抗干扰元器件的应用

作者：未知　来源：不详

◆ 概述       电磁兼容性 (EMC) 技术是正在迅猛发展的新领域，它紧紧伴随着现代微电子技术、计算机技术、控制 系统技术的发展而成长，在不断适应着微电子线路芯片发展的过程中提高，电子技术的发展带动了EMC 技术的发展。     我国目前引进了许多技术，使我们的电子技术上了好几个台阶，也让我们的技术人员认识到了许多不 曾关注的领域。电磁兼容性就是其中之一，也是相当重要的领域。我们年轻的工程师们利用引进的先进 技术开发属于我们自己的、具有世界水平的产品，如果 EMC 不能紧紧协助，势必将败下阵来。因此， 我们必须认清现状，走引进、消化、吸收、开发之路，尽快让 EMC 技术适应我国电子技术的发展，同时 形成我们自己的电磁兼容性行业。 　　     本文就引起电磁干扰的因素及抑制电磁干扰的元件进行详细描述。 ◆ 引起电磁干扰的因素      形成电磁干扰的条件有三： (1) 向外发送电磁干扰的源—噪声源； (2) 传递电磁干扰的途径—噪声耦合和辐射； (3) 承受电磁干扰（对噪声敏感）的客体—受扰设备。 　　     当我们主要考虑系统内部电磁兼容性时，以上三个因素在设计、调试时都要认真考虑，通过电路结构 设计、控制噪声源、调整受扰设备之间的位置或距离及耦合途径。 　　当我们考虑系统之间电磁兼容 性时，无法通过设计来控制噪声源，而只能通过电路结构设计，将受扰设备屏蔽起来，阻隔耦合途径， 从而使设备具有抗干扰的能力。系统间电磁兼容性验证，通常是主动制造另一个系统噪声源，发射干扰 信号，以检验设计系统抗干扰能力，这也就是电磁兼容性测试。 　　      实际上，三个因素中，找出控制耦合途径的办法，是最有效提高抗干扰能力的手段。耦合途径一般分 为两大类：传导耦合和辐射耦合。传导耦合是指两个构件或导线之间的电阻性连接引起干扰信号沿导体 传播的途径，传导耦合传播的干扰信号，按民用标准是在 150kHz 30MHz 频率范围之中检测，传导耦合 的基础是“路”，解决处理的方法也都是以电路元件形式出现，分布于电路系统中；辐射耦合是指干扰 源通过空间辐射将干扰传递给受扰设备的途径，辐射耦合的基础是“场”，随时间变化电场和磁场都会 产生电磁能量的辐射，而且随频率的增大，辐射能力也愈强，一般认为，交变电磁场频率高于 10kHz 时开始具有辐射能力，频率在 150KHz 以上辐射能力明显加强，通常称 15KHz 为辐射频率的起点，辐射耦合传播的干扰信号，按民用标准在 30 ～ 1000MHz 频率范围内检测，要阻碍空间场，只能借助结构上处理，阻断这些辐射信号传播途径。 ◆ 电磁干扰抑制设计及控制方法       电磁干扰是没有一定规律可言的，一般很难准确判断什么地方在哪种情况下会产生干扰。同一原理 电路由两个人分别设计 PCB 板，干扰情况都会有所不同，目前我们设计人员都是采取被动措施—功能 设计完成后，试验不行再想办法。这种方法常常使工程师们为了一些干扰而伤透脑筋：一则采取了一些 措施不解决问题，二则很多方法要增加元件而没有合适的位置，迫使原设计不得不放弃而重新设计。　 为了解决这一矛盾，若采取主动设计，即根据电路事先判断可能产生干扰或被干扰的部位，主动采取 一些措施加以预防，最后通过试验确定哪些是必要的，哪些不必要的，不必要的元件可以撤除，以降低 成本，这种方法可有效缩短设计开发时间，降低开发成本，及早将产品推向市场。电磁干扰抑制需要许多特殊元件，下面介绍一些具体元件及作用。 ( 一 ) 传导干扰的抑制         传导干扰的基础是“路”，很显然解决这一问题的方法就是要选择电路元件，抑制干扰信号在 “路”当中传递，通常使用滤波器、非线性器件及光电耦合器件。 1. 电源滤波器 　　 电源滤波器是由集中参数或分布参数的电阻、电感和电容构成的网络，用于电源线上，以防止干 扰信号沿电源线传播，电源滤波器是一个低通元件，根据不同国标，它具有不同的抑制频率。当进行 EMC测试时，若 CE03 不能通过，一般选用电源滤波器加以辅助来解决问题。电源滤波器通常单只使 用，若用户有更高性能要求，也可级联使用，级联使用可加大干扰信号的衰减幅度，拓展抑制干扰 信号的频率范围。两只滤波器级联常常做在一只壳体中，是一种非常有用的形式：它既能提高性能 又缩小体积，降低成本。更多只级联由于性能改善增大不多，且容易影响电路稳定性，很少使用。 滤波器通常可分为：单相交流、三相交流、直流滤波器。交流滤波器一般用于电源入口处，而直流 滤波器用于电源出口处（ DC 输入 / 输出）。 2.EMI 吸收环 / 珠      EMI 吸收环 / 珠是一种用铁氧体制成的元件，是一种吸收损耗型元件。其特性表现为：吸收高频 信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉，从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的，其等效阻 抗中电阻值分量是频率的函数，随着频率而变化。 EMI 吸收环 / 珠可做成各种各样的形式，广泛应用于各种场合，在 PCB 板上，可加工在 DC/DC 模块、数据线，电源线等地方，它吸收所在线路上高频干扰信号，但却不会在系统中引起新的零极点 ，不会破坏系统的稳定性。它与电源滤波器配合使用，可很好补充滤波器高端性能不足（30MHz）， 改善系统中滤波特性。       EMI 吸收环 / 珠有效频段为 2 1000MHz ，性能最佳频段则为 5 200MHz ，在此频段吸收阻抗维持 为一个常数。      EMI 吸收环 / 珠选择时要注意：通过电流大小正比于元件体积，两者失调，易造成饱和，降低元 件性能，避免饱和的有效方法是将电源的两根线（正、负或火、地）同时穿过一个磁环。磁环在使用 中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下，一来可提高穿过环的面积，增加等效吸收长 度，二来充分利用磁环具有磁滞特点，改善低端特性。 　　 3. 片状滤波器      片状滤波器是 EMI 吸收珠与电容器组合而成的组合器件，具有两者特性的组合与延伸，其等效电 路为一个 T 型电路， C 元件参数选择不同，片状滤波器的转折频率，即通频带也就得到改变，使之 适应各种不同要求的电路。 　      通常片状滤波器用于直流电源输出端。特别是开关电源，可有效抑制、消除开关电源主振引起的 本新闻共3页,当前在第1页  [首页]    [上一页]    [下一页]    [末页]     选择页数123