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EMI干擾來源和抑制措施精講
發(fā)布時間：2022-02-04 00:00:00 瀏覽：2412次
EMI，電磁干擾度，描述電子、電氣產(chǎn)品在正常工作狀態(tài)下對外界的干擾;EMI又包括傳導(dǎo)干擾CE(conduction emission)和輻射干擾RE(radiation emission)以及諧波harmonic
干擾源、耦合途徑和敏感設(shè)備并稱電磁干擾三要素，對于電源模塊來說，噪聲的產(chǎn)生在于電流或電壓的急劇變化，即di/dt或dv/dt很大，因此高功率和高頻率運作的器件都是EMI噪聲的來源。
解決方法就是要將干擾三要素中的一個去除，如屏蔽干擾源、隔離敏感設(shè)備或切斷耦合途徑。因為無法讓電磁干擾不產(chǎn)生，只能用一定的方法去減少其對系統(tǒng)的干擾，下面分析下常見的6個干擾來源和抑制措施。
1、外界干擾的耦合
輸入端是電源的入口處，內(nèi)部的噪聲可由此處傳播到外部，對外界造成干擾。常用抑制措施是在輸入加X電容和Y電容，及差模和共模電感對噪聲和干擾進行過濾。
輸出端如果是有長引線的情況，電源模塊跟系統(tǒng)搭配后，內(nèi)部一些噪聲干擾可能會由輸出線而耦合到外界，干擾到其它用電設(shè)備。
一般是加共模和差模濾波，還可以在輸出線串套磁珠環(huán)、采用雙絞線或屏蔽線，實現(xiàn)抑制EMI干擾。
2、開關(guān)管
電源模塊由于開關(guān)管結(jié)電容的存在，在工作時，開關(guān)管在快速開關(guān)后會產(chǎn)生毛刺和尖峰，開關(guān)管的結(jié)電容和變壓器的繞組漏感也有可能產(chǎn)生諧振而發(fā)出干擾。
抑制方法有：
1、開關(guān)管D和G極串加磁珠環(huán)，減小開關(guān)管的電流變化率，從而實現(xiàn)減小尖峰。
2、在開關(guān)管處加緩沖電路或采用軟開關(guān)技術(shù)，減小開關(guān)管在快速工作時的尖峰，使其電壓或電流能緩慢上升。
3、減小開關(guān)管與周邊組件的壓差，開關(guān)管結(jié)電容可充電的程度會得到一定的降低。
4、增大開關(guān)管的G極驅(qū)動電阻。
3、變壓器
變壓器是電源模塊的轉(zhuǎn)換儲能組件，在能量的充放過程中，會產(chǎn)生噪聲干擾。漏感可以與電路中的分布電容組成振蕩回路，使電路產(chǎn)生高頻振蕩并向外輻射電磁能量，從而造成電磁干擾。
一次繞組與二次繞組之間的電位差也會產(chǎn)生高頻變化，通過寄生電容的耦合，從而產(chǎn)生了在一次側(cè)與二次側(cè)之間流動的共模傳導(dǎo)EMI電流干擾。
抑制方法有：
1、變壓器加屏蔽，電屏蔽是指將初級來的干擾信號與次級隔離開來?？稍诔酢⒋渭壷g包一層銅箔(內(nèi)屏蔽)，但頭尾不能短路，銅箔要接地，共模傳導(dǎo)干涉信號通過電容-銅箔-接地形成回路，不能進入次級繞組從而起到電屏蔽的作用。
磁屏蔽是在變壓器外部線包包首尾相連的銅箔(外屏蔽)。銅箔是良導(dǎo)體，高頻交變漏磁通穿過銅箔的時候會產(chǎn)生渦流，而渦流產(chǎn)生的磁場方向正好與漏磁通的方向相反，部分漏磁通就可以被抵消。
2、采用三明治繞法，可以減少初級耦合至變壓器磁芯的高頻干擾。由于初級遠離磁芯，次級電壓低，故引起的高頻干擾小。
3、降低工作頻率，減緩能量的快速充放。
4、一次側(cè)和二次側(cè)的可靠隔離，一次側(cè)和二次側(cè)之間的地接Y電容。
5、盡量減小變壓器的漏感，改進電路的分布參數(shù)，能在一定程度減小干擾。
4、二極管
二極管在快速截止與導(dǎo)通的過程中會有尖峰的產(chǎn)生，特別是整流二極管，在反向恢復(fù)過程中，電路的寄生電感、電容會發(fā)生高頻振蕩，產(chǎn)生電磁干擾。
抑制干擾方式有加RC吸收電路，讓二極管的能量能平緩的泄放，或者在其陰極管腳套一個磁珠環(huán)，使其電流不可突變以減小尖峰。
5、儲能電感
抑制干擾方式有加以屏蔽或調(diào)整其參數(shù)，避免與回路的電容產(chǎn)生振蕩。
6、PCB的布局與走線
PCB是上述干擾源的耦合通道，PCB的優(yōu)劣直接對應(yīng)著對上述EMI源抑制的好壞。同時其板上器件的布局和布線不合理都會造成干擾。
布局布線的注意事項：
1、減少干擾最有效的方法就是減小各個電流回路的面積(磁場干擾)和帶電導(dǎo)體的面積及長度(電場干擾)。
2、電路中不相同的地線特別是模擬地和數(shù)字地要分開。
3、PCB的電源線和地線要盡可能寬，以減小線阻抗，從而減小公共阻抗引起的干擾噪聲。
4、對于傳輸信號的線路一定要考慮阻抗匹配。
對于電源設(shè)計一定要多實踐哦！
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