你不可不知的解決EMI傳導(dǎo)干擾的幾大方法

2014-09-29 10:13 來源:電子信息網(wǎng) 作者:云際

電磁干擾又稱EMI,而所謂傳導(dǎo)干擾是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過導(dǎo)線或公共電源進行傳輸,從而互相產(chǎn)生干擾。那么如何解決傳導(dǎo)干擾?找對方法很關(guān)鍵,只要增加電源輸入電路中EMC濾波器的節(jié)數(shù),并適當調(diào)整每節(jié)濾波器的參數(shù),基本上都能滿足要求,本文就將講解如何應(yīng)對傳導(dǎo)干擾這一難題的幾大方法。

盡量減少每個回路的有效面積

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圖1 回路電流產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾

傳導(dǎo)干擾分差模干擾DI和共模干擾CI兩種。先來看看傳導(dǎo)干擾是怎么產(chǎn)生的。如圖1所示,回路電流產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾。這里面有好幾個回路電流,可以把每個回路都看成是一個感應(yīng)線圈,或變壓器線圈的初、次級,當某個回路中有電流流過時,另外一個回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而產(chǎn)生干擾。減少干擾的最有效方法就是盡量減少每個回路的有效面積。

屏蔽、減小各電流回路面積及帶電導(dǎo)體的面積和長度

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圖2 屏蔽、減小各電流回路面積及帶電導(dǎo)體的面積和長度

如圖2 所示,e1、e2、e3、e4為磁場對回路感應(yīng)產(chǎn)生的差模干擾信號;e5、e6、e7、e8為磁場對地回路感應(yīng)產(chǎn)生的共模干擾信號。共模信號的一端是整個線路板,另一端是大地。線路板中的公共端不能算為接地,不要把公共端與外殼相接,除非機殼接大地,否則,公共端與外殼相接,會增大輻射天線的有效面積,共模輻射干擾更嚴重。降低輻射干擾的方法,一個是屏蔽,另一個是減小各個電流回路的面積(磁場干擾),和帶電導(dǎo)體的面積及長度(電場干擾)。

對變壓器進行磁屏蔽、盡量減少每個電流回路的有效面積

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圖3 變壓器漏磁對回路產(chǎn)生的電磁感應(yīng)

如圖3所示,在所有電磁感應(yīng)干擾之中,變壓器漏感產(chǎn)生的干擾是最嚴重的。如果把變壓器的漏感看成是變壓器感應(yīng)線圈的初級,則其它回路都可以看成是變壓器的次級,因此,在變壓器周圍的回路中,都會被感應(yīng)產(chǎn)生干擾信號。減少干擾的方法,一方面是對變壓器進行磁屏蔽,另一方面是盡量減少每個電流回路的有效面積。

用銅箔對變壓器進行屏蔽

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圖4 減少線路中的EMI

如圖4所示,對變壓器屏蔽,主要是減小變壓器漏感磁通對周圍電路產(chǎn)生電磁感應(yīng)干擾,以及對外產(chǎn)生電磁輻射干擾。從原理上來說,非導(dǎo)磁材料對漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但銅箔是良導(dǎo)體,交變漏磁通穿過銅箔的時候會產(chǎn)生渦流,而渦流產(chǎn)生的磁場方向正好與漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消,因此,銅箔對磁通也可以起到很好的屏蔽作用。

采用雙線傳輸和阻抗匹配

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圖5 減少線路中的EMI

如圖5所示,兩根相鄰的導(dǎo)線,如果電流大小相等,電流方向相反,則它們產(chǎn)生的磁力線可以互相抵消。對于干擾比較嚴重或比較容易被干擾的電路,盡量采用雙線傳輸信號,不要利用公共地來傳輸信號,公共地電流越小干擾越小。當導(dǎo)線的長度等于或大于四分之一波長時,傳輸信號的線路一定要考慮阻抗匹配,不匹配的傳輸線會產(chǎn)生駐波,并對周圍電路產(chǎn)生很強的輻射干擾。

減小電流回路的面積

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圖6 減小電流回路的面積

如圖6所示,磁場輻射干擾主要是流過高頻電流回路產(chǎn)生的磁通竄到接收回路中產(chǎn)生的,因此,要盡量減小流過高頻電流回路的面積和接收回路的面積。式中:e1、 Φ1、S1、B1分別為輻射電流回路中產(chǎn)生的電動勢、磁通、面積、磁通密度; e2、 Φ2、S2、B2分別為輻射電流回路中產(chǎn)生的電動勢、磁通、面積、磁通密度。

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圖7 電流回路輻射的詳解

下面以圖7示意,對電流回路輻射進行詳解。如圖,S1為整流輸出濾波回路,C1為儲能濾波電容,i1為回路高頻電流,此電流在所有的電流回路中最大,其產(chǎn)生的磁場干擾也最嚴重,應(yīng)盡量減小S1的面積。

在S2回路中,基本上沒有高頻回路電流,?I2主要是電源紋波電流,高頻成分相對很小,所以S2的面積大小基本上不需要考慮。 C2為儲能濾波電容,專門為負載R1提供能量,R1、R2不是單純的負載電阻,而是高頻電路負載,高頻電流i3基本上靠C2提供,C2的位置相對來說非常重要,它的連接位置應(yīng)該考慮使S3的面積最小,S3中還有一個?I3,它主要是電源紋波電流,也有少量高頻電流成份。 在 S4回路中,基本上也沒有高頻回路電流,?I4主要為電源紋波電流,高頻成分相對很小,所以S4的面積大小基本上也不需要考慮。 S5回路的情況基本上與S3回路相同,i5的電流回路面積也應(yīng)要盡量的小。

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