高頻電路的電磁兼容設計誤區分析
發布時間:2011-11-11
中心議題:
- 電容的高頻等效特性
- 線纜或PCB布線的高頻等效特性
- 磁環和磁珠的高頻等效特性
- 磁環和磁珠的高頻等效特性
- 高頻情況下的EMC設計技術
電磁兼容的問題常發生於高頻狀態下,個別問題(電壓跌落與瞬時中斷等)除外。高頻思維,總而言之,就是器件的特性、電路的特性,在高頻情況下和常規中低頻狀態下是不一樣的,如果仍然按照普通的控製思維來判斷分析,則會走入設計的誤區。比如:
電容的高頻等效特性
電dian容rong,在zai中zhong低di頻pin或huo直zhi流liu情qing況kuang下xia,就jiu是shi一yi個ge儲chu能neng組zu件jian,隻zhi表biao現xian為wei一yi個ge電dian容rong的de特te性xing,但dan在zai高gao頻pin情qing況kuang下xia,它ta就jiu不bu僅jin僅jin是shi個ge電dian容rong了le,它ta有you一yi個ge理li想xiang電dian容rong的de特te性xing,有you漏lou電dian流liu(在高頻等效電路上表現為R),有引線電感,還在導致電壓脈衝波動情況下發熱的ESR(等效串聯電阻),(如圖)。從這個圖上分析,能幫我們設計師得出很多有益的設計思路。第一,按照常規思路,1/2πfcshidianrongderongkang,yinggaishipinlvyuegao,rongkangyuexiao,lvboxiaoguoyuehao,jiyuegaopindezaboyuerongyibeixiefangdiao,danshishibingfeiruci,yinweiyinxiandiangandecunzai,yizhidianrongjinjinzaiqi1/2πfc=2πf L等式成立的時候,才是整體阻抗最小的時候,濾波效果才最好,頻率高了低了都會濾波效果下降,由此就可以分析出結論,為什麼在IC的VCC端都會加兩支電容,一支電解的,一支瓷片的,並且容值一般相差100倍以上多一點。就是兩支不同的電容的諧振頻率點岔開了一段距離,既利於對稍高頻的濾波,也利於對較低頻的濾波。

線纜或PCB布線的高頻等效特性
其次是線纜或PCB布線的高頻等效特性(如圖),無wu論lun高gao低di頻pin,走zou線xian電dian阻zu都dou是shi客ke觀guan存cun在zai,但dan對dui於yu走zou線xian電dian感gan,則ze隻zhi在zai較jiao高gao頻pin時shi候hou才cai可ke以yi顯xian現xian得de出chu來lai。另ling外wai就jiu是shi還hai有you一yi個ge分fen布bu電dian容rong的de存cun在zai,但dan是shi,在zai導dao線xian附fu近jin沒mei有you導dao體ti的de時shi候hou,這zhe個ge分fen布bu電dian容rong有you也ye是shi白bai搭da,就jiu像xiang沒mei有you男nan人ren,女nv人ren也ye不bu能neng生sheng孩hai子zi一yi樣yang,這zhe是shi一yi個ge需xu要yao兩liang個ge導dao體ti才cai可ke以yi發fa揮hui的de作zuo用yong。
電感和電阻的特性比較簡單,易於理解,就不贅述了。
磁環和磁珠的高頻等效特性
dancihuanhecizhudegaopindengxiaotexingquebudebutiyixia,yinweicihuanduigaopinmaidongdexibozuoyong,yudiangandebiaoxianyoudianleisi,suoyijingchangbeirenweishidiangantexing,danshishishangcuole,cihuanshigedianzutexing,buguozhegedianzuyoudiantebie,tadezuzhidaxiaoshipinlvdehanshuR(f),如此的話,在一個帶有高頻波動的信號穿過磁珠的時候,高頻波動會因為I2R的作用而發熱,將波動幹擾經過電能——磁能——熱能的轉化過程,所以在導線上波動比較強烈的時候,磁環摸起來會是溫的。
高頻情況下的EMC設計技術
以上是EMC專業中高頻思維的基礎知識,有了這些,一係列的設計經驗都可以迎刃而解了。比如:
IC 的VCC端duan為wei何he加jia裝zhuang兩liang隻zhi電dian容rong,一yi隻zhi電dian解jie電dian容rong,一yi隻zhi瓷ci片pian電dian容rong,是shi因yin為wei電dian容rong的de高gao頻pin等deng效xiao特te性xing,引yin線xian電dian感gan和he電dian容rong的de串chuan聯lian導dao致zhi其qi綜zong合he阻zu抗kang隨sui頻pin率lv而er變bian化hua,而er在zaiWL= (1/WC)的頻率點上,是其阻抗最小的點(如圖)。而且兩個電容分別有自己的最小阻抗點,分別對應不同的頻率點,以便於為IC不同頻率範圍的供電需求提供電流。
靜(jing)電(dian)工(gong)作(zuo)台(tai)的(de)接(jie)地(di)導(dao)線(xian)用(yong)寬(kuan)的(de)銅(tong)皮(pi)帶(dai)和(he)金(jin)屬(shu)絲(si)網(wang)蛇(she)皮(pi)管(guan),而(er)不(bu)是(shi)黃(huang)綠(lv)的(de)圓(yuan)形(xing)接(jie)地(di)線(xian)纜(lan),圓(yuan)形(xing)接(jie)地(di)線(xian)纜(lan)的(de)走(zou)線(xian)電(dian)感(gan)量(liang)偏(pian)大(da),不(bu)利(li)於(yu)高(gao)頻(pin)靜(jing)電(dian)電(dian)荷(he)的(de)泄(xie)放(fang)。
線(xian)纜(lan)和(he)線(xian)纜(lan)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)距(ju)不(bu)宜(yi)太(tai)近(jin),否(fou)則(ze)會(hui)因(yin)為(wei)導(dao)線(xian)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)存(cun)在(zai)而(er)導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)線(xian)纜(lan)之(zhi)間(jian)出(chu)現(xian)串(chuan)擾(rao),當(dang)然(ran),信(xin)號(hao)線(xian)對(dui)地(di)線(xian)的(de)耦(ou)合(he)那(na)又(you)最(zui)好(hao)是(shi)近(jin)一(yi)點(dian),這(zhe)樣(yang),信(xin)號(hao)線(xian)上(shang)的(de)波(bo)動(dong)幹(gan)擾(rao)可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)泄(xie)放(fang)到(dao)地(di)線(xian)上(shang)去(qu)。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 邊緣AI的發展為更智能、更可持續的技術鋪平道路
- 每台智能體PC,都是AI時代的新入口
- IAR作為Qt Group獨立BU攜兩項重磅汽車電子應用開發方案首秀北京車展
- 構建具有網絡彈性的嵌入式係統:來自行業領袖的洞見
- 數字化的線性穩壓器
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall




