高頻狀態下電磁兼容設計精髓總結,讓你少走彎路
發布時間:2014-11-06 責任編輯:sherryyu
【導讀】千萬不要誤以為本人已淪為標題黨,靠著“精髓”二字賺取眼球。乃是真的發現諸多資深工程師,亦常常走著基礎而又錯誤的設計之路。這就是電磁兼容設計的高頻思維。
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:
dianrong,zaizhongdipinhuozhiliuqingkuangxia,jiushiyigechunengzujian,zhibiaoxianweiyigedianrongdetexing,danzaigaopinqingkuangxia,tajiubujinjinshigedianrongle,tayouyigelixiangdianrongdetexing,youloudianliu(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。

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。
但dan磁ci環huan和he磁ci珠zhu的de高gao頻pin等deng效xiao特te性xing卻que不bu得de不bu提ti一yi下xia,因yin為wei磁ci環huan對dui高gao頻pin脈mai動dong的de吸xi波bo作zuo用yong,與yu電dian感gan的de表biao現xian有you點dian類lei似si,所suo以yi經jing常chang被bei認ren為wei是shi電dian感gan特te性xing,但dan事shi實shi上shang錯cuo了le,磁ci環huan是shi個ge電dian阻zu特te性xing,不bu過guo這zhe個ge電dian阻zu有you點dian特te別bie,它ta的de阻zu值zhi大da小xiao是shi頻pin率lv的de函han數shuR(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。
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VCCduanweihejiazhuangliangzhidianrong,yizhidianjiedianrong,yizhicipiandianrong,shiyinweidianrongdegaopindengxiaotexing,yinxiandianganhedianrongdechuanliandaozhiqizonghezukangsuipinlverbianhua,erzaiWL= (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。
xianlanhexianlanzhijiandejianjubuyitaijin,fouzehuiyinweidaoxianfenbudianrongdecunzaierdaozhixinhaoxianlanzhijianchuxianchuanrao,dangran,xinhaoxianduidixiandeouhenayouzuihaoshijinyidian,zheyang,xinhaoxianshangdebodongganraokeyifangbiandexiefangdaodixianshangqu。
daozheli,buyoudexiangqilepaodingjieniu,zaiputongrenyanli,niujiushiyiduirou,danzaipaodingdeyanli,tashiyigemailuoqingxidegujia,yushijiuyoulewanruoyishubandejiepouguocheng,duidianzigongchengshilaishuo,badianziqijiandoudangchengyigegaopindengxiaodezuhedianlu,zeEMC的設計將如油畫家,畫出一幅美輪美奐的作品來。
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