EMI

有限且不断缩小的电路板空间、紧张的设计周期以及严格的电磁干扰(EMI)规范(例如CISPR 32和CISPR 25)这些限制因素,都导致获得具有高效率和良好热性能电源的难度很大。在整个设计周期中,电源设计通常基本处于设计过程的最后阶段,设计人员需要努力将复杂的电源挤进更紧凑的空间,这使问题变得更加复杂,非常令人沮丧。为了按时完成设计,只能在性能方面做些让步,把问题丢给测试和验证环节去处理。简单、高性能和解决方案尺寸三个考虑因素通常相互冲突:只能优先考虑一两个,而放弃第三个,尤其当设计期限临近时。牺牲一些性能变得司空见惯,其实不应该是这样的。

本文首先概述了在复杂的电子系统中电源带来的严重问题:即EMI,通常简称为噪声。电源会产生EMI,必须加以解决,那么问题的根源是什么?通常有何缓解措施?本文介绍减少EMI的策略,提出了一种解决方案,能够减少EMI、保持效率,并将电源放入有限的解决方案空间中。

什么是EMI?

电磁干扰是会干扰系统性能的电磁信号。这种干扰通过电磁感应、静电耦合或传导来影响电路。它对汽车、医疗以及测试与测量设备制造商来说,是一项关键设计挑战。上面提到的许多限制和不断提高的电源性能要求(功率密度增加、开关频率更高以及电流更大)只会扩大EMI的影响,因此亟需解决方案来减少EMI。许多行业都要求必须满足EMI标准,如果在设计初期不加以考虑,则会严重影响产品的上市时间。

EMI耦合类型

EMI是电子系统中的干扰源与接收器(即电子系统中的一些元件)耦合时所产生的问题。EMI按其耦合介质可归类为:传导或辐射。

传导EMI(低频,450 kHz至30 MHz)

传导EMI通过寄生阻抗以及电源和接地连接以传导方式耦合到元件。噪声通过传导传输到另一个器件或电路。传导EMI可以进一步分为共模噪声和差模噪声。

共模噪声通过寄生电容和高dV/dt(C×dV/dt)进行传导。它通过寄生电容沿着任意信号(正或负)到GND的路径传输,如图1所示。

差模噪声通过寄生电感(磁耦合)和高di/dt(L× di/dt)进行传导。

“图1.
图1. 差模和共模噪声

辐射EMI(高频,30 MHz 至1 GHz)

辐射EMI是通过磁场能量以无线方式传输到待测器件的噪声。在开关电源中,该噪声是高di/dt与寄生电感耦合的结果。辐射噪声会影响邻近的器件。

EMI控制技术

解决电源中EMI相关问题的典型方法是什么?首先,确定EMI就是一个问题。这看似很显而易见,但是确定其具体情况可能非常耗时,因为它需要使用EMI测试室(并非随处都有),以便对电源产生的电磁能量进行量化,并确定该电磁能量是否符合系统的EMI标准要求。

假设经过测试,电源会带来EMI问题,那么设计人员将面临通过多种传统的校正策略来减少EMI的过程,其中包括:

  • 布局优化:精心的电源布局与选择合适的电源组件同样重要。成功的布局很大程度上取决于电源设计人员的经验水平。布局优化本质上是个迭代过程,经验丰富的电源设计人员有助于最大限度地减少迭代次数,从而避免耽误时间和产生额外的设计成本。问题是:内部人员往往不具备这些经验。

  • 缓冲器:一些设计人员会提前规划并为简单的缓冲器电路(从开关节点到GND的简单RC滤波器)提供占位面积。这样可以抑制开关节点的振铃现象(一项产生EMI的因素),但是这种技术会导致损耗增加,从而对效率产生负面影响。

  • 降低边沿速率:减少开关节点的振铃也可以通过降低栅极导通的压摆率来实现。不幸的是,与缓冲器类似,这会对整个系统的效率产生负面影响。

  • 展频(SSFM):许多ADI的Power开关稳压器都提供该特性,它有助于产品设计通过严格的EMI测试标准。采用SSFM技术,在已知范围内(例如,编程频率fSW上下±10%的变化范围)对驱动开关频率的时钟进行调制。这有助于将峰值噪声能量分配到更宽的频率范围内。

  • 滤波器和屏蔽:滤波器和屏蔽总是会占用大量的成本和空间。它们也使生产复杂化。

以上所有制约措施都可以减少噪声,但是它们也都存在缺陷。最大限度地减少电源设计中的噪声通常能够彻底解决问题,但却很难实现。ADI的Silent Switcher®和Silent Switcher 2稳压器在稳压器端实现了低噪声,从而无需额外的滤波、屏蔽或大量布局迭代。由于不必采用昂贵的反制措施,加快了产品上市时间并节省大量的成本。

最大限度地减小电流回路

为了减少EMI,必须确定电源电路中的热回路(高di/dt回路)并减少其影响。热回路如图2所示。在标准降压转换器的一个周期内,当M1关闭而M2打开时,交流电流沿着蓝色回路流动。在M1打开而M2关闭的关闭周期中,电流沿着绿色回路流动。产生最高EMI的回路并非完全直观可见,它既不是蓝色回路也不是绿色回路,而是传导全开关交流电流(从零切换到IPEAK ,然后再切换回零)的紫色回路。该回路称为热回路,因为它的交流和EMI能量最大。

导致电磁噪声和开关振铃的是开关稳压器热回路中的高di/dt和寄生电感。要减少EMI并改进功能,需要尽量减少紫色回路的辐射效应。热回路的电磁辐射骚扰随其面积的增加而增加,因此,如果可能的话,将热回路的PC面积减小到零,并使用零阻抗理想电容可以解决该问题。

“图2.
图2. 降压转换器的热回路

使用Silent Switcher稳定压器实现低噪声

磁场抵消

虽然不可能完全消除热回路区域,但是我们可以将热回路分成极性相反的两个回路。这可以有效地形成局部磁场,这些磁场在距IC任意位置都可以有效地相互抵消。这就是Silent Switcher稳压器背后的概念。

“图3.
图3. Silent Switcher稳压器中的磁场抵消

倒装芯片取代键合线

改善EMI的另一种方法是缩短热回路中的导线。这可以通过放弃将芯片连接至封装引脚的传统键合线方法来实现。在封装中倒装硅芯片,并添加铜柱。通过缩短内部FET到封装引脚和输入电容的距离,可以进一步缩小热回路的范围。

