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傳導性EMI的產(chǎn)生原因

發(fā)布時間:2012-11-15 責任編輯:rexliu

【導讀】輻射EMI可以來自某個不定向發(fā)射源以及某個無意形成的天線。傳導性EMI也可以來自某個輻射EMI干擾源,或者由一些電路板組件引起。本文介紹傳導性EMI的產(chǎn)生原因。
   
輻射EMI可以來自某個不定向發(fā)射源以及某個無意形成的天線。傳導性EMI也可以來自某個輻射EMI干擾源,或者由一些電路板組件引起。一旦您的電路板接收到傳導性干擾,它便駐入應用電路的 PCB 線跡。常見的一些輻射 EMI 干擾源包括以前文章中談及的組件,以及板上開關式電源、連接線和開關或者時鐘網(wǎng)絡。
 
傳導性EMI信號的耦合介質
圖 1 傳導性EMI信號的耦合介質

傳導性EMI是開關電路正常工作與寄生電容和電感共同作用產(chǎn)生的結果。圖 1 顯示了一些會進入到您的 PCB 線跡中的 EMI 干擾源情況。Vemi1 源自開關網(wǎng)絡,例如:時鐘信號或者數(shù)字信號線跡等。這些干擾源的耦合方式均為通過線跡之間的寄生電容。這些信號將電流尖脈沖帶入鄰近 PCB 線跡。同樣,Vemi2 源自開關網(wǎng)絡,或者來自 PCB 上的某個天線。這些干擾源的耦合方式均為通過線跡之間的寄生電感。該信號將電壓擾動帶入鄰近 PCB 線跡。每三個 EMI 源來自于線纜內相鄰的導線。沿這些導線傳播的信號可產(chǎn)生串擾效應。

開關式電源產(chǎn)生 Vemi4。開關式電源產(chǎn)生的干擾駐存在電源線跡上,并以 Vemi4 信號的形式出現(xiàn)。
   
在正常運行期間,開關式電源 (SMPS) 電路為傳導性 EMI 的形成帶來機會。這些電源內的“開”和“關”切換操作,會產(chǎn)生較強的非連續(xù)性電流。這些非連續(xù)性電流存在于降壓轉換器的輸入端、升壓轉換器的輸出端,以及 反激和降升壓拓撲結構的輸入和輸出端。開關動作引起的非連續(xù)性電流會產(chǎn)生電壓紋波,其通過 PCB 線跡傳播至系統(tǒng)的其它部分。SMPS 引起的輸入和/或輸出電壓紋波,會危害負載電路的運行。圖 2 顯示了工作在 2 MHz 下的一個 DC/DC 降壓 SMPS 輸入的頻率組成例子。SMPS 傳導干擾的基本頻率組成范圍為 90 - 100 MHz。
 
DC/DC 降壓轉換器:開關頻率=2MHz輸入和輸出針腳使用10 ?F濾波器時的傳導性EMI測量
圖 2 DC/DC 降壓轉換器:開關頻率=2MHz輸入和輸出針腳使用10 ?F濾波器時的傳導性EMI測量

共有兩類傳導性干擾:差模干擾和共模干擾。差模干擾信號出現(xiàn)在電路輸入端之間,例如:信號和接地等。電流流經(jīng)同相的兩個輸入端。但是,1號電流輸入大小與 2號相等,但方向相反(差動參考)。這兩個輸入端的負載,形成一個隨電流強弱變化的電壓。線跡1和差分基準之間的這種電壓變化,在系統(tǒng)中形成干擾或者通信 誤差。
   
在您向電路添加一個接地環(huán)路或者不良電流通路時,便出現(xiàn)共模干擾。如果存在某個干擾源,則線跡 1 和線跡 2 上形成共模電流和共模電壓,而接地環(huán)路充當一個共模干擾源。差模干擾和共模干擾都要求使用特殊的濾波器,來應對 EMI 干擾的不利影響。
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