你知道什么是EMC嗎?如何處理呢?濾波電容器,、共模電感、磁珠在 EMC 設(shè)計(jì)電路中是常見(jiàn)的身影,，也是消滅電磁干擾的三大利器。文章從設(shè)計(jì)中詳細(xì)分析了消滅 EMC 三大利器的原理。

    1 ,、濾波電容

    盡管從濾除高頻噪聲的角度看,，電容的諧振是不希望的，但是電容的諧振并不是總是有害的,。當(dāng)要濾除的噪聲頻率確定時(shí),，可以通過(guò)調(diào)整電容的容量，使諧振點(diǎn)剛好落在騷擾頻率上,。在實(shí)際工程中,，要濾除的電磁噪聲頻率往往高達(dá)數(shù)百 MHz，甚至超過(guò) 1GHz,。對(duì)這樣高頻的電磁噪聲必須使用穿心電容才能有效地濾除,。

    普通電容之所以不能有效地濾除高頻噪聲，是因?yàn)閮蓚€(gè)原因：

    (1)一個(gè)原因是電容引線電感造成電容諧振,，對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)較大的阻抗,，削弱了對(duì)高頻信號(hào)的旁路作用;

    (2)另一個(gè)原因是導(dǎo)線之間的寄生電容使高頻信號(hào)發(fā)生耦合，降低了濾波效果,。

    穿心電容之所以能有效地濾除高頻噪聲,，是因?yàn)榇┬碾娙莶粌H沒(méi)有引線電感造成電容諧振頻率過(guò)低的問(wèn)題。

    而且穿心電容可以直接安裝在金屬面板上,，利用金屬面板起到高頻隔離的作用,。但是在使用穿心電容時(shí)，要注意的問(wèn)題是安裝問(wèn)題,。

    穿心電容最大的弱點(diǎn)是怕高溫和溫度沖擊,，這在將穿心電容往金屬面板上焊接時(shí)造成很大困難。

    許多電容在焊接過(guò)程中發(fā)生損壞,。特別是當(dāng)需要將大量的穿心電容安裝在面板上時(shí),，只要有一個(gè)損壞，就很難修復(fù),，因?yàn)樵趯p壞的電容拆下時(shí),，會(huì)造成鄰近其它電容的損壞。

    2 ,、共模電感

    由于 EMC 所面臨解決問(wèn)題大多是共模干擾,，因此共模電感也是我們常用的有力元件之一。

    共模電感是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,，它由兩個(gè)尺寸相同,，匝數(shù)相同的線圈對(duì)稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件,，要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用,，而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用,。

    原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量,，對(duì)共模電流起到抑制作用,，而當(dāng)兩線圈流過(guò)差模電流時(shí)，磁環(huán)中的磁通相互抵消,，幾乎沒(méi)有電感量,，所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。

    因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào),，而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響,。

    共模電感在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

    (1)繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路;

    (2)當(dāng)線圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí),，磁芯不要出現(xiàn)飽和;

    (3)線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣,，以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿;

    (4)線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容,，增強(qiáng)線圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力,。

    通常情況下，同時(shí)注意選擇所需濾波的頻段,，共模阻抗越大越好,，因此我們?cè)谶x擇共模電感時(shí)需要看器件資料，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇,。

    另外選擇時(shí)注意考慮差模阻抗對(duì)信號(hào)的影響,，主要關(guān)注差模阻抗，特別注意高速端口,。

    3 ,、磁珠

    在產(chǎn)品數(shù)字電路 EMC 設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們常常會(huì)使用到磁珠,，鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金,，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小,。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用,，因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要程電感特性,，使得線上的損耗很小,。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變,。實(shí)際應(yīng)用中,，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。

    實(shí)際上,，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián),，低頻下電阻被電感短路,，高頻下電感阻抗變得相當(dāng)高，以至于電流全部通過(guò)電阻,。鐵氧體是一個(gè) 消耗裝置,，高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能，這是由他的電阻特性決定的,。鐵氧體磁珠與普通的電感相比具有更好的高頻濾波特性,。

    鐵氧體在高頻時(shí)呈現(xiàn)電阻性，相當(dāng)于品質(zhì)因數(shù)很低的電感器,，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,，從而提高高頻濾波效能。

    在低頻段,，阻抗由電感的感抗構(gòu)成,，低頻時(shí) R 很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高,，因此電感量較大,，L 起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制;并且這時(shí)磁芯的損耗較小,，整個(gè)器件是一個(gè)低損耗,、高 Q 特性的電感，這種電感容易造成諧振因此在低頻段,，有時(shí)可能出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象,。

    在高頻段，阻抗由電阻成分構(gòu)成,，隨著頻率升高,，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感的電感量減小,，感抗成分減小,。但是，這時(shí)磁芯的損耗增加,，電阻成分增加,，導(dǎo)致總的阻抗增加，當(dāng)高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí),，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉,。

    鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上,。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件,，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于抑制信號(hào)線,、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾,，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力,。使用片式磁珠還是片式電感主要還在于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合。

    在諧振電路中需要使用片式電感,。而需要消除不需要的 EMI 噪聲時(shí),，使用片式磁珠是最佳的選擇。

    片式磁珠和片式電感的應(yīng)用場(chǎng)合

    片式電感：射頻(RF)和無(wú)線通訊,，信息技術(shù)設(shè)備,，雷達(dá)檢波器，汽車(chē)電子,，蜂窩電話,，尋呼機(jī)，音頻設(shè)備,，個(gè)人數(shù)字助理(PDAs),，無(wú)線遙控系統(tǒng)以及低壓供電模塊等。

    片式磁珠： 時(shí)鐘發(fā)生電路,，模擬電路和數(shù)字電路之間的濾波,，I/O 輸入 / 輸出內(nèi)部連接器(比如串口，并口,，鍵盤(pán),，鼠標(biāo)，長(zhǎng)途電信,，本地局域網(wǎng)),，射頻電路和易受干擾的邏輯設(shè)備之間，供電電路中濾除高頻傳導(dǎo)干擾,，計(jì)算機(jī),，打印機(jī)，錄像機(jī)(VCRS),，電視系統(tǒng)和手提電話中的 EMI 噪聲抑止,。

    磁珠的單位是歐姆，因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱的,，阻抗的單位也是歐姆,。磁珠的 DATASHEET 上一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以 100MHz 為標(biāo)準(zhǔn),，比如是在 100MHz 頻率的時(shí)候磁珠的阻抗相當(dāng)于 1000 歐姆,。

    針對(duì)我們所要濾波的頻段需要選取磁珠阻抗越大越好，通常情況下選取 600 歐姆阻抗以上的,。另外選擇磁珠時(shí)需要注意磁珠的通流量,，一般需要降額 80%處理,，用在電源電路時(shí)要考慮直流阻抗對(duì)壓降影響,。以上就是處理EMC的一些方法,，希望能給大家?guī)椭?/p>