“图4.
图4. LT8610键合线的拆解示意图

“图5.
图5. 带有铜柱的倒装芯片

Silent Switcher与Silent Switcher 2

“图6.
图6. 典型的Silent Switcher应用原理图及其在PCB上的外观

图6显示了使用Silent Switcher稳压器的一个典型应用,可通过两个输入电压引脚上的对称输入电容来识别。布局在该方案中非常重要,因为Silent Switcher技术要求尽可能将这些输入电容对称布置,以便发挥场相互抵消的优势。否则,将丧失SilentSwitcher技术的优势。当然,问题是如何确保在设计及整个生产过程中的正确布局。答案就是Silent Switcher 2稳压器。

Silent Switcher 2

Silent Switcher 2稳压器能够进一步减少EMI。通过将电容VIN电容、INTVCC和升压电容)集成到LQFN封装中,消除了EMI性能对PCB布局的敏感性,从而可以放置到尽可能靠近引脚的位置。所有热回路和接地层都在内部,从而将EMI降至最低,并使解决方案的总占板面积更小。

“图7.
图7. Silent Switcher应用与Silent Switcher 2应用框图

“图8.
图8. 去封的LT8640S Silent Switcher 2稳压器

Silent Switcher 2技术还可以改善热性能。LQFN倒装芯片封装上的多个大尺寸接地裸露焊盘有助于封装通过PCB散热。消除高电阻键合线还可以提高转换效率。在进行EMI性能测试时,LT8640S能满足CISPR25 Class5峰值限制要求,并且具有较大的裕量。

µModule Silent Switcher稳压器

借助开发Silent Switcher产品组合所获得的知识和经验,并配合使用现有的广泛 µModule®产品组合,使我们提供的电源产品易于设计,同时满足电源的某些重要指标要求,包括热性能、可靠性、精度、效率和良好的EMI性能。

图9所示的LTM8053集成了可实现磁场抵消的两个输入电容以及电源所需的其他一些无源组件。所有这些都通过一个 6.25 mm ×9 mm × 3.32 mm BGA封装实现,让客户可以专心完成电路板的其他部分设计。

“图9.
图9. LTM8053 Silent Switcher裸露芯片及EMI结果

无需LDO稳压器—电源案例研究

典型的高速ADC需要许多电压轨,其中一些电压轨噪声必须非常低才能实现ADC数据表中的最高性能。为了在高效率、小尺寸板空间和低噪声之间达成平衡,普遍接受的解决方案是将开关电源与LDO后置稳压器结合使用,如图10所示。开关稳压器能够以更高效率实现更高的降压比,但噪声相对也较大。低噪声LDO后置稳压器效率相对较低,但它可以抑制开关稳压器产生的大部分传导噪声。尽可能减小LDO后置稳压器的降压比有助于提高效率。这种组合能产生干净的电源,从而使ADC以最高性能运行。但问题在于多个稳压器会使布局更复杂,并且LDO后置稳压器在较高负载下可能会产生散热问题。

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图10. 为 AD9625 ADC供电的典型电源设计

图10所示的设计显然需要进行一些权衡取舍。在这种情况下,低噪声是优先考虑事项,因此效率和电路板空间必须做些让步。但也许不必如此。最新一代的Silent Switcher µModule器件将低噪声开关稳压器设计与µModule封装相结合,能够同时实现易设计、高效率、小尺寸和低噪声的目标。这些稳压器不仅尽可能减少了电路板占用空间,而且实现了可扩展性,可使用一个µModule稳压器为多个电压轨供电,进一步节省了空间和时间。图11显示了使用LTM8065 Silent Switcher µModule稳压器为ADC供电的电源树替代方案。

“图11.
图11. 使用Silent Switcher µModule稳压器为AD9625供电,可节省空间的解决方案

这些设计都已经过相互测试比较。ADI最近发表的一篇文章对使用图10和图11所示电源设计的ADC性能进行了测试和比较。测试包括以下三种配置:

  • 使用开关稳压器和LDO稳压器为ADC供电的标准配置。

  • 使用LTM8065直接为ADC供电,不进行进一步的滤波。

  • 使用LTM8065和额外的输出LC滤波器,进一步净化输出。

LTM8065

  • 完整的降压型开关模式电源

  • 低噪声 Silent Switcher® 架构

  • 宽输入电压范围:3.4V 至 40V

  • 宽输出电压范围:0.97V 至 18V

  • 2.5A 连续输出电流,峰值为 3.5A

  • 可选的开关频率:200kHz 至 3MHz

  • 外部同步

  • 可编程软启动

  • 符合 RoHS 标准的纤巧、扁平 6.25mm x 6.25mm x 2.32mm BGA 封装

测得的SFDR和SNRFS结果表明,LTM8065可用于直接为ADC供电,并不会影响ADC的性能。这个实施方案的核心优势是大大减少了元件数量,从而提高了效率,简化了生产并减少了电路板占位空间。

小结

总之,随着更多系统级设计需要满足更加严格的规范,尽可能充分利用模块化电源设计变得至关重要,尤其在电源设计专业经验有限的情况下。由于许多细分市场要求系统设计必须符合最新的EMI规范要求,因此将Silent Switcher技术运用于小尺寸设计,同时借助µModule稳压器简单易用的特性,可以大大缩短产品上市时间,同时还可以节省电路板空间。

Silent Switcher µModule稳压器的优势

  • 节省PCB布局设计时间(无需重新设计电路板即可解决噪声问题)。

  • 无需额外的EMI滤波器(节省元件和电路板空间成本)。

  • 降低了内部电源专家进行电源噪声调试的需求。

  • 在宽工作频率范围内提供高效率。

  • 为噪声敏感型器件供电时,无需使用LDO后置稳压器

  • 缩短设计周期。

  • 在尽可能小的电路板空间中实现高效率。

  • 良好的热性能。

来源:亚德诺半导体
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围观 15

Silicon Labs(亦称“芯科科技”)电源隔离高级产品经理Charlie Ice近期针对电动汽车的EMI设计撰写了一篇技术文章,概要说明三种通过隔离产品有助于降低电磁干扰(EMI)的设计方法,欢迎参考应用。

