EMIEMC的设计注意事项.pdf

EMI/EMC 计注意事项 一、EMC 工程师必须具备的八大技能 EMC 工程师需要具备那些技能？从企业产品需要进行设计、整改认证的过程看，EMC 工程师必须具备 以下八大技能： 1、EMC 的基本测试项目以及测试过程掌握； 2、产品对应EMC 的标准掌握； 3、产品的EMC 整改定位思路掌握； 4、产品的各种认证流程掌握； 5、产品的硬件硬件知识，对电路（主控、接口）了解； 6、EMC 设计整改元器件（电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等）使用掌握； 7、产品结构屏蔽设计技能掌握； 8、对EMC 设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。 二、EMC 常用元件介绍 共模电感 由于EMC 所面临解决问题大多是共模干扰，因此共模电感也是我们常用的有力元件之 ！这里就给大家简单介绍一下共 模电感的原理以及使用情况。 共模电感是 个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体 环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不 起作用。(原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对 模电流起到抑制作用，而当两线 圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此 模电感在平衡线 路中能有效地抑制 模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响)。 共模电感在制作时应满足以下要求： 1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿 路。 2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。 3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。 4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的承受能力。 通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根 据阻抗频率曲线选择。另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。 磁珠 在产品数字电路EMC 设计过程中，我们常常会使用到磁珠，那么磁珠滤波地原理以及如何使用呢？ 铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产 生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要呈电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况 下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上，铁氧 体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感 路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁 氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。 铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性。铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很低的电感器， 所以能在相当宽的频率范围内保 较高的阻抗，从而提高高频滤波效能。 在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R 很 小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L 起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制；并且这时磁芯的损耗较小，整个器 件是一个低损耗、高Q 特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现 象。在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小但是， 这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式 耗散掉。 铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以 滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰 的能力。 使用片式磁珠还是片式电感主要还在于实际应用场合。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI 噪声 时，使用片式磁珠是最佳的选择。 片式磁珠和片式电感的应用场合： 片式电感：射频 （RF）和无线通讯，信息技术设备， 雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs （个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。片式 磁珠：时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器（比如串口，并口，键盘，鼠标，长途 电信，本地局域网），射频 （RF）电路和易受干扰的逻辑设备之间