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EMI干扰 :传导是罪魁祸首

2012-11-07 18:41:59 来源:作者:Bonnie C. Baker,德州仪器 (TI) 公司高级应用工程师

辐射 EMI 干扰可以来自某个不定向发射源以及某个无意形成的天线。传导性 EMI 干扰也可以来自某个辐射 EMI 干扰源,或者由一些电路板组件引起。一旦您的电路板接收到传导性干扰,它便驻入应用电路的 PCB 线迹。常见的一些辐射 EMI 干扰源包括以前文章中谈及的组件,以及板上开关式电源、连接线和开关或者时钟网络。
 
 
1 传导性 EMI 信号的耦合介质
 
传导性 EMI 干扰是开关电路正常工作与寄生电容和电感共同作用产生的结果。 1 显示了一些会进入到您的 PCB 线迹中的 EMI 干扰源情况。Vemi1 源自开关网络,例如:时钟信号或者数字信号线迹等。这些干扰源的耦合方式均为通过线迹之间的寄生电容。这些信号将电流尖脉冲带入邻近 PCB 线迹。同样,Vemi2 源自开关网络,或者来自 PCB 上的某个天线。这些干扰源的耦合方式均为通过线迹之间的寄生电感。该信号将电压扰动带入邻近 PCB 线迹。每三个 EMI 源来自于线缆内相邻的导线。沿这些导线传播的信号可产生串扰效应。
 
开关式电源产生 Vemi4。开关式电源产生的干扰驻存在电源线迹上,并以 Vemi4 信号的形式出现。
 
在正常运行期间,开关式电源 (SMPS) 电路为传导性 EMI 的形成带来机会。这些电源内的“开”和“关”切换操作,会产生较强的非连续性电流。这些非连续性电流存在于降压转换器的输入端、升压转换器的输出端,以及反激和降升压拓扑结构的输入和输出端。开关动作引起的非连续性电流会产生电压纹波,其通过 PCB 线迹传播至系统的其它部分。SMPS 引起的输入和/或输出电压纹波,会危害负载电路的运行。 2 显示了工作在 2 MHz 下的一个 DC/DC 降压 SMPS 输入的频率组成例子。SMPS 传导干扰的基本频率组成范围为 90 – 100 MHz
 
2 DC/DC 降压转换器:开关频率=2MHz
输入和输出针脚使用10 ųF滤波器时的传导性EMI测量。
 
共有两类传导性干扰:差模干扰和共模干扰。差模干扰信号出现在电路输入端之间,例如:信号和接地等。电流流经同相的两个输入端。但是,1号电流输入大小与2号相等,但方向相反(差动参考)。这两个输入端的负载,形成一个随电流强弱变化的电压。线迹1和差分基准之间的这种电压变化,在系统中形成干扰或者通信误差。
 
在您向电路添加一个接地环路或者不良电流通路时,便出现共模干扰。如果存在某个干扰源,则线迹 1 和线迹 2 上形成共模电流和共模电压,而接地环路充当一个共模干扰源。差模干扰和共模干扰都要求使用特殊的滤波器,来应对 EMI 干扰的不利影响。
 
下次,我们将介绍一些电路解决方案,以解决困扰您的 EMI 干扰问题。
 
参考文献

 

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