EMI的基础

长期以来,电磁兼容(EMC)一直是电动汽车(EV)以及混合电动汽车和(HEV)系统关注的主要问题。传统的内燃机(ICE)车辆本质上是机械的,而电子设备属于机械动力装置的配套。但是,EV和HEV却大不相同。

使用高压电池,电动机和充电器将电能转换为机械运动。这些高压汽车系统很容易引起EMC问题。幸运的是,有多种减少隔离系统中的EMC的可靠技术。

在着手改善EMI之前,必须了解标准和测试中使用的基本术语。 EMC指的是设备的抗扰性和发射特征,而EMI仅关注设备的发射数值。CISPR 25是用于车辆的最常见的EMC标准,同时规定了EMI和抗扰性要求。

抗干扰能力是设备在存在干扰的情况下正确运行的能力。降低设备的EMI通常可以提高其对外界的干扰,因此许多设计人员主要致力于降低EMI并让抗扰性得到优化。

在CISPR 25中,EMI分为传导和辐射发射限值。两者之间的区别非常直观。EMI通过电源,信号线或其他线缆从一个设备传导到另一个设备。另一方面,辐射EMI穿过电磁场传播,从而干扰另一个设备。CISPR 25的EMI标准可确保在特定的测试条件下传导和辐射的发射低于指定的阈值,以减少车辆系统彼此干扰的机会。

共模是最大麻烦

任何EMI讨论的中心都是差模电流和共模电流。由于共模电流通常会引起EMI,因此绝大多数电路都使用差模电流工作。图1说明了平衡差分信号,其中包括用于返回电流的专用导体。不幸的是,返回电流通常会找到一条替代的,更长的返回源的路径,并产生一个共模电流。

图1 平衡差模电流返回电流的路径。

共模电流在两个路径中造成不平衡,从而导致发射辐射,如图2所示。幸运的是,可以通过一些设计改进来减少共模电流。然而,在探索这些方法之前,高压车辆系统还存在其他隔离挑战。

图2 平衡差分信号系统中显示的共模电流。

隔离有助于减轻EMI

隔离,尤其是数字隔离,是推动电动汽车革命的基本技术之一。隔离设备允许跨越分隔高电压域和低电压域的高阻抗势垒进行安全通信和信号发射。这些电源域的分离在两个电路之间创建了高阻抗路径,如图3所示。

图3 隔离在系统中的两个接地之间产生了很高的阻抗,有效地消除了彼此之间的电气连接。

这种高阻抗路径会给共模电流带来一个问题,该共模电流是由仅在一侧的电压变化引起的。这些感应电流必须找到返回其源极的路径,并且由于存在隔离栅,它们所选择的路径通常较长,无法准确定义且具有高阻抗。这些路径的较大环路面积导致辐射发射增加。值得庆幸的是,可以通过使用传统的EMI实践并针对数字隔离器进行一些修改来减少此问题和其他EMI问题。

降低EMI的三种简单方法

方法1:选择传输最小化的隔离器

数字隔离器利用CMOS技术创建隔离屏障并在隔离屏障上传输信号。使用高频RF信号跨越这些屏障传输信号,在许多数字隔离器中,默认输出配置确定何时激活RF发射机。如果隔离器发送的信号通常为高电平或低电平,则只需选择匹配的默认输出状态将使传输最小化,从而降低EMI和功耗。

图4 对于所示的总线传输,默认的高数字隔离器具有较少的内部RF传输。

图4说明了通过SPI总线配置,默认的低隔离器和默认的高隔离器之间的区别。选择适当的数字隔离器后,隔离设备周围的组件现在可以针对EMI进行优化。

方法2:选择正确的旁路电容

几乎每个数字隔离器都规定在电源引脚上使用旁路电容器,这会对系统的EMI性能产生巨大影响。旁路电容器通过在瞬态负载期间向器件提供额外的电流来帮助减少电源轨上的噪声尖峰。此外,旁路电容器将交流噪声对地短路,并防止其进入数字隔离器。

理想情况下,电容器的阻抗随频率降低。然而,在现实世界中,由于有效串联电感(ESL),电容器的阻抗在自谐振频率处开始增加。如图5所示,降低电容器的ESL会提高自谐振频率,并且电容器的阻抗开始增加。

图5 实际电容器模型以及非理想电容器中的阻抗与频率的关系。

通常,较小尺寸的电容器(例如0402)具有较低的ESL,因为ESL取决于两个电容器末端之间的距离。如图6所示,反向几何电容器提供了更低的ESL,尽管如此,即使采用最低的ESL,旁路电容器的放置也起着至关重要的作用。

图6 反向几何电容器(右)提供的ESL低于标准电容器(左)。

方法3:优化旁路电容器的位置

正确放置旁路电容器与选择低ESL电容器一样重要,因为PCB上的走线和过孔会引入串联电感。迹线的串联电感随长度增加,因此理想的是短迹线和宽迹线。同样,到数字隔离器的接地引脚的返回路径的长度会增加额外的串联电感。

只需改变电容器使其靠近电源和接地引脚,通常会减小返回路径的长度。图7说明了旁路电容器的理想位置和非理想位置。使用这些技术选择低ESL电容器并优化PCB设计将最大程度地降低旁路电容器的EMI。

图7 比较了旁路电容器的理想位置和非理想位置。

这些基本的降低EMI原理和技术为设计可满足CISPR 25及更高要求的汽车系统提供了基础。随着越来越多的车辆系统添加复杂的电子设备以及电动汽车变得越来越先进,EMI仍将是主要关注的问题。

随着电动汽车系统采用更高的电压来提高效率,对隔离的需求还将继续增长。通过考虑EMI并预先应用最佳实践,高压隔离汽车系统将可以满足当今和未来的EMI要求。

来源:Silicon Labs

围观 32

汽车电子MCU的抗EMI设计

随着集成电路集成度的提高,越来越多的元件集成到芯片上,电路功能变得复杂,工作电压也在降低。当一个或多个电路里产生的信号或噪声与同一个芯片内另一个电路的运行彼此干扰时,就产生了芯片内的EMC问题,最为常见的就是SSN(Simultaneous Switch Noise,同时开关噪声)和Crosstalk(串音),它们都会给芯片正常工作带来影响。由于集成电路通过高速脉冲数字信号进行工作,工作频率越高产生的电磁干扰频谱越宽,越容易引起对外辐射的电磁兼容方面问题。基于以上情况,集成电路本身的电磁干扰(EMI)与抗扰度(EMS)问题已成为集成电路设计与制造关注的课题。

