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最小化电源模块EMI的几点指导原则

最小化电源模块EMI的几点指导原则

2020-06-30

随着元件集成度越来越高,设备小型化,电子产品的EMI问题日渐严重。降低电源模块EMI,可以降低EMI的危害,避免传输信号质量问题,对电路或设备造成干扰甚至破坏,设备不能满足电磁兼容标准所规定的技术指标要求等问题。

 

以下为6点指导原则,仅参考:

1、对于所有应用程序,没有一种完美的EMI策略,但事先的一些基本思想可以使任务变得更加容易。第一步是确保组件的位置最小化噪音。如去耦电容应尽可能靠近电源模块,尤其是XY电容。使用接地层来最小化辐射耦合,最小化敏感节点的横截面积,并最小化可能辐射的高电流节点的横截面积,如来自共模电容的横截面积。

 

2、保持电流回路较小,导体通过感应和辐射耦合能量的能力通过较小的环路降低,环路起到天线的作用。对于成对的铜印刷电路板(PC),使用宽(低阻抗)在干扰源处定位滤波器,基本上尽可能靠近电源模块。应选择滤波器元件值,并考虑到所需的衰减频率范围。如电容器在某个频率下是自谐振的,超过该频率它们看起来是电感性的,使旁路电容引线尽可能短。 在考虑到噪声源与潜在易受影响电路的接近程度时,在PC板上找到元件。

 

3EMI组件的位置至关重要,避免将转换器放在靠近滤波器的位置,以避免噪声耦合回滤波器。不仅仅是要过滤电源,还要过滤转换器正在供电的所有电路。大多数通信机柜在卡级别使用尽可能多的本地过滤,然后在电源模块输入上使用另一个过滤器。

 

4、表面贴装模块与通孔模块的比较,表面贴装器件(SMD)在处理射频能量方面比含铅器件更好,因为它可以减少电感和更紧密的元件放置。由于SMD的物理尺寸减小,后者是可能的。这对于双层电路板设计至关重要,因为它需要噪声控制元件的最大效率。通常引线电容器在约80MHz时变为自谐振(比电容变得更具电感性)。由于需要控制80 MHz以上的噪声,因此,如果仅使用通孔元件执行设计,则应该提出严肃的问题。

 

5、传导发射(CEDC/DC转换器中的快速电压和电流变化将导致模块电源输入端的传导噪声。逻辑负载的快速上升时间和下降时间将产生传导噪声,这些噪声也会反射回输入。传导噪声会产生电场和磁场,如果没有正确配置电路,会产生噪声。通常良好的布局和滤波器设计将最小化这种影响。为了更好地理解CE的来源,发射被分类为差分(对称)或共同(非对称)模式噪声。

 

6、无论是电路直接的干扰,还是设备之间的干扰,都是电磁骚扰能量从骚扰源耦合进敏感源的过程。能量的传输有两个途径,一个是沿着导体以电流形式传输,另一个是通过空间以电磁感应的方式传输。连接两个电路(设备)之间的最主要导体就是电源线,因此电源线是导致电磁干扰问题的主要因素。在发生了电磁干扰问题时,无论是电路的层面还是设备的层面,应该首先检查受扰电路(设备)的供电情况,看是不是有骚扰电压,地线也是一个重要的骚扰传播路径。

 

为了保证设备正常稳定运行,尽可能最小化电源模块EMI非常重要。