《電子技術(shù)應用》
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EMI干擾 :傳導是罪魁禍首

2012-11-07
作者:Bonnie C. Baker,,德州儀器高級應用工程師
關(guān)鍵詞: EMI 傳導 DC/DC 耦合

    輻射EMI 干擾可以來自某個不定向發(fā)射源以及某個無意形成的天線。傳導性EMI 干擾也可以來自某個輻射EMI 干擾源,或者由一些電路板組件引起。一旦您的電路板接收到傳導性干擾,它便駐入應用電路的PCB 線跡。常見的一些輻射EMI 干擾源包括以前文章中談及的組件,以及板上開關(guān)式電源,、連接線和開關(guān)或者時鐘網(wǎng)絡(luò)。

1 傳導性EMI 信號的耦合介質(zhì)

    傳導性EMI 干擾是開關(guān)電路正常工作與寄生電容和電感共同作用產(chǎn)生的結(jié)果,。1顯示了一些會進入到您的PCB 線跡中的EMI 干擾源情況,。Vemi1 源自開關(guān)網(wǎng)絡(luò),例如:時鐘信號或者數(shù)字信號線跡等,。這些干擾源的耦合方式均為通過線跡之間的寄生電容,。這些信號將電流尖脈沖帶入鄰近PCB 線跡,。同樣,Vemi2 源自開關(guān)網(wǎng)絡(luò),,或者來自PCB 上的某個天線,。這些干擾源的耦合方式均為通過線跡之間的寄生電感。該信號將電壓擾動帶入鄰近PCB 線跡,。每三個EMI 源來自于線纜內(nèi)相鄰的導線,。沿這些導線傳播的信號可產(chǎn)生串擾效應。

    開關(guān)式電源產(chǎn)生Vemi4,。開關(guān)式電源產(chǎn)生的干擾駐存在電源線跡上,,并以Vemi4 信號的形式出現(xiàn)。

    在正常運行期間,,開關(guān)式電源(SMPS) 電路為傳導性EMI 的形成帶來機會,。這些電源內(nèi)的“開”和“關(guān)”切換操作,會產(chǎn)生較強的非連續(xù)性電流,。這些非連續(xù)性電流存在于降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端,、升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端,以及反激和降升壓拓撲結(jié)構(gòu)的輸入和輸出端,。開關(guān)動作引起的非連續(xù)性電流會產(chǎn)生電壓紋波,,其通過PCB 線跡傳播至系統(tǒng)的其它部分。SMPS 引起的輸入和/或輸出電壓紋波,,會危害負載電路的運行,。2 顯示了工作在2 MHz 下的一個DC/DC 降壓SMPS 輸入的頻率組成例子。SMPS 傳導干擾的基本頻率組成范圍為90 – 100 MHz,。

2 DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器:開關(guān)頻率=2MHz

輸入和輸出針腳使用10 ?F濾波器時的傳導性EMI測量,。

   共有兩類傳導性干擾:差模干擾和共模干擾。差模干擾信號出現(xiàn)在電路輸入端之間,,例如:信號和接地等,。電流流經(jīng)同相的兩個輸入端。但是,,1號電流輸入大小與2號相等,但方向相反(差動參考),。這兩個輸入端的負載,,形成一個隨電流強弱變化的電壓。線跡1和差分基準之間的這種電壓變化,,在系統(tǒng)中形成干擾或者通信誤差,。

   在您向電路添加一個接地環(huán)路或者不良電流通路時,便出現(xiàn)共模干擾,。如果存在某個干擾源,,則線跡1 和線跡2 上形成共模電流和共模電壓,而接地環(huán)路充當一個共模干擾源。差模干擾和共模干擾都要求使用特殊的濾波器,,來應對EMI 干擾的不利影響,。

   下次,我們將介紹一些電路解決方案,,以解決困擾您的EMI 干擾問題,。

參考文獻

[1]        “EMI 問題?讓我來告訴您真實的情況”,,作者:Baker, Bonnie,,2012 年2 月16 日發(fā)表于《EDN》。

[2]        “EMI 問題,?EMI 來自哪里(第2 部分)”,,作者:Baker, Bonnie,2012 年3 月15 日發(fā)表于《EDN》,。

[3]        “EMI問題,?EMI輻射信號強度(第3部分)”,作者:Baker, Bonnie,,2012 年4 月19 日,,發(fā)表于《EDN》。

[4]        “理解并消除微控制器應用中的EMI”,,作者:Robin Getz, Bob Moeckel,,1996 年8 月發(fā)表于TI《應用說明》(SNOA382)。

[5]        “電磁兼容性設(shè)計人員指南”,,Kimmel Gerke Associates 有限公司,,網(wǎng)址:www.emiguru.com

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