集成电路电磁兼容不仅涉及集成电路电磁干扰与抗扰度的设计和测试方法,而且有必要与集成电路的应用相结合。针对汽车电子领域来讲,将对整车级、零部件级的电磁兼容要求强制性标准,结合到集成电路的设计中,才能使电路更易于设计出符合标准的最终产品。作为电子控制系统里面最为关键的单元——微控制器(MCU),其EMC性能的好坏直接影响各个模块与系统的控制功能。

本文在汽车电子MCU 中采用抗EMI的设计方法,依据IEC61967传导测试标准,对汽车电子MCU进行电磁干扰的测试。

汽车电子MCU设计方法

下面介绍在汽车电子MCU中使用的可行性设计方法以及其他几种抗EMI设计技术。

时钟电路设计

由于时钟电路产生的时钟信号一般都是周期信号,其频谱是离散的,离散谱的能量集中在有限的频率上。又由于系统中各个部分的时钟信号通常由同一时钟分频、倍频得到,它们的谱线之间也是倍频关系,重叠起来进而增大辐射的幅值,因此说时钟电路是一个非常大的污染源。

针对汽车电子MCU 数字前端设计,在抗EMI方面采用门控时钟的方法改进。任何时钟在不需要时都应关闭,减低工作时钟引起的电磁发射问题。根据A8128(汽车电子MCU的型号)芯片系统功能设计要求,采用Run、Idle、Stop和Debug四种工作模式,在每一种工作模式下针对系统时钟、外设模块时钟进行适当门控。此外,还有几种在时钟方面常见的抗EMI的设计方法,包括:

①降低工作频率

MCU的工作时钟应该设定为满足性能要求所需的最低频率。从下面的测试结果可以看出,一个MCU的运行频率由80MHz变为10MHz,可以使频谱宽频范围内的干扰峰值产生几十dBμV 的衰减,而且能够有效的降低功耗。

②异步设计

异步电路工作没有锁定一个固有频率,电磁辐射大范围均匀分布而不会集中在特定的窄带频谱中。这一关键本质特征决定了即使异步电路使用大量的有源门电路,它所产生的电磁发射也要比同步电路小。

③扩展频谱

扩展频谱时钟是一项能够减小辐射测量值的技术,这种技术对时钟频率进行1%~2%的调制,扩散谐波分量,在CISPR16或FCC发射测试中峰值较低,但这并非真正减小瞬时发射功率。因此,对一些快速反应设备仍可能产生同样的干扰。扩展频谱时钟不能应用于要求严格的时间通信网络中,比如FDD、以太网、光纤等。

IO端口设计

在汽车电子MCU 的输入输出端口设计中,也加入了抗EMI方案,包括翻转速率(slew rate control)和驱动强度(drive strength)控制方法。通过在所有通用P口引入可配置的翻转速率和驱动强度寄存器,在需要的时候打开相应功能。翻转速率有打开和关闭两种选择,打开后能够有效地平缓上升沿或者下降沿,降低瞬态电流,进而控制芯片产生的电磁干扰强度。驱动强度有强驱动电流和弱驱动电流两种选择,在能够满足工作驱动强度的情况下,选择弱电流驱动会更好的控制电磁干扰现象。

另外,基于GSMC 180nm工艺库,选择具有施密特触发特性的IO,可以有效地平缓输入信号中带进来的尖峰或者噪声信号等,对芯片的电磁抗扰度有所帮助。

来源:E芯微电子

围观 332

电子产品的电磁辐射问题越来越受到关注,相信大多数都对于EMC(电磁兼容性)这个名词也不陌生,因为要获得我国的3C认证就必须通过专业机构的EMC测试。但是,在各种媒体报道和产品宣传当中,与之类似的EMI、EMS等专业名词也常常出现在大家面前,它们似乎都与防辐射(电磁辐射)有关,让人不明就里。那么,它们究竟有什么异同呢?

EMI——攻击力

EMI(Electro Magnetic Interference)直译是“电磁干扰”,是指电子设备(干扰源)通过电磁波对其他电子设备产生干扰的现象。例如当我们看电视的时候,旁边有人使用电吹风或电剃须刀之类的家用电器,电视屏幕上会出现的雪花噪点;电饭锅煮不熟米饭;关闭了的空调会自行启动……这些都是常见的电磁干扰现象。

更为严重的是,如果电磁干扰信号妨碍了正在监视病情的医疗电子设备或正在飞行的飞机,则会造成不堪设想的后果。从这些例子来看,就好像是电子设备具有无形的“攻击力”,对其他电子设备的正常运行造成了扰乱和破坏。

电源的一二级EMI滤波电路,是为降低电源的电磁传导干扰而设计的。

从“攻击”方式上看,EMI主要有两种类型:传导干扰和辐射干扰。电磁传导干扰是指干扰源通过导电介质(例如电线)把自身电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。

最常见的例子是我们电脑中的电源会对家里的用电网络产生影响,在电脑开机的同时家里的电灯可能会变暗,这在使用杂牌劣质电源的电脑上表现得更为明显。而在当今电源的内部结构中,一二级EMI滤波电路是必不可少的,这里的“EMI”针对的就是电磁传导干扰,以防止电源工作时对外界产生太大的影响。

机箱上的EMI触点,是为降低屏蔽机箱内部的电磁辐射干扰而设计的。

电磁辐射干扰往往被我们简称为电磁辐射,它是指干扰源通过空间把自身电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络,就像是武侠小说中的“隔空打物”。由于人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此过量的电磁辐射可以对人体造成影响和损害。人们常常担忧的“辐射”也就是指这部分电磁辐射干扰。应用机箱上的种种防辐射设计,例如EMI弹片、EMI触点,这里“EMI”针对的就是电磁辐射干扰,以减小机箱内电磁波传播到外部的量。

EMS——防御力

有矛就有盾,有电磁干扰就有抗电磁干扰。下面请出我们的第二位主角EMS。EMS(Electro Magnetic Susceptibility)直译是“电磁敏感度”,是指由于电子设备受到外界的电磁能量,造成自身性能下降的容易程度。例如同样受到电吹风或电剃须刀的干扰,有些电视机的屏幕上出现了雪花噪点,有些电视机却安然无恙。这表明在受到电磁干扰“攻击”的情况下,前者的电磁敏感度较高,更易受伤,也就是“防御力”较低;而后者的电磁敏感度较低,不易受伤,即“防御力”较高。

