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電源設計工程師必知:如何讓EMC變得有規(guī)可循?

發(fā)布時間:2014-11-19 責任編輯:xueqi

【導讀】對于電源設計工程師而言,EMC問題是需要仔細斟酌的一個電源組成部分。EMC目的在于使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下,既不受電磁環(huán)境的影響,也不會給環(huán)境以干擾。
 
關于EMC設計中需要關注的重點問題
 
大家都知道,在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進行EMC設計,比等到產(chǎn)品EMC測試不合格才進行改進,費用可以大大節(jié)省,效率可以大大提高;反之,效率就會大大降低,費用就會大大增加。經(jīng)驗告訴我們,在功能設計的同時進行EMC設計,到樣板、樣機完成則通過EMC測試,是最省時間和最有經(jīng)濟效益的。相反,產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC,投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)EMC不合格才進行改進,非但技術上帶來很大難度、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費,甚至由于涉及到結構設計、PCB設計的缺陷,無法實施改進措施,導致產(chǎn)品不能上市。因此EMC問題越早考慮、越早解決,費用越小、效果越好。
 
想解決EMI輻射問題,其實很簡單。其實,減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務之一,就是想方設法減小高頻電流環(huán)路面積S。高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑。當頻率較高時,一般走線電抗大于電阻,連線對高頻信號就是電感,串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的,最惡劣的情況就是開路之天線形式。對應處理方法就是減少、減短連線,減小高頻電流回路面積,盡量消除任何非正常工作需要的天線,如不連續(xù)的布線或有天線效應之元器件過長的插腳。同時,我們知道環(huán)路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴重,電磁輻射場強隨電流頻率f的平方成正比增大。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要途徑之二,就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f,即減小騷擾電磁波的頻率f。
 
產(chǎn)生EMC問題主要通過兩個途徑:一個是空間電磁波干擾的形式;另一個是通過傳導的形式,換句話說,產(chǎn)生EMC問題的三個要素是:電磁干擾源、耦合途徑、敏感設備。輻射干擾主要通過殼體和連接線以電磁波形式污染空間電磁環(huán)境;傳導干擾是通過電源線騷擾公共電網(wǎng)或通過其他端子(如:射頻端子,輸入端子)影響相連接的設備。
 
輻射、干擾問題的實例
 
比如:IT或AV設備可能的騷擾源。FM接收機、TV接收機本機振蕩,基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產(chǎn)生;開關電源的開關脈沖及高次諧波,同步信號方波及高頻諧波,行掃描顯像電路產(chǎn)生的行、場信號及高頻諧波;數(shù)字電路工作需要的各種時鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合,各種時鐘如CPU芯片工作時鐘、MPEG解碼器工作時鐘、視頻同步時鐘(27MHz,16.9344MHz,40.5MHz)等;數(shù)字信號方波及高頻諧波,晶振產(chǎn)生的高次諧波,非線性電路現(xiàn)象(非線性失真、互調(diào)、飽和失真、截止失真)等引起的無用信號、雜散信號;非正弦波波形,波形毛剌、過沖、振鈴,電路設計存在的寄生頻率點。對于敏感受體通過耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化和各種電磁場。
 
由此可知,清晰的了解EMC規(guī)律性和可能產(chǎn)生的因素,就會使得EMC問題變的有規(guī)可循,堅持EMC的規(guī)律使得解決EMC問題省時省力,事半功倍。
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