LED 开关电源 PCB EMC 合规科普

一、引言

二、核心技术解析：EMC 超标与 PCB 设计的关系

2.1 EMC 合规的核心标准

• 辐射骚扰：30MHz-1GHz 频率范围内，骚扰限值≤40dBμV/m（Class B 级，适用于家用和类似场合）；
• 传导骚扰：150kHz-30MHz 频率范围内，骚扰限值≤46dBμV（电源端口）；
• 静电放电抗扰度：接触放电 ±6kV，空气放电 ±8kV，无永久性故障。

2.2 为什么 PCB 设计会影响 EMC？

1. 线路布局不合理：大电流线路与敏感信号线路间距过近，会产生电磁耦合，导致辐射骚扰；
2. 接地设计混乱：多个接地环路会形成 “天线”，放大电磁辐射；
3. 滤波器件布局不当：滤波器远离电源接口，无法有效抑制传导骚扰；
4. 没有屏蔽设计：高频信号直接向外辐射，导致辐射骚扰超标。

2.3 捷配 PCB 的 EMC 保障能力

三、实操方案：LED 开关电源 PCB EMC 合规 5 大落地方法

3.1 分区布局：让干扰源与敏感电路 “隔离”

1. 功能分区：将 PCB 划分为 3 个区域 —— 电源输入区（干扰源区）、功率转换区（强干扰区）、控制信号区（敏感区），区域之间保持≥5mm 间距；
2. 器件布局：
   • 干扰源器件（如 MOS 管、变压器、整流桥）集中布置在电源输入区和功率转换区；
   • 敏感器件（如 IC、采样电阻、光耦）布置在控制信号区，远离干扰源；
   • 滤波器、共模电感必须靠近电源输入接口，距离≤3cm，确保干扰信号在进入电源内部前被抑制；
3. 捷配 DFM 支持：企业提交设计文件后，捷配免费 DFM 工具可自动识别分区不合理之处，提供优化建议，避免区域交叉导致的干扰。

3.2 接地设计：打造 “干净的地”

1. 接地平面：采用多层 PCB 时，设计独立的接地平面（铜厚≥2oz），接地平面覆盖整个 PCB，降低接地电阻，减少电磁辐射；
2. 接地方式：采用 “单点接地”，电源地、信号地、屏蔽地分开布局，最后在电源输出端汇聚到一点接地，避免形成接地环路；
3. 接地引线：敏感信号的接地引线尽量短（≤3cm），采用宽线条，减少接地电阻和电感，避免干扰信号通过地线耦合。

3.3 屏蔽设计：阻挡电磁辐射

1. 屏蔽墙：在干扰源区域（如功率转换区）周围设计铜皮屏蔽墙（宽度≥2mm，铜厚 2oz），屏蔽墙顶部可焊接金属屏蔽罩，形成闭合屏蔽空间；
2. 屏蔽过孔：屏蔽墙每隔 5mm 布置一个接地过孔，过孔与接地平面相连，形成 “法拉第笼”，阻挡电磁辐射外泄；
3. 线路屏蔽：高频信号线路（如 PWM 控制信号）采用差分对设计，或在线路两侧布置接地线条，形成 “传输线 + 接地屏蔽” 结构，减少辐射。

3.4 滤波设计：抑制传导骚扰

1. 电源滤波：在电源输入接口处布置 EMI 滤波器，滤波器输入端和输出端的线路分开布局，避免交叉耦合；
2. 去耦电容：在 IC 电源引脚旁就近布置去耦电容（0.1μF 陶瓷电容 + 10μF 电解电容），距离引脚≤5mm，抑制电源噪声干扰；
3. 吸收滤波：在高频变压器初级和次级之间布置 Y 电容，抑制共模干扰；在 MOS 管两端并联 RC 吸收电路，抑制开关噪声。

3.5 线路设计：减少电磁泄漏

1. 线路长度与宽度：大电流线路尽量短而宽，减少线路电感；高频信号线路长度≤10cm，避免形成长导线天线；
2. 线路间距：干扰源线路与敏感信号线路间距≥3 倍线宽，电源线路与信号线路间距≥5mm，减少电磁耦合；
3. 捷配工艺支持：采用高精度蚀刻工艺，确保线路边缘平整，减少电磁泄漏；支持多层 PCB 设计，将敏感信号线路布置在接地平面之间，形成带状线传输，增强屏蔽效果。