电视画面雪花严重,受其它电子设备干扰是一大因素。

EMC——综合攻防能力

有了矛,也有了盾,最后就用它俩一起来武装我们的第三位主角EMC。

EMC测试中使用电磁兼容实验室,可进行电磁辐射干扰测试。

EMC(Electro Magnetic Compatibility)直译是“电磁兼容性”,是指电子设备所产生的电磁能量既不对其他电子设备产生干扰,也不受其他电子设备的电磁能量干扰的能力。因此,EMC包括EMI和EMS两个方面的要求:一方面要求电子设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值,即EMI;另一方面要求电子设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗干扰能力,即EMS。

具体在对电子设备进行EMC测试时,相关标准规定了EMI的最大值,以及EMS的最小值,就犹如限制“攻击力”在较低水平、要求“防御力”在较高水平。这也很好理解,就像我们养一条看门狗,你不希望它主动跑出门去乱咬人,但你要求它在敌人来犯时要扛得住。

现在大家知道了,好的电子设备应该是一个“低攻高防”的角色,既对外界产生的干扰小,又能很好地抵抗来自外界的干扰。

那么如何选购这样的产品呢?其实国家法规已经为我们做好了准备。自1996年开始,欧共体就对其统一市场作出了规定:任何没有“CE”认证标记的电气和电子设备不得进入欧共体市场。我国政府也已作出规定,自2003年8月1日起,任何没有“CCC”(即3C)认证标志的电气和电子设备不得进入中国市场。而CE认证和3C认证均包含了对EMC的要求。因此,大家在购买电子产品时,只要看它的外壳或包装上有没有“CE”和“CCC”标志,就可以知道它是否具有符合国家规定的低干扰(包括低辐射)、高抗干扰的特性。

部分内容来源于网络,版权归原作者所有。

围观 32

电磁干扰是电子电路设计过程中最常见的问题,设计师们一直在寻找能够完全消除或降低电磁干扰,也就是EMI的方法。但想要完全的消除EMI的干扰,首先需要的就是了解EMI是什么,它的传播过程是怎样的,本文就将对EMI的传播过程进行一个大致的介绍。

EMI是电磁干扰的统称,但实际上电磁干扰分为两种,一种是传到干扰,另一种是辐射干扰。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰。进一步细分,传导干扰又分共模干扰和差模干扰。

EMI的传播过程

EMI的传播过程主要途经三个部分,干扰源、干扰途径、接收器。对于开关电源来说,最后一部分是不需要考虑的,干扰源也不能消灭,因为它也是开关电源之所以能工作的源头,但是可以通过软开关、加缓冲等方式来使干扰源的干扰小一些。控制干扰途径是降低开关电源EMI的重要一环,也是本文的重点。

信号源波形产生的频谱

电压波形产生的频谱

周期信号的频谱是没有偶次谐波的,正负对称的波形产生的频率分量更少,像桥式电路。高数都忘光了,有兴趣的做一下FFT。

占空比和波形斜率的影响

占空比越大时,干扰的幅度也大一些,这个可由FFT的系数算出来。

波形的斜率对干扰的高频部分影响非常大。低频部分几乎没有影响。低频部分主要由波形的幅度和高电平部分的宽度决定的,但高频部分大幅度下降的转折点为1/(3.14*tr),所以tr越大时,转折点的频率越低,高频下降越大。

所以我们应该想到降低斜率的措施,缓冲电路。

小结:

● 电压和电流波形都有很丰富的频率成分
● 超过200M时由于幅值已经很低,所以影响很小
● 波形影响低频部分
● 上升沿和下降沿影响高频部分
● 占空比对个频谱幅值有一点影响

可以看到电磁干扰的过程并不简单,但也并非复杂难解。只有在充分理解EMI的原力之后才能对EMI进行行之有效的规避和抑制,希望大家在阅读过本文后能对EMI有进一步的了解。

来源:电磁兼容之家

围观 26

电子产品的电磁辐射问题越来越受到关注,相信大多数都对于EMC(电磁兼容性)这个名词也不陌生,因为要获得我国的3C认证就必须通过专业机构的EMC测试。但是,在各种媒体报道和产品宣传当中,与之类似的EMI、EMS等专业名词也常常出现在大家面前,它们似乎都与防辐射(电磁辐射)有关,让人不明就里。那么,它们究竟有什么异同呢?

EMI
攻击力

EMI(Electro Magnetic Interference)直译是“电磁干扰”,是指电子设备(干扰源)通过电磁波对其他电子设备产生干扰的现象。例如当我们看电视的时候,旁边有人使用电吹风或电剃须刀之类的家用电器,电视屏幕上会出现的雪花噪点;电饭锅煮不熟米饭;关闭了的空调会自行启动……这些都是常见的电磁干扰现象。更为严重的是,如果电磁干扰信号妨碍了正在监视病情的医疗电子设备或正在飞行的飞机,则会造成不堪设想的后果。从这些例子来看,就好像是电子设备具有无形的“攻击力”,对其他电子设备的正常运行造成了扰乱和破坏。

电源的一二级EMI滤波电路,是为降低电源的电磁传导干扰而设计的。

从“攻击”方式上看,EMI主要有两种类型:传导干扰和辐射干扰。电磁传导干扰是指干扰源通过导电介质(例如电线)把自身电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。最常见的例子是我们电脑中的电源会对家里的用电网络产生影响,在电脑开机的同时家里的电灯可能会变暗,这在使用杂牌劣质电源的电脑上表现得更为明显。而在当今电源的内部结构中,一二级EMI滤波电路是必不可少的,这里的“EMI”针对的就是电磁传导干扰,以防止电源工作时对外界产生太大的影响。

机箱上的EMI触点,是为降低屏蔽机箱内部的电磁辐射干扰而设计的。

电磁辐射干扰往往被我们简称为电磁辐射,它是指干扰源通过空间把自身电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络,就像是武侠小说中的“隔空打物”。由于人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此过量的电磁辐射可以对人体造成影响和损害。人们常常担忧的“辐射”也就是指这部分电磁辐射干扰。应用机箱上的种种防辐射设计,例如EMI弹片、EMI触点,这里“EMI”针对的就是电磁辐射干扰,以减小机箱内电磁波传播到外部的量。

