“開關噪聲-EMC基礎篇”前后共有21篇文章,,本文是最后一篇,。從“EMC基礎”知識開始,以開關電源為前提分別介紹了“降噪對策(步驟與概要)”,、“使用電容器降低噪聲”,、“使用電感降低噪聲”,、“其他降噪對策”相關的基礎內(nèi)容。本文將對各篇文章的關鍵要點做最終總結,。
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?何謂EMC
關鍵要點
?EMC(電磁兼容性)是指兼?zhèn)銭MI和EMS兩方面的性能。
?EMI(電磁干擾)是指因輻射/發(fā)射(Emission)電磁波而對環(huán)境產(chǎn)生的干擾,。
?EMS(電磁敏感性)是指對電磁波干擾(EMI)的耐受性/抗擾度(Immunity),。
?頻譜基礎
關鍵要點
?當頻率升高時,頻譜振幅整體增加,。
?上升/下降延遲時,,進入-40dB/dec衰減時的頻率降低,頻譜的振幅衰減,。
?Duty變更時,,雖然會產(chǎn)生偶次諧波,但對譜峰無影響,?;l譜衰減。
?僅上升延遲時,,tr分量從更低的頻率開始衰減,。
?差模(常模)噪聲與共模噪聲
關鍵要點
?電磁干擾EMI大致可分為“傳導噪聲”和“輻射噪聲”兩種。
?傳導噪聲可分為差模(常模)噪聲和共模噪聲兩類,。
?關于輻射噪聲,,差模噪聲的線纜環(huán)路面積、共模噪聲的線長是非常重要的因素,。
?注意,;即使條件相同,共模噪聲帶來的輻射遠遠大于差模噪聲,。
?何謂串擾
關鍵要點
?平行的布線間會產(chǎn)生串擾,。
?串擾的因素有雜散(寄生)電容引發(fā)的電容(靜電)耦合和互感引發(fā)的電感(電磁)耦合。
?開關電源產(chǎn)生的噪聲
關鍵要點
?在開關時會產(chǎn)生急劇電流ON/OFF的環(huán)路中,,會因寄生分量產(chǎn)生高頻振鈴=開關噪聲,。
?這種開關噪聲可通過優(yōu)化PCB板布線等來降低,但即使這樣,,殘留的噪聲也會作為共模噪聲傳導至輸入電源,,因此需要采取防止噪聲漏出的措施。
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?降噪對策步驟
關鍵要點
?隨著開發(fā)進程的推進,,可使用的降噪對策技術和手段越來越有限,對策成本也越來越高,。
?在產(chǎn)品開發(fā)的初期階段,,預先進行充分探討與評估,可以從容有效地采取降噪對策,。
?掌握噪聲的種類和性質(zhì),,并針對不同的噪聲采取不同的有效對策是非常重要的,。
?降噪對策按照“把握頻率成分→把握產(chǎn)生源和傳導路徑→強化GND→增加降噪部件”的步驟進行。
?開關電源噪聲對策的基礎知識
關鍵要點
?要想降低差模噪聲,,可在電路板上縮小大電流路徑的環(huán)路面積,,并增加最優(yōu)解耦和輸入濾波器。
?盡可能地抑制噪聲的發(fā)生源-差模噪聲是非常重要的,,也關系到降低共模噪聲,。
?要想降低共模噪聲,可縮短布線,,抑制串擾,,切斷(濾波)共模路徑。
?開關電源的輸入濾波器
關鍵要點
?開關電源的輸入濾波器,,需要針對共模噪聲和差模噪聲分別采用不同的處理,。
?對共模噪聲使用共模濾波器。
?對差模噪聲使用由電容器,、電感,、磁珠、電阻等部件組成的濾波器,。
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?電容的頻率特性
關鍵要點
?降噪用電容器的選型需要根據(jù)阻抗的頻率特性進行(而非容值)。
?容值和ESL越小,,諧振頻率越高,,高頻區(qū)域的阻抗越低。
?容值越大,,容性區(qū)域的阻抗越低,。
