电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是电子设备设计中的重要考虑因素,它涉及到设备在电磁环境中正常工作以及不对其它设备产生过多干扰的能力。EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)则是EMC的一个方面,指的是电子设备产生的电磁辐射对其他设备造成的影响。这份资料"EMI各频段抑制措施.pdf"主要讨论了针对不同频率范围的EMI干扰及其对应的抑制策略。
1MHz以内的干扰主要为差模干扰。差模干扰发生在两个电源线之间,通常是由于电路内部不平衡或负载变化引起的。解决这种问题的有效方法是增大X电容。X电容是一种并联于电源线与地之间的电容,用于抑制差模噪声,提高电源线的滤波效果。
1MHz到5MHz的范围内,差模和共模干扰可能同时存在。在这个频段,需要采取更复杂的对策,如在输入端并联一系列X电容,同时进行噪声分析以确定是差模还是共模干扰超标,并针对性地解决。如果确定是差模干扰,增强X电容的容量可能有所帮助;如果是共模干扰,可能需要考虑共模扼流圈等方法。
5MHz以上的频段,共模干扰成为主要问题。共模干扰是流经电源线和地线的相同电流产生的,通常由设备内部的地线环路或者射频发射引起。在这种情况下,采用抑制共模的方法,例如使用共模扼流圈、改进PCB布局以减少地线环路,或者在外壳接地的情况下,在地线上添加磁环绕2圈,可以有效地衰减10MHz以上的干扰。
在25-30MHz,抑制策略包括加大对地Y电容,这有助于滤除高频噪声;在变压器外部包裹铜皮,可以提供更好的屏蔽效果;改变PCB布局,优化信号路径以减少辐射;在输出线前加装双线并绕的小磁环,至少绕10圈,以过滤高频噪声;在输出整流管两端并联RC滤波器,可以减小尖峰电流的影响。
在30-50MHz,问题可能源于MOS管的高速开关操作。增大MOS驱动电阻可以减慢开关速度,降低开关噪声。RCD缓冲电路(由电阻、电容和二极管组成)可以帮助平滑开关瞬变,1N4007这类慢恢复二极管可被用来缓和VCC供电电压的变化。
100-200MHz,主要问题是输出整流管的反向恢复电流,这种电流在二极管由导通切换到截止时产生,导致高频噪声。此时,可以在整流管上串联磁珠,磁珠的感抗特性能够有效吸收高频噪声,降低辐射。
对于没有Y电容的NO-Y电路,上述方法可能不够有效,因为Y电容通常用于抑制共模噪声。对于这类电路,可能需要更深入的电路设计和优化,例如使用低噪声元器件,优化电源线布局,或者采用专门设计的噪声滤波器。
EMI抑制是一个系统性的工程,需要综合考虑电路设计、元件选择、布局布线以及滤波器设计等多个因素。理解不同频段的干扰特性和相应的抑制技术是确保电子设备电磁兼容性的重要基础。