EMS
防御力

有矛就有盾,有电磁干扰就有抗电磁干扰。下面请出我们的第二位主角EMS。EMS(Electro Magnetic Susceptibility)直译是“电磁敏感度”,是指由于电子设备受到外界的电磁能量,造成自身性能下降的容易程度。例如同样受到电吹风或电剃须刀的干扰,有些电视机的屏幕上出现了雪花噪点,有些电视机却安然无恙。这表明在受到电磁干扰“攻击”的情况下,前者的电磁敏感度较高,更易受伤,也就是“防御力”较低;而后者的电磁敏感度较低,不易受伤,即“防御力”较高。

电视画面雪花严重,受其它电子设备干扰是一大因素。

EMC
综合攻防能力

有了矛,也有了盾,最后就用它俩一起来武装我们的第三位主角EMC。

EMC测试中使用电磁兼容实验室,可进行电磁辐射干扰测试。

EMC(Electro Magnetic Compatibility)直译是“电磁兼容性”,是指电子设备所产生的电磁能量既不对其他电子设备产生干扰,也不受其他电子设备的电磁能量干扰的能力。因此,EMC包括EMI和EMS两个方面的要求:一方面要求电子设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值,即EMI;另一方面要求电子设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗干扰能力,即EMS。

具体在对电子设备进行EMC测试时,相关标准规定了EMI的最大值,以及EMS的最小值,就犹如限制“攻击力”在较低水平、要求“防御力”在较高水平。这也很好理解,就像我们养一条看门狗,你不希望它主动跑出门去乱咬人,但你要求它在敌人来犯时要扛得住。


3C认证包含EMC标准

现在大家知道了,好的电子设备应该是一个“低攻高防”的角色,既对外界产生的干扰小,又能很好地抵抗来自外界的干扰。那么如何选购这样的产品呢?其实国家法规已经为我们做好了准备。自1996年开始,欧共体就对其统一市场作出了规定:任何没有“CE”认证标记的电气和电子设备不得进入欧共体市场。我国政府也已作出规定,自2003年8月1日起,任何没有“CCC”(即3C)认证标志的电气和电子设备不得进入中国市场。而CE认证和3C认证均包含了对EMC的要求。因此,大家在购买电子产品时,只要看它的外壳或包装上有没有“CE”和“CCC”标志,就可以知道它是否具有符合国家规定的低干扰(包括低辐射)、高抗干扰的特性。

来源:21ic电子网

围观 15

从提高可再生能源的成本平价,到使我们每个人都能拥有一台经济实惠、始终在线的通信设备,再到为物联网进行供电和连接,高效率的电源转换和普遍存在的无线连接将是深刻影响可持续性和生活标准的两个趋势。

另一方面,为确保设备满足电磁兼容性(EMC)法规,两者都存在更严峻的挑战。它们需要在目标环境中正常运行,同时又不会干扰附近的其他设备。此外,随着高速开关和高频RF设备挤占电磁环境,全球主要市场的EMC法规正变得越来越严格。

展望未来,网联汽车等创新技术有望使竞争进一步加剧,为围绕日常消费级电气设备的EMC问题增加一个安全关键性方面。

宽带隙效应

在电源转换领域,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽带隙半导体技术正在进行商业化,以提高传统硅器件的性能:传导损耗更低,芯片尺寸可以降低,进而成本可以降低,击穿电压更高,温度性能增加,更快的开关速度可使用更小的平滑和去耦元件。

然而,尽管开关频率增加可实现更大的功率密度和更低的能量损耗,但皮秒级的开关沿会使谐波深入到射频领域。新功率器件的压摆率会比传统硅器件高得多:例如,与标准MOSFET 0-10V的栅极电压相比,为确保SiC器件的可靠开关,其栅极电压必须在+15V和-3V之间摆动,此外,如果使用较高的直流母线电压来提高效率,晶体管两端的dV/dt也会很高。对于大约1MHz的开关频率,相关谐波的幅度即使对于高达几百MHz的频率也会很麻烦。为确保符合EMC标准,这些问题必须得到处理。

与此同时,随着应用和使用趋势的不断发展,越来越多的设备不可避免地在邻近区域内共存,EMC法规正变得越来越严格。这些无线设备将会越来越多,包括移动设备、平板电脑和物联网基础设施,它们通过蜂窝、WLAN、PAN、LPWAN或sub-GHz RF、GSM / CDMA、2.4GHz或5GHz Wi-Fi或 2.4GHz的Bluetooth® 5等其他各种频段实现网络连接。

最新的欧盟EMC指令2014/30/EU提供了一个很好的例子。修订后的技术限制要求降低传导和辐射发射,提高抗扰度,以证明合规性。欧盟的新立法框架更加重视市场监督,以便发现和排除不合规产品的销售。

EMC指令2014/30/EU中引用了各种技术规范,包括铁路信号设备用EN 50121-4、电力设备用50121-5、家用电气产品和设备用EN 55014,以及IT设备和多媒体设备用EN 55022和55032等新文件。满足这些技术规范是证明合规性的一个方面,另一个方面则是保持令人满意的文件。

在北美,美国联邦通信委员会(FCC)已在其第15部分立法中规定了EMC要求。对于轻工业和工业应用,分别使用国际IEC 61000-6-3和IEC 61000-6-4 EMC标准。

应对电源噪声

因此,随着电源系统设计推动开关频率升高,而使噪声信号进入ISM无线电频段或者附近,EMC合规性变得越来越重要但更难实现。

历史上,包含传统硅IGBT或MOSFET的开关电源转换器的典型噪声频谱,涵盖大约10kHz至50MHz的频率范围。其中大部分都在CISPR/CENELEC和FCC噪声标准规定的传导发射范围(9kHz至30MHz)内。

传导噪声可以以差模噪声(也称为正常模式)或共模噪声的形式存在,并在电源和电源线或信号线之间耦合。差模噪声是因设备预期运行而产生,并跟随信号线或电源线流动,而共模噪声是在信号线或电源线和非预期传导路径(例如机壳部件或大地)之间耦合。

传导噪声通常通过插入包含电容器和/或电感器的电源线或信号滤波器来处理。通常,电容器面向高阻抗电路——可能是电源或负载——而电感器则用来连接低阻抗电路。如果电源和负载都是高阻抗,则可以使用纯电容滤波器,或使用π型滤波器来实现更陡的频率响应。

