產(chǎn)品中電磁發(fā)射EMI如何有效降低?電磁干擾(EMI)是系統上的電磁噪聲的輻射或感應。與大多數電磁電路組件一樣,直流電機是EMI的常見(jiàn)來(lái)源。它們是潛在的噪聲源,可以產(chǎn)生共模電流。EMI可能導致性能下降,數據損壞,或者如果足夠強可能導致系統完全失效。
電弧放電(有時(shí)稱(chēng)為電弧放電或電?。┦请娏魈匦?,其中電流可以流過(guò)空氣或其他通常不導電的材料。你可能已經(jīng)看到兩根電線(xiàn)之間或火車(chē)或有軌電車(chē)的電源軌上產(chǎn)生電弧的情況。這跟電火花是不一樣的,因為電弧是連續的,雖然它們看起來(lái)確實(shí)相似。
雖然電弧可用于焊接和照明,但在某些情況下它可能是EMI的來(lái)源。在直流電動(dòng)機中,由于轉子繞組中電流的周期性中斷,電弧可能是常見(jiàn)的。這種非常高頻的光譜內容,可以表現為疊加在其他信號上的寬帶噪聲,而直流電機的結構為共模電流提供了路徑。
輻射和傳導發(fā)射的另一個(gè)來(lái)源可能來(lái)自驅動(dòng)電路。理想情況下,典型的H橋電路應為電機提供恒定電流,但由于驅動(dòng)電路中電流的快速和頻繁切換,該電流具有快速上升時(shí)間尖峰。另一個(gè)重要問(wèn)題是通常電機離驅動(dòng)器很遠,這會(huì )在電機引線(xiàn)和設備框架之間產(chǎn)生相當大的環(huán)路面積。輻射電位是環(huán)路面積的直接函數;環(huán)越大,EMI噪聲越大。
降低EMI的方法有很多,包括:機殼接地、降低輻射和傳導噪聲、降低共模電流、屏蔽、濾波、隔離、鐵氧體磁環(huán)、信號邊沿控制以及在PCB中增加電源和GND層等等。在應用中可以靈活使用以上方法,其中屏蔽是相對簡(jiǎn)單的機械學(xué)方法,成本較高,不適用于手持和便攜式設備;濾波和信號邊沿控制對于低頻信號有效,不適合當前廣泛應用的高速信號。另外,使用EMI/RFI濾波器這些被動(dòng)元器件,會(huì )增加成本。
避免在PCB設計中出現電磁問(wèn)題的技巧
降低EMI的一個(gè)重要途徑是設計PCB接地層。第一步是使PCB電路板總面積內的接地面積盡可能大,這樣可以減少發(fā)射、串擾和噪聲。將每個(gè)元器件連接到接地點(diǎn)或接地層時(shí)必須特別小心,如果不這樣做,就不能充分利用可靠的接地層的中和效果。
一個(gè)特別復雜的PCB設計有幾個(gè)穩定的電壓。理想情況下,每個(gè)參考電壓都有自己對應的接地層。但是,如果接地層太多會(huì )增加PCB的制造成本,使價(jià)格過(guò)高。折中的辦法是在三到五個(gè)不同的位置分別使用接地層,每一個(gè)接地層可包含多個(gè)接地部分。這樣不僅控制了電路板的制造成本,同時(shí)也降低了EMI和EMC。
如果想使EMC最小,低阻抗接地系統十分重要。在多層PCB中,最好有一個(gè)可靠的接地層,而不是一個(gè)銅平衡塊(copper thieving)或散亂的接地層,因為它具有低阻抗,可提供電流通路,是最佳的反向信號源。
為解決多層PCB中的EMC問(wèn)題,最好有一個(gè)可靠的接地層,而不是銅平衡塊(copper thieving)或散亂的接地層
信號返回地面的時(shí)長(cháng)也非常重要。信號往返于信號源的時(shí)間必須相當,否則會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似天線(xiàn)的現象,使輻射的能量成為EMI的一部分。同樣,向/從信號源傳輸電流的走線(xiàn)應盡可能短,如果源路徑和返回路徑的長(cháng)度不相等,則會(huì )產(chǎn)生接地反彈,這也會(huì )產(chǎn)生EMI。
做電磁兼容發(fā)射試驗EMC輻射發(fā)射試驗最好選擇專(zhuān)業(yè)的國家認證認可CNAS機構進(jìn)行測試,首先保證測試用的儀器測試數據的準確性,專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員,對標準的理解,按照標準科學(xué)進(jìn)行固定安裝、擺放位置等也會(huì )對檢測結果有一定影響。
有很多廠(chǎng)家為何去別的實(shí)驗室,測試限值是沒(méi)問(wèn)題的,但是去專(zhuān)業(yè)機構認證的時(shí)候,發(fā)現測試是沒(méi)有通過(guò)的,有的是跟測試用的儀器精準度、場(chǎng)地的要求等息息相關(guān)。