EMC对策元件介绍-3.pptVIP

EMC對策元件介紹 主講人:姚啟元 EMC對策元件種類 電容 電感、鐵氧體磁環及磁珠(Ferrite Core Bead ) 電磁波吸波貼片 銅箔及鋁箔 彈片及導電泡棉 地線及金屬屏蔽線 導電漆及金屬片 電容的外觀 電容是最常被用在EMC的對策中，其主要的好處是成本低廉、使用方便 常見的電容元件 電容的特性 電容在應用上的特性主要是高頻信號能夠導通而低頻信號則無法導通 當頻率f愈大時，我們可以看到所得到的容抗則愈小 此點表示高頻電流愈容易通過 電容器的種類及其有效頻率 鋁電解電容：1KHz以下 MP電容：100KHz以下 Mylar電容：1MHz以下 塑膠電容：10MHz以下 (Mmylar cermaic)電容：數百MHz以下 SMT電容：GHz以下 X及Y電容器 X及Y電容是應用在AC電源濾波上使用 由於電源大多是具有高電壓及大電流，所以其所使用的電容則必須有特別的要求 對X及Y電容均要求符合IEC 60384第二版表II之規定。 X及Y電容器外觀 X電容的配置 Y電容的配置 X電容所承受雷擊能量等級 X電容器使用容值的安規要求 當X電容容值較高時， Safety要求插頭拔離電源後， 1至2秒內之兩pin放電能量不能超出IEC之規定。 IEC 60065為0.7mA峰值約34V 。 一般不超過1uF的容值即可符合上述要求 Y電容所承受雷擊能量等級 Y電容器使用容值的安規要求 當Y電容值較高時， Safety要求其與外殼之間的洩漏電流量，不得大於IEC各產品標準之規定。 IEC 60065為0.7mA峰值。 一般不超過4700p的容值即可符合上述要求 電容抑制雜訊的應用 由於電容對於高頻信號是短路導通，因此我們可以利用電容的這種特性，將信號上的高頻電流導到接地上，但是不影響到信號線的clock頻率。 電容的作用是將高頻雜訊的能量導流到接地金屬上，因此其本身並不會衰減雜訊能量，而電容連接的接地大小就變成很重要。 電容作用的特性分類 Bypass電容：濾除信號線上的高頻雜訊 電容值：1000p-10p 電容值的選擇必須注意是否會影響信號品質 Decoupling電容：避免電源Vcc的雜訊耦合 電容值：0.1uF Bulk電容：提供CPU及IC元件穩壓的作用 電容值：1uF-10uF 在消耗電流較大的區域擺放 電容器的三種應用 Bypass Decoupling Bulk Bypass電容的容值與頻率 Bypass電容 X 及Y電容的容值與頻率 X及Y電容 電感的外觀 電感的特性 電感在應用上的特性主要是高頻信號無法導通而低頻信號則可以通過 當頻率f愈大時，我們可以看到所得到的感抗則愈大。 此點表示高頻電流愈不容易通過。 電容與電感在高頻時的特性 在高頻時電容與電感的作用會受到導線作用的影響，此時電容器不單只是有電容的效應，同時還存在了電阻( effective series resistor , ESR)和電感(effective series inductor ,ESL)的作用 電感器則不僅只有電感的作用，同時還存在了電容與電阻的效應 電容器的等效電路 電容器的共振頻率 電感器的等效電路 電感器的頻率限制 由於電感內的電容效應在高頻時，C之阻抗值變低，容易形成並聯共振電路，有共振頻率之存在而有最高頻率之限制。 因為電感的物理結構存在著電容效應，此點反而使得原本要抑制的高頻雜訊藉由電容效應而快速的導通，無法達到濾波的效果 。 在實際的對策中大多以磁珠或鐵氧體來取代電感。 鐵氧體的介紹與特性曲線 使用高導磁係數的鐵鎂或鐵鎳合金磁性材質製成 直流或是低頻不影響電流的損失 高頻的雜訊能量會以電感的方式以熱能消耗損失 鐵氧體(ferrite core)的特性是會依照頻率而改變其阻抗的大小，一般隨著頻率的增加而加大，一直到達飽和點的頻率 。 磁珠(Bead Core) 磁珠是以鐵氧體製作的濾波元件。 常見磁珠的外觀 磁珠的應用 時脈電路 類比和數位之間的濾波 I/O輸入輸出線路 RF電路 易受干擾的邏輯設備之間 供電電路 吸收靜電放電脈衝能量 鐵氧體與磁珠的選擇 依照信號頻率大小及要濾除雜訊的頻率選擇。 在所選擇要濾除的頻率上，阻抗值較大的鐵氧體或Bead其濾波效果會較好。 由於受限於材質特性一般超過300MHz以上的頻率會有飽和的效應，因此對於超過300MHz以上的雜訊效果不佳。 SMD Chip Beads的規格 一般需注意的參數主要為阻抗大小和額定電流 Common Mode Choke的規格 一般需注意的參數主要為阻抗大小和額定電流 鐵氧體抑制的效果 鐵氧體的磁導率u值愈高，抑制效果愈好 體積愈大，抑制效果愈好 長而細的形狀比短而粗，抑制效果愈好 內徑愈小，抑制效果愈好 導