全球标准机构已制定无源滤波器规范,例如基于IEC 60939的欧洲EN 60939规范,以及适用于美国的UL 1283或MIL-F-15733。基美电子的滤波器符合适用标准,可提供各种配置,包括单相或三相、机壳安装、电路板安装或馈通滤波器,电流额定值从低于1A至2500A。对于必须符合EN 55015发射标准而能在欧盟市场上销售的医疗设备或照明设备等应用,还有一些特殊的滤波器。

衰减高频噪声

北美标准和欧洲标准将频率高于30MHz的干扰信号归类为辐射发射。主要的辐射源包括电缆和设计不良的PCB走线。工程师应始终采用最佳设计实践,包括尽可能缩短这些电缆和走线,并在电路板上将任何传送信号对的走线紧密地布置在一起。但是,这种方法并不总是能够解决EMC挑战,我们需要采取额外措施来衰减高频噪声信号。

从根本上说,处理辐射噪声的策略是,通过施加磁损耗来将高频噪声能量转换为热量。例如,将电缆穿过铁氧体磁芯,可以衰减高频辐射EMI。 由于电缆的自感,导磁铁芯与共模噪声电流产生的磁场相互作用,而在高频下呈现高阻抗。将电缆多次穿过磁芯,可增加任何给定频率的噪声衰减。差模电流和低频信号电流产生的磁通量最小,因此衰减很小。

柔性屏蔽解决方案

PCB走线等其他高频噪声辐射源,必须以不同的方式——通常采用某种形式的屏蔽——来解决。接地金属屏蔽很有效,但会增加成本和小外壳,而可能无法为屏蔽及其机械固定和接地连接提供足够的空间。如果在项目后期才发现噪声问题,可能没有时间设计这样的元件。

由高磁导率磁性材料制成的柔性屏蔽材料(图1),可提供方便经济的解决方案。这种方法广为认可,实际上,用于测量其电磁特性的方法,已在IEC 62333中进行了标准化。该标准旨在确保板材制造商清楚地展示其产品的性能,而使最终用户可在实践中获得可比较的结果。


图1:抑制板材的组成结合了能量吸收特性和灵活性。

其他成熟应用包括ESD保护、无线充电和RFID范围增强,以及在笔记本电脑和移动设备等多无线电设备中,通过防止反射干扰来抵消接收器灵敏度降低。Flex Suppressor有几种渗透率等级,为设计人员提供了各种噪声频率的有效选择。它们包括相对磁导率为60的标准等级和值为130的超高磁导率材料。还有值为20的超低磁导率版本,可在Wi-Fi频率范围内提供极高的噪声衰减。

总结

高频噪声源和更严格的法规,对设法在其最新设计中使用宽带隙半导体的电源设计人员构成挑战。铁氧体磁芯和高磁导率抑制材料正在不断发展,以期抵抗频率高达1GHz甚至更高的辐射噪声。

来源:电磁兼容之家

围观 29

MAX25610A/B内置MOSFET,效率高达90%并符合CISPR 25 EMI要求

Maxim Integrated Products, Inc (NASDAQ: MXIM) 宣布推出MAX25610AMAX25610B LED驱动器,为高性能汽车照明设计厂商提供更简单、更高效的高亮度LED (HBLED)驱动方案。同步buck、buck-boost LED驱动器/DC-DC转换器提供完整的解决方案及业界领先的EMI性能,且不影响效率和尺寸。这些IC可通过汽车电池直接驱动多达8颗HBLED,将众多外部元件集成于芯片内部,节省材料清单 (BOM) 成本和空间,是汽车照明系统以及工业、商业照明应用的理想选择。

随着汽车行业向LED照明过渡的步伐不断加快,设计者正在面临提高效率、简化设计和降低系统成本等诸多挑战,同时还需满足严格的EMI要求。传统上,设计者想要通过EMI标准验证,必须在其系统中采用多种元件。为了实现性能的提升,设计者往往需要在空间和系统效率方面做出让步,同时需要解决散热及高成本问题。

MAX25610A/B LED驱动器集小尺寸、高效率和优异的EMI性能于一身,轻松解决上述所有问题。这些IC支持宽压输入,可有效降低设计复杂度和材料清单 (BOM) 成本,提升电源效率。IC针对buck-boost LED驱动器应用可接受5V 至36V宽压输入,buck-boost模式下的电源效率高达90%。这些LED驱动器集成内部电流检测以及高、低边开关MOSFET,有效降低方案尺寸和成本。驱动器提供可编程PWM调光,能够在不使用微控制器的情况下实现精密调光控制。此外,MAX25610B支持在2.2MHz开关频率下工作,帮助实现更紧凑的方案。

MAX25610A/B主要优势

  • 高效率:效率高达90%,而标准buck-boost LED驱动器的效率为约为85%
  • 业界领先的EMI性能:帮助设计者通过CISPR 25 EMI规范验证
  • 小尺寸:集成两个MOSFET (高、低边开关),采用5mm x 5mm TQFN封装
  • 灵活性:可配置为buck、buck-boost和boost模式,支持高性能外部和前灯照明应用的多种LED和拓扑结构

现在,Maxim还提供MAX25600,一款60V同步整流、高压、4路开关buck-boost LED控制器,可以在buck、buck-boost 和boost模式之间无缝切换。该IC是驱动变化LED负载的理想选择,适用于汽车、商业和工业照明应用。

评价

  •  “随着市场中涌现出更新型、更强大的技术,汽车行业正在向全LED照明时代迈进。”Strategy Analytics分析师Kevin Mak表示:“在这一照明变革下,汽车系统供应商正在竭力解决其带来的高成本和设计复杂度问题。Maxim最新推出的高级电源管理技术,帮助汽车制造商有效应对关键性的设计挑战。”
  •  “Maxim设计的MAX25610A/B为汽车照明设计者提供简单、高效、抗噪性好的驱动器,以覆盖宽范围的LED电压和电源结构选择。”Maxim Integrated汽车产品事业部业务经理Yin Wu表示:“该系列集所有优势于一身的紧凑方案,使设计者在系统中增加更多高性能LED成为可能,同时实现更大的灵活性并降低空间和成本。”

