各种控制技术通常用于电磁兼容设计。一般来说,越接近EMI源,实现EMI控制成本越小。PCB集成电路芯片片是EMI因此,如果能深入了解集成电路芯片的内部特性,就可以简化它PCB在系统级设计中EMI控制。
在考虑EMI控制时,设计工程师和设计工程师PCB板级设计工程师首先要考虑IC芯片的选择。集成电路的一些特点,如包装类型、偏置电压和芯片:工艺技术(如CMoS、ECI)等都对电磁干扰有很大的影响。下面将着重探讨IC对EMI控制的影响。
1.集成电路EMl来源 PCB中集成电路EMI主要来源是:输出端产生的方波信号频率是由数字集成电路从逻辑高到逻辑低或从逻辑低到逻辑高的转换引起的EMl。
2 信号电压、信号电流电场和磁场芯片本身的电容和电感。集成电路芯片输出端产生的方波包含广泛频率的正弦谐波重量,这构成了工程师所关心的EMI频率成分EMI频率也称为EMI发射带宽是信号上升时间(而不是信号频率)的函数。
计算EMI发射带宽的公式为:f=0.35/Tr式中,T是频率,单位是GHz;Tr是信号上升或下降的时间,单位是ns。如果电路的开关频率出,如果电路的开关频率是50MHz,而采用的集成电路芯片的上升时间是1ns,所以电路最高EMI发射频率将达到35MHz,远远大于电路的开关频率。如果汇款-上升时间为5肋Fs,所以电路最高EMI发射频率高达7000MHz。 电路中的每个电压值对应一定的电流,每个电流都有相应的电压。当IC当逻辑高到逻辑低或逻辑低到逻辑高时,这些信号电压和信号电流会产生电场和磁场,这些电场和磁场的最高频率是发射带宽。电场和磁场的强度和外部辐射的百分比不仅是信号上升时间的函数,还取决于信号源与负载点之间信号通道上电容和电感的控制。因此,信号源位于PCB板汇内部,负载位于其他地方IC内部,这些IC可能在PCB上,也许不里PCB上。有效控制EMI,不仅要注意外汇;芭芭本身的电容和电感,还要注意PCB上存在的电容和电感。
存在于L-N电流从L进入,流过整流二极管正极,然后流过负载,通过热地,到整流二极管,再回到N,在这条路上,有高速开关的大功率设备和反向恢复时间很短的二极管。这些设备产生的高频干扰将通过整个电路,从而被接收器检测到,导致过度传输。
共模干扰是由于地面与设备电缆之间存在寄生电容,高频干扰噪声通过寄生电容在地面与电缆之间产生共模电流,导致共模干扰。
下图显示了差模干扰引起的传导FALL该测试数据前端超标,造成差模干扰:
下图为开关电源EMI原理部分:
图中CX2001年,它跨越L线和N线(当电容被击穿或损坏时,表现为开路)L-N当电流之间的电流通过负载时,高频杂波会带到电路中。此时,X电容器的作用是在负载和X电容器之间形成一个电路,使高频分流在电路中消耗,而不进入市政电力,即干扰电容器的短路交流电源不会连接到外部。
下图为共模干扰测试FALL数据:
电源电缆与地球之间的寄生电容器使共模干扰有电路,干扰噪声通过电容器流向地球LISN-电缆-寄生电容-地面之间形成共模干扰电流,被接收器检测到,导致传导超标(这也可以解释为什么有些主板传导测试不接地,一夹地线超标。USB当模式不接地时,电流回路只能通过L-二极管-负载-热地-二极管-N,共模电流无法返回LISN,LISN检测到的噪声较小,当主板的冷地与地面直接连接时,电缆与地面之间有一个电路。此时,如果前端没有共模噪声LC如果滤波电路被吸收,导致传导超标)
1.设备开关电源开关电路:骚扰源主频几十kHz到百余kHz,高次谐波可以延伸到数十个MHz。
2.设备直流电源整流电路:工频线性电源工频整流噪声频率上限可延伸至数百kHz;开关电源高频整流噪声频率上限可延伸到数十个MHz。
3.电气设备直流电机电刷噪声:噪声频率上限可延伸至数百MHz。
4.电气设备交流电机运行噪声:高谐波可延伸至数十个MHz。
5.变频调速电路骚扰发射:开关调速电路骚扰源频率从几十个开关调速电路kHz到几十MHz。
6.开关噪声在设备运行状态下切换机械或电子开关运行产生的噪声频率上限可延伸至数百MHz。
7.智能控制设备的晶体振动和数字电路电磁骚扰扰源主频几十kHz到几十MHz,高次谐波可延伸到数百MHz。
9.电磁感应加热设备的电磁骚扰发射:骚扰源主频几十kHz,高次谐波可以延伸到数十个MHz。
10电视电声接收设备高频调谐电路本振及其谐波:骚扰源主频数十MHz到数百MHz,高谐波可延伸到数GHz。
11.信息技术设备及各种自动控制设备的数字处理电路:骚扰源主频数十MHz到数百MHz(内部倍频主频可达数GHz),高次谐波可以延伸到十几个GHz。