電子方案開發供應鏈平台
一鍵發布任務
獲取驗證碼
返回

發布成功


讚賞作者

讚賞金額:

  • ¥2
  • ¥5
  • ¥10
  • ¥50
  • ¥100
  • ¥200

您輸入的金額有誤,請重新輸入

支付金額:5

支付方式:

微信支付

讚賞成功!
你的讚賞是對作者最大的肯定~?

當前位置 : 首頁 > 方案訊 > 方案訊詳情
傳導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決?
發布時間:2023-06-06 閱讀量:854 來源:必威官方网站手机網整理 作者:必威官方网站手机網

電磁幹擾 EMI 中電子設備產(chan) 生的幹擾信號是通過導線或公共電源線進行傳(chuan) 輸,互相產(chan) 生幹擾稱為(wei) 傳(chuan) 導幹擾。傳(chuan) 導幹擾給不少電子工程師帶來困惑,如何解決(jue) 傳(chuan) 導幹擾?

 

一直以來,設計中的電磁幹擾(EMI)問題十分令人頭疼,尤其是在汽車領域。為(wei) 了盡可能的減小電磁幹擾,設計人員通常會(hui) 在設計原理圖和繪製布局時,通過降低高di / dt的環路麵積以及開關(guan) 轉換速率來減小噪聲源。  

 

但是,有時無論布局和原理圖的設計多麽(me) 謹慎,仍然無法將傳(chuan) 導EMI降低到所需的水平。這是因為(wei) 噪聲不僅(jin) 取決(jue) 於(yu) 電路寄生參數,還與(yu) 電流強度有關(guan) 。另外,開關(guan) 打開和關(guan) 閉的動作會(hui) 產(chan) 生不連續的電流,這些不連續電流會(hui) 在輸入電容上產(chan) 生電壓紋波,從(cong) 而增加EMI。  

 

因此,有必要采用一些其他方法來提高傳(chuan) 導EMI的性能。本文主要討論的是引入輸入濾波器來濾除噪聲,或增加屏蔽罩來鎖住噪聲。

  

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

1 EMI濾波器示意簡圖

 

1是一個(ge) 簡化的EMI濾波器,包括共模(CM)濾波器和差模(DM)濾波器。通常,DM濾波器主要用於(yu) 濾除小於(yu) 30MHz的噪聲(DM噪聲),CM濾波器主要用於(yu) 濾除30MHz100MHz的噪聲(CM噪聲)。但其實這兩(liang) 個(ge) 濾波器對於(yu) 整個(ge) 頻段的EMI噪聲都有一定的抑製作用。  

 

2顯示了一個(ge) 不帶濾波器的輸入引線噪聲,包括正向噪聲和負向噪聲,並標注了這些噪聲的峰值水平和平均水平。其中,該被測係統主要采用芯片LMR14050SSQDDARQ1輸出5V/5A,並給後續芯片TPS65263QRHBRQ1供電,同時輸出1.5V/3A3.3V/2A以及1.8V/2A。這兩(liang) 個(ge) 芯片都工作在2.2MHz的開關(guan) 頻率下。另外,圖中顯示的傳(chuan) 導EMI標準是CISPR25 Class 5C5)。

  

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

2 C5標準下的噪聲特性(無濾波器)

 

3顯示了增加一個(ge) DM濾波器後的EMI結果。從(cong) 圖中可以看出,DM濾波器衰減了中頻段DM噪聲(2MHz30MHz)近35dBμV/ m。此外高頻段噪聲(30MHz100MHz)也有所降低,但仍超過限製水平。這主要是因為(wei) DM濾波器對於(yu) 高頻段CM噪聲的濾除能力有限。    

 

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

3 C5標準下的噪聲特性(帶DM濾波器)

 

4顯示了增加CMDM濾波器後的噪聲特性。與(yu) 圖3相比,CM濾波器的增加降低了近20dBμV/ mCM噪聲。並且EMI性能也通過了CISPR25 C5標準。   


傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

4 C5標準下的噪聲特性(帶CMDM濾波器)

 

5顯示了不同布局下帶CMDM濾波器的噪聲特性,其中濾波器與(yu) 圖4相同。但與(yu) 圖4相比,整個(ge) 頻段的噪聲增加了大約10dBμV/ m,高頻噪聲甚至還超出CISPR25 C5標準的平均值。   

 

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

5 C5標準下的噪聲特性(帶CMDM濾波器,不同布局)

 

4和圖5之間噪聲結果的不同主要是由於(yu) PCB布線差異所致,如圖6所示。圖5的布線中(圖6的右側(ce) ),大麵積覆銅(GND)包圍著DM濾波器,並和Vin走線形成了一些寄生電容。這些寄生電容為(wei) 高頻信號旁路濾波器提供了有效的低阻抗路徑。因此,為(wei) 了最大限度地提高濾波器的性能,需要移除濾波器周圍所有的覆銅,如圖6左側(ce) 的布線。 

   

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

  

6 不同的PCB布線

 

除了增加濾波器外,另一種優(you) 化EMI性能的有效方法是增加屏蔽罩。這是因為(wei) 連接著GND的金屬屏蔽罩可以阻止噪聲向外輻射。圖7推薦了一種屏蔽罩的擺放方法。該屏蔽罩恰好覆蓋了板上所有的元器件。  

 

8顯示了增加濾波器和屏蔽罩之後的EMI結果。如圖所示,整個(ge) 頻段的噪聲幾乎都被屏蔽罩消除,EMI性能非常好。這主要是因為(wei) 等效為(wei) 天線的長輸入引線會(hui) 耦合大量輻射噪聲,而屏蔽罩恰好隔絕了它們(men) 。在本設計中,中頻噪聲也會(hui) 采用這種方式耦合到輸入引線上。   


傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

7 帶屏蔽罩的PCB 3D模型  

 

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

8 C5標準下的噪聲特性(帶CMDM濾波器以及屏蔽罩)

 

9也顯示了帶濾波器和屏蔽罩的噪聲特性。與(yu) 圖8 不同的是,圖9中屏蔽罩是一個(ge) 金屬盒,它包裹了整個(ge) 電路板,且隻有輸入引線裸露在外麵。雖然有了這個(ge) 屏蔽罩,但一些輻射噪聲仍然可以繞過EMI濾波器並耦合到PCB上的電源線,這將會(hui) 導致比圖8更差的噪聲特性。有趣的是,圖4,圖8和圖9中(相同的布局布線)高頻帶的噪聲特性幾乎相同。這是因為(wei) 在增加EMI濾波器後,能耦合到輸入線上的高頻段輻射噪聲幾乎已經不存在了。   

 

傳(chuan) 導幹擾給電子工程師帶來的困惑如何解決(jue) ?

 

9 C5標準下的噪聲特性(帶CMDM濾波器以及屏蔽金屬盒)

 

綜合來說,增加EMI濾波器或者屏蔽罩都能有效的改善EMI性能。但是與(yu) 此同時,濾波器的布局布線以及屏蔽罩的擺放位置需要仔細斟酌。

 

關(guan) 於(yu) 必威官方网站手机網

 

必威官方网站手机網是一個(ge) 電子方案開發供應鏈平台,提供從(cong) 找方案到研發采購的全鏈條服務。找方案,上必威官方网站手机網!在方案超市找到合適的方案就可以直接買(mai) ,沒有找到就到快包定製開發。必威官方网站手机網積累了一大批方案商和企業(ye) 開發資源,能提供標準的模塊和核心板以及定製開發服務,按要求交付PCBA、整機產(chan) 品、軟件或IoT係統。更多信息,敬請訪問https://www.interviewcrusher.com

文章評論

您需要登錄才可以對文章進行評論。

沒有賬號?立即注冊(ce)

最新活動
意見反饋
取消