?ESR越小,諧振頻率的阻抗越低,。
?ESL越小,,感性區(qū)域的阻抗越低。
?使用電容器降低噪聲
關鍵要點
?通過降低目標噪聲頻率的阻抗來降低噪聲幅度,。
?降噪用電容器的選型需要根據(jù)阻抗的頻率特性進行(而非容值),。
?去耦電容的有效使用方法要點1
關鍵要點
?去耦電容的有效使用方法有兩個要點:①使用多個電容,②降低電容的ESL,。
?使用多個電容時,,容值相同時和不同時的效果不同。
?去耦電容的有效使用方法要點2
關鍵要點
?去耦電容的有效使用方法有兩個要點:①使用多個電容,,②降低電容的ESL,。
?通過降低電容的ESL,可改善高頻特性,并可更有效地降低高頻噪聲,。
?有的電容雖然容值相同,,但因尺寸和結構不同而ESL更小。
?去耦電容的有效使用方法其他注意事項
關鍵要點
?理解Q與頻率-阻抗特性之間的關系,,并根據(jù)目的區(qū)分Q的差異,。
?高Q電容窄帶阻抗急劇下降。低Q電容在較寬頻段相對平緩下降,。
?PCB圖形的熱風焊盤等會增加電感分量,使諧振頻率向低頻端移動,。
?探討對策時的試裝,,如果不按照現(xiàn)實的修改實際安裝,很可能在修改后的PCB板上無法獲得探討時的效果,。
?電容量變化率大時,,諧振頻率會變化,無法獲得目標頻率理想的噪聲消除效果,。
?在溫度條件和變動較大的嚴苛應用中,,可以探討使用具有CH、C0G特性的溫度特性優(yōu)異的電容,。
?去耦電容的有效使用方法總結
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?電感的頻率特性
關鍵要點
?電感在諧振頻率之前呈現(xiàn)感性特性(阻抗隨頻率升高而增加)。
?電感在諧振頻率之后呈現(xiàn)容性特性(阻抗隨頻率升高而減?。?。
?在比諧振頻率高的頻段,電感不發(fā)揮作為電感的作用,。
?電感值L變小時,,電感的諧振頻率會升高。
?電感的諧振點阻抗受寄生電阻分量的限制,。
?使用電感和鐵氧體磁珠降低噪聲的對策
關鍵要點
?用于降噪對策的電感,,大致可以分為繞組型電感構成的濾波器和利用鐵氧體磁珠進行熱轉(zhuǎn)換兩種。
?鐵氧體磁珠與普通電感相比,,具有電阻分量R較大,、Q值較低的特性。
?普通的電感可容許較大的直流疊加電流,,只要在其范圍內(nèi),,阻抗不怎么受直流電流的影響。
?鐵氧體磁珠對于直流電流容易飽和,,飽和會導致電感值下降,,諧振點向高頻段轉(zhuǎn)移。
?普通電感構成的濾波器,,可選電感值的范圍較寬,。
?鐵氧體磁珠的Q值較低,,因此在較寬頻率范圍內(nèi)具有有效的降噪效果。
?使用共模濾波器降低噪聲的對策
關鍵要點
?使用共模濾波器消除對共模噪聲,。
?共模濾波器是利用自感作用來阻止共模電流通過的濾波器,。
?注意點 : 串擾、GND線反彈噪聲
關鍵要點
?有些PCB板布線布局,,會因串擾而導致濾波效果下降,。
?Π型濾波器的電容的GND的某些設置方法可能會帶來地線反彈噪聲。
?優(yōu)化PCB板布線布局可避免這些問題,。
?使用電感降低噪聲 總結
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?RC緩沖電路
關鍵要點
?RC緩沖電路可通過電阻將寄生電容、寄生電感等產(chǎn)生的尖峰電壓轉(zhuǎn)換為熱,,從而降低尖峰電壓,。
?增加緩沖電路可能會導致效率降低,因此需要探討噪聲水平和效率之間的平衡點,。
?電阻是將噪聲電壓轉(zhuǎn)換為熱,,因此需要注意電阻的容許損耗。
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