供货及价格

  • MAX25610A/B参考价格为2.10美元(1000片起,美国离岸价),可通过Maxim官网及特许经销商购买
  • MAX25600参考价格为2.95美元(1000片起,美国离岸价),可通过Maxim官网及特许经销商购买
  • 提供MAX25610EVKIT# 评估板,价格为100美元
  • 提供MAX25600EVKIT# 评估板,价格为150美元
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电磁干扰EMI中电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰。传导干扰给不少电子工程师带来困惑,如何解决传导干扰?找对方法,你会发现,传导干扰其实很容易解决,只要增加电源输入电路中EMC滤波器的节数,并适当调整每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,下面讲解的八大对策,以解决对付传导干扰难题。

对策一:尽量减少每个回路的有效面积

图1 回路电流产生的传导干扰

传导干扰分差模干 扰DI和共模干扰CI两种。先来看看传导干扰是怎么产生的。如图1所示,回路电流产生传导干扰。这里面有好几个回路电流,我们可以把每个回路都看成是一个 感应线圈,或变压器线圈的初、次级,当某个回路中有电流流过时,另外一个回路中就会产生感应电动势,从而产生干扰。减少干扰的最有效方法就是尽量减少每个 回路的有效面积。

对策二:屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度

图2 屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度

如图2 所示,e1、e2、e3、e4为磁场对回路感应产生的差模干扰信号;e5、e6、e7、e8为磁场对地回路感应产生的共模干扰信号。共模信号的一端是整个线路板,另一端是大地。线路板中的公共端不能算为接地,不要把公共端与外壳相接,除非机壳接大地,否则,公共端与外壳相接,会增大辐射天线的有效面积,共模辐射干扰更严重。降低辐射干扰的方法,一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场干扰),和带电导体的面积及长度(电场干扰)。

对策三:对变压器进行磁屏蔽、尽量减少每个电流回路的有效面积

图3 变压器漏磁对回路产生的电磁感应

如图3所示,在所有电磁感应干扰之中,变压器漏感产生的干扰是最严重的。如果把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路都可以看成是变压器的次级,因此,在变压器周围的回路中,都会被感应产生干扰信号。减少干扰的方法,一方面是对变压器进行磁屏蔽,另一方面是尽量减少每个电流回路的有效面积。

对策四:用铜箔对变压器进行屏蔽

图4 减少线路中的EMI

如图4所示,对变压器屏蔽,主要是减小变压器漏感磁通对周围电路产生电磁感应干扰,以及对外产生电磁辐射干扰。从原理上来说,非导磁材料对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔是良导体,交变漏磁通穿过铜箔的时候会产生涡流,而涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消,因此,铜箔对磁通也可以起到很好的屏蔽作用。

对策五:采用双线传输和阻抗匹配

图5 减少线路中的EMI

如图5所示,两根相邻的导线,如果电流大小相等,电流方向相反,则它们产生的磁力线可以互相抵消。对于干扰比较严重或比较容易被干扰的电路,尽量采用双线传输信号,不要利用公共地来传输信号,公共地电流越小干扰越小。当导线的长度等于或大于四分之一波长时,传输信号的线路一定要考虑阻抗匹配,不匹配的传输线会产生驻波,并对周围电路产生很强的辐射干扰。

对策六:减小电流回路的面积

图6 减小电流回路的面积

如图6所示,磁场辐射干扰主要是流过高频电流回路产生的磁通窜到接收回路中产生的,因此,要尽量减小流过高频电流回路的面积和接收回路的面积。式中:e1、 Φ1、S1、B1分别为辐射电流回路中产生的电动势、磁通、面积、磁通密度; e2、 Φ2、S2、B2分别为辐射电流回路中产生的电动势、磁通、面积、磁通密度。

图7 电流回路辐射的详解

下面以图7示意,对电流回路辐射进行详解。如图,S1为整流输出滤波回路,C1为储能滤波电容,i1为回路高频电流,此电流在所有的电流回路中最大,其产生的磁场干扰也最严重,应尽量减小S1的面积。

在S2回路中,基本上没有高频回路电流,△I2主要是电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S2的面积大小基本上不需要考虑。 C2为储能滤波电容,专门为负载R1提供能量,R1、R2不是单纯的负载电阻,而是高频电路负载,高频电流i3基本上靠C2提供,C2的位置相对来说非常重要,它的连接位置应该考虑使S3的面积最小,S3中还有一个△I3,它主要是电源纹波电流,也有少量高频电流成份。 在 S4回路中,基本上也没有高频回路电流,△I4主要为电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S4的面积大小基本上也不需要考虑。 S5回路的情况基本上与S3回路相同,i5的电流回路面积也应要尽量的小。

对策七:不要采用多个回路串联供电  

图 7中的几个电流回路,互相串联在一起进行供电,很容易产生电流共模干扰,特别是在高频放大电路中,会产生高频噪音。电流共模干扰的原因是: △I2 = △I3 △I4 △I5

图8 要采用多个回路串联供电

而图8中各个电流回路,互相分开,采用并联供电,每个电流回路都是独立的,不会产生电流共模干扰。

对策八:避免干扰信号在电路中产生谐振

图9 共模天线的一极是整个线路板,另一极是连接电缆中的地线

如图9所示,共模天线的一极是整个线路板,另一极是连接电缆中的地线。要减小辐射干扰最有效的方法是对整个线路板进行屏蔽,并且外壳接地。电场辐射干扰的原因是高频信号对导体或引线进行充电,应该尽量减小导体的长度和表面积。磁场干扰的原因是在导体或回路中有高频电流流过,应该尽量减小线路板中电流回路的长度和面积。频率越高,电磁辐射干扰就越严重;当载流体的长度可以与信号的波长比拟时,干扰信号辐射将增强。

当载流体的长度正好等于干扰信号四分之一波长的整数倍的时候,干扰信号会在电路中产生谐振,这时辐射干扰最强,这种情况应尽量避免。

看到这里,是否觉得按此八步走,传导干扰尽在掌握之中?最后附上各种干扰脉冲波形的频谱供大家参考(如图10)。任何一个非正弦波都可以看成是非常多个上升和下降速率不同的信号(或不同频率的正弦波)相互迭加而成,电磁辐射强度与电压或电流的变化速率成正比。

各种干扰脉冲波形的频谱:

图10 各种干扰脉冲波形的频谱

来源:百度文库

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