開關電源EMC必須掌握的幾個概念
1.電磁干擾的產生與傳輸
電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導傳輸方式,另一種則是輻射傳輸方式。傳導傳輸是在干擾源和敏感設備之間有完整的電路連接,干擾信號沿著連接電路傳遞到接收器而發生電磁干擾現象。
輻射傳輸是干擾信號通過介質以電磁波的形式向外傳播的干擾形式。常見的輻射耦合有三種:1)一個天線發射的電磁波被另一個天線意外地接收,稱為天線對天線的耦合;2)空間電磁場經導線感應而耦合,稱為場對線的耦合。3)兩根平等導線之間的高頻信號相互感應而形成的耦合,稱為線對線的感應耦合。
2.電磁干擾的產生機理
從被干擾的敏感設備角度來說,干擾耦合又可分為傳導耦合和輻射耦合兩類。
● 傳導耦合模型
傳導耦合按其原理可分為電阻性耦合、電容性耦合和電感性耦合三種基本耦合方式。
● 輻射耦合模型
輻射耦合是干擾耦合的另一種方式,除了從干擾源發出的有意輻射外,還有大量的無意輻射。同時,PCB板上的走線無論是電源線、信號線、時鐘線、數據線或者控制線等,都能起到天線的效果,即可輻射出干擾波,又可起到接收作用。
3.電磁干擾控制技術
①傳輸通道抑制
● 濾波:在設計和選用濾波器時應注意頻率特性、耐壓性能、額定電流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。濾波器的安裝正確與否對其插入損耗特性影響很大,只有安裝位置恰當,安裝方法正確,才能對干擾起到預期的濾波作用。在安裝濾波器時應考慮安裝位置,輸入輸出側的配線必須屏蔽隔離,以及高頻接地和搭接方法。
● 屏蔽:電磁屏蔽按原理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種。電場屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場屏蔽;磁場屏蔽包含低頻磁場屏蔽和高頻磁場屏蔽。不同類型的電磁屏蔽對屏蔽體的要求不同。在實際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于屏蔽體的結構,即導電的連續性。實際的屏蔽體由于制造、裝配、維修、散熱、觀察及接口連接要求,其上面一般都開有形狀各異、尺寸不同的孔縫,這些孔縫對于屏蔽體的屏蔽效能起著重要的影響作用,因此必須采取措施來抑制孔縫的電磁泄漏。
● 接地:接地有安全接地和信號接地兩種。同時,接地也會引入接地阻抗及地回路干擾。接地技術包括接地點的選擇、電路組合、接地的設計和抑制接地干擾措施的合理應用等。
● 搭接:搭接是指導體間低阻抗連接,只有良好的搭接才能使電路完成其設計功能,使干擾的各種抑制措施得以發揮作用。搭接方法可分為永久性搭接和半永久性搭接兩種,而搭接類型分為直接搭接和間接搭接。
● 布線:布線是印刷電路板電磁兼容性設計的關鍵,應選擇合理的導線寬度,采取正確的布線策略,如加粗地線,將地線閉合成環路,減少導線不連續性,采用多層板等。
電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導傳輸方式,另一種則是輻射傳輸方式。傳導傳輸是在干擾源和敏感設備之間有完整的電路連接,干擾信號沿著連接電路傳遞到接收器而發生電磁干擾現象。
輻射傳輸是干擾信號通過介質以電磁波的形式向外傳播的干擾形式。常見的輻射耦合有三種:1)一個天線發射的電磁波被另一個天線意外地接收,稱為天線對天線的耦合;2)空間電磁場經導線感應而耦合,稱為場對線的耦合。3)兩根平等導線之間的高頻信號相互感應而形成的耦合,稱為線對線的感應耦合。
2.電磁干擾的產生機理
從被干擾的敏感設備角度來說,干擾耦合又可分為傳導耦合和輻射耦合兩類。
● 傳導耦合模型
傳導耦合按其原理可分為電阻性耦合、電容性耦合和電感性耦合三種基本耦合方式。
● 輻射耦合模型
輻射耦合是干擾耦合的另一種方式,除了從干擾源發出的有意輻射外,還有大量的無意輻射。同時,PCB板上的走線無論是電源線、信號線、時鐘線、數據線或者控制線等,都能起到天線的效果,即可輻射出干擾波,又可起到接收作用。
3.電磁干擾控制技術
①傳輸通道抑制
● 濾波:在設計和選用濾波器時應注意頻率特性、耐壓性能、額定電流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。濾波器的安裝正確與否對其插入損耗特性影響很大,只有安裝位置恰當,安裝方法正確,才能對干擾起到預期的濾波作用。在安裝濾波器時應考慮安裝位置,輸入輸出側的配線必須屏蔽隔離,以及高頻接地和搭接方法。
● 屏蔽:電磁屏蔽按原理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種。電場屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場屏蔽;磁場屏蔽包含低頻磁場屏蔽和高頻磁場屏蔽。不同類型的電磁屏蔽對屏蔽體的要求不同。在實際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于屏蔽體的結構,即導電的連續性。實際的屏蔽體由于制造、裝配、維修、散熱、觀察及接口連接要求,其上面一般都開有形狀各異、尺寸不同的孔縫,這些孔縫對于屏蔽體的屏蔽效能起著重要的影響作用,因此必須采取措施來抑制孔縫的電磁泄漏。
● 接地:接地有安全接地和信號接地兩種。同時,接地也會引入接地阻抗及地回路干擾。接地技術包括接地點的選擇、電路組合、接地的設計和抑制接地干擾措施的合理應用等。
● 搭接:搭接是指導體間低阻抗連接,只有良好的搭接才能使電路完成其設計功能,使干擾的各種抑制措施得以發揮作用。搭接方法可分為永久性搭接和半永久性搭接兩種,而搭接類型分為直接搭接和間接搭接。
● 布線:布線是印刷電路板電磁兼容性設計的關鍵,應選擇合理的導線寬度,采取正確的布線策略,如加粗地線,將地線閉合成環路,減少導線不連續性,采用多層板等。
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