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技术文章—消灭EMC的三大利器:电容器电感磁珠

更新时间:2020-01-24

  滤波电容器、共模电感、磁珠在EMC设计电路中是常见的身影,也是消灭电磁干扰的三大利器。

  对于这三者在电路中的作用,相信还有很多工程师搞不清楚,文章从设计中详细分析了消灭EMC三大利器的原理。

  01 滤波电容尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声,是因为两个原因:(1)一个原因是电容引线电感造成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用;(2)另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合,降低了滤波效果。穿心电容之所以能有效地滤除高频噪声,是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题。而且穿心电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离的作用。但是在使用穿心电容时,要注意的问题是安装问题。藏宝图论坛以上3种食材都可能会导致孩子患上黄,穿心电容最大的弱点是怕高温和温度冲击,这在将穿心电容往金属面板上焊接时造成很大困难。许多电容在焊接过程中发生损坏。特别是当需要将大量的穿心电容安装在面板上时,只要有一个损坏,就很难修复,因为在将损坏的电容拆下时,会造成邻近其它电容的损坏。02 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一。共模电感是一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,对共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。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,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短路;(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而授能力。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。03 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,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程电感特性,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,低频下电阻被电感短路,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持较高的阻抗,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,个人数字助理(PDAs),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,598kj手机最快报码室。长途电信,本地局域网),射频电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。磁珠的单位是欧姆,因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线MHz为标准,比如是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于1000欧姆。针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好,通常情况下选取600欧姆阻抗以上的。另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量,一般需要降额80%处理,用在电源电路时要考虑直流阻抗对压降影响。

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  摘要:CAN总线技术应用领域越来越广泛,但是由于在工业设备、工业自动化等领域,电磁干扰较为严重,保证CAN总线的正常通信尤为重要。本文将介绍搭配高速CAN FD收发器的总线网络电磁干扰的原因分析,及提出的具体改善方案。一、CAN FD网络下电磁兼容分析在电子产品的设计中,电磁兼容EMC性能对系统的影响非常大,关系到其能正常稳定运转。世界上已经开始对电子产品的电磁兼容性做强制性限制,电磁兼容性能已经成为产品性能的一个重要指标。电磁兼容主要有两方面的内容,一个是产品本身对外界产生不良的电磁干扰影响,称为电磁干扰发射EMI;另一个是对外界电磁信号的敏感程度称为电磁敏感度EMS。干扰源、相合途径及敏感

  1前言频谱分析仪是电磁干扰(EMI)的测试、诊断和故障检修中用途最广的一种工具。频谱分析仪对于一个电磁兼容(EMC)工程师来说就像一位数字电路设计工程师手中的逻辑分析仪一样重要。频谱分析仪的宽频率范围、带宽可选性和宽范围扫描CRT显示使得它在几乎每一个EMC测试应用中都可大显身手。下图为常见的频谱分析仪:频谱仪的测试功能介绍频谱分析仪在EMC整改中可以观测信号的频谱,信号的功率,测试系统的杂散,谐波,交调失线、测量信号的频率与功率下图为信号源发出一单载波信号后,频谱仪的显示,通过MARK——PEAK,操作可以看到信号频率为74.35MHz,功率为3.64dBm。2、交调失真测试下图为信号交调失线

  才能完成以更高的速度传输大量数据的要求。这些更高频率的应用必须满足电磁兼容(EMC)一致性测试和商业化应用的要求,然后才能投放市场。EMI接收机可用于测量被测设备(EuT)在高频条件下产生的异常信号发射。是德科技的PXE是符合标准的EMI接收机,同时也是故障诊断分析仪器,可提供准确、可重复及高可靠的测试。是德科技的PXE EMI接收机现在支持2 Hz至44 GHz的频率范围,可提供:高灵敏度,可检测在EMC辐射测量中常见的接近噪声水平的小信号,从而使客户能够识别由其设备引起的辐射。完全符合CISPR 16-1-1:2019和MIL-STD-461G(2015)规范要求,确保设备符合新的全球和区域标准。时域扫描

  力线内潜在的干扰,包括电力线干扰、电快速瞬变,电涌,电压高低变化和电力线谐波等。这些干扰对一般稳压电源来说,影响不是很大,但对高频开关电源的影响显著。● 滤波:EMI滤波器的主要目的之一,就是要在150kHz~30MHz的频段范围获得较高的插入损耗,但对频率为50Hz工频信号不产生衰减,使额定电压、电流顺利通过,同时还必须满足一定的尺寸要求。任何电源线上的传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。在一般情况下,差模干扰幅度小,频率低,所造成的干扰较小;共模干扰幅度大,频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。因此,欲削弱传导干扰,把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下,最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路

  近日,国际领先第三方检测、检验和认证机构德国莱茵TUV集团(以下简称“TUV莱茵”)位于上海的电磁兼容(EMC)实验室和环境可靠性实验室获得浙江吉利汽车研究院有限公司(以下简称“吉利汽车”)的第三方实验室认可。这是继今年4月上海EMC实验室成为德国大众授权第三方实验室后,TUV莱茵在业务专业性、人员配备、实验室技术资质等方面再次得到主流车企的肯定。TUV莱茵获吉利汽车第三方实验室认可作为中国领先的汽车制造商,吉利汽车始终以市场和消费者需求为导向、持续对标改进、整合资源,致力于为消费者打造高品质、高技术、高附加值的产品。来自吉利汽车的专家分别对TUV莱茵在汽车零部件辐射发射、辐射抗扰度等电磁兼容相关的检测能力,及环境可靠性

  传导与辐射电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC 标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益

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