,导电金属层的放置位置可以为在PCB板的最外层，也可以在相邻的两层PCB板之间。例如本实施例中以两层PCB板为例进行介绍，如图5所示。、
[0091]其中，PCB板包括两层，分别是第一层PCB板500a和第二层PCB板500b。而导电金属层200位于第一层PCB板500a和第二层PCB板500b之间。
[0092]实施例四:
[0093]参见图6，该图为本发明提供的提高电路EMC的装置实施例四示意图。
[0094]下面介绍导电金属层与PCB板的地平面之间的电连接具体如何实现。
[0095]本实施例中，所述导电金属层200与所述PCB板的地平面100进行电连接，具体为:
[0096]所述导电金属层200和所述PCB板的地平面100之间通过阻容网络进行电连接。
[0097]导电金属层使用时常与大地连接，有的电路中的某些敏感电路或基于安全的要求，禁止PCB板的地平面与大地直接相连，这种情况下一般采用阻容网络连接。
[0098]需要说明的是，所述阻容网络可以为电阻与电容的串并联网络。下面以最简单的一个电阻和一个电容并联来介绍。
[0099]如图6所示，所述阻容网络包括第一电阻Rl和第四电容C4 ；
[0100]所述第一电阻Rl和第四电容C4并联。
[0101]Rl的一端连接导电金属层200，Rl的另一端连接PCB板的地平面100。
[0102]C4的一端连接导电金属层200，C4的另一端连接PCB板的地平面100。
[0103]实施例五:
[0104]参见图7，该图为本发明提供的提高电路EMC的装置实施例五示意图。
[0105]下面介绍导电金属层和PCB板的地平面之间是通过孔进行电连接的，PCB板中这些孔可以叫做导孔，因为是导电的。
[0106]具体为:
[0107]在所述导电金属层200上与所述PCB板的地平面100上的对应位置均打孔A，并且导电金属层200和所述PCB板的地平面100上之间的孔A是电连接的。
[0108]可以理解的是，为了更好地导电，可以设置多个孔，所述导电金属层上设置N个孔；所述PCB板的地平面上设置N个孔；所述N为大于I的整数；
[0109]所述N个孔均匀布置。例如，可以在导电金属层200上均匀布置一圈孔，对应地PCB板的地平面100上也均匀布置一圈孔。
[0110]图7中仅以两个孔来示意。
[0111]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种提高电路EMC的装置，其特征在于，整个电路位于印刷电路板PCB板上； 所述PCB板外部套设壳体； 在所述PCB板之外设置一层导电金属层； 或， 在所述PCB板上设置一层导电金属层； 所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接。
2.根据权利要求1所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，在所述PCB板上设置一层导电金属层，具体包括: 当所述PCB板为单层PCB板时，所述导电金属层位于所述PCB板的最外层； 当所述PCB板为多层PCB板时，所述导电金属层位于相邻的两层PCB板之间。
3.根据权利要求2所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接，具体为: 在所述导电金属层上与所述PCB板的地平面上的对应位置均打孔，并且导电金属层和所述PCB板的地平面上之间的孔是电连接的。
4.根据权利要求1所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，在所述PCB板之外设置一层导电金属层，具体为: 所述导电金属层设置在所述壳体的内侧； 或， 所述壳体的底面为导电金属层。
5.根据权利要求4所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，所述导电金属层为导电铜层。
6.根据权利要求5所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，所述导电金属层与所述PCB板的地平面进行电连接，具体为: 所述导电金属层和所述PCB板的地平面之间通过阻容网络进行电连接。
7.根据权利要求6所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，所述阻容网络包括第一电阻和第四电容； 所述第一电阻的一端连接所述导电金属层，所述第一电阻的另一端连接所述PCB板的地平面； 所述第四电容的一端连接所述导电金属层，所述第四电容的另一端连接所述PCB板的地平面。
8.根据权利要求1所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，所述控制器的壳体为塑料壳体。
9.根据权利要求3所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，所述导电金属层上设置N个孔；所述PCB板的地平面上设置N个孔；所述N为大于I的整数； 所述N个孔均匀布置。
10.根据权利要求1所述的提高电路EMC的装置，其特征在于，还包括滤波电容； 所述滤波电容连接在电路的连接器处。
【文档编号】H05K9/00GK104202955SQ201410404628
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】王世荣, 赵光亮, 杨英振, 张国花, 孟梅 申请人:潍柴动力股份有限公司