正確的布局和元件選擇是控制EMI的關(guān)鍵

1、正確的布局和元件選擇是控制emi的關(guān)鍵 圖8. 初級(jí)和次級(jí)之間的法拉第屏蔽可以阻斷通過(guò)變壓器繞組間分布電容的共模噪聲 正如傳導(dǎo)噪聲總是以電壓或電流的形式浮現(xiàn)，輻射噪聲則是表現(xiàn)為電場(chǎng)或磁場(chǎng)的形式。然而，因?yàn)殡姶艌?chǎng)存在于空間而非導(dǎo)體中，因此也就沒(méi)有差分或共模之別。電場(chǎng)存在于兩個(gè)電位之間的空間中，磁場(chǎng)圍繞通過(guò)空間的電流而存在。兩種場(chǎng)可存在于一個(gè)電路中，由于電容就是以電場(chǎng)的形式儲(chǔ)能而電感/變壓器則以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存/耦合能量。電場(chǎng)因?yàn)殡妶?chǎng)存在于兩個(gè)具有不同電位的表面或?qū)嶓w之間，因此，只需要用一個(gè)接地的防護(hù)罩將設(shè)備屏蔽起來(lái)，就可以相對(duì)簡(jiǎn)單地將設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)噪聲限制在屏蔽罩內(nèi)部。這種屏蔽措施已被廣泛用于

2、監(jiān)視器、示波、以及其它具有大幅度電壓擺動(dòng)的設(shè)備。另外一種通行的做法是在電路板上設(shè)置接地層。電場(chǎng)強(qiáng)度正比于表面之間的電位差，并反比于它們之間的距離。舉例來(lái)講，電場(chǎng)可存在于源和附近的接地層之間。這樣，利用多層線路板，在電路或線條與高電位之間設(shè)置一個(gè)接地層，就可以對(duì)電場(chǎng)起到屏蔽作用。不過(guò)在采納接地層時(shí)還應(yīng)注重到高壓線路中的容性負(fù)載。電容儲(chǔ)能于電場(chǎng)中，這樣，當(dāng)逼近一個(gè)電容設(shè)置接地層時(shí)就在導(dǎo)體和地之間形成一個(gè)電容。導(dǎo)體上的大dv/dt信號(hào)會(huì)產(chǎn)生大傳導(dǎo)電流到地，這樣，在控制輻射噪聲的同時(shí)卻降低了傳導(dǎo)噪聲性能。假如浮現(xiàn)電場(chǎng)散射，來(lái)源最有可能位于系統(tǒng)中電位最高的地方。在電源和開(kāi)關(guān)調(diào)整器中，應(yīng)當(dāng)注重開(kāi)關(guān)晶體管和

3、整流器，由于它們通常具有高電位，而且因?yàn)閹в猩崞?，也具有比較大的表面積。表面安裝器件同樣存在這個(gè)問(wèn)題，由于它們經(jīng)常要求大面積電路板覆銅來(lái)協(xié)助散熱。這種狀況下，還應(yīng)注重大面積散熱面和接地層或電源層之間的分布電容。磁場(chǎng)電場(chǎng)相對(duì)照較簡(jiǎn)單控制，但磁場(chǎng)就徹低不同了。采納高磁導(dǎo)率（ ）的物質(zhì)將電路封閉起來(lái)可以起到類(lèi)似的屏蔽作用，但是這種辦法實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分困難而且昂貴。通常來(lái)講，控制磁場(chǎng)散射最好的方法就是在源頭將其減至最小。普通狀況下，這就要求挑選那些磁輻射小的電感和變壓器。同樣重要的還有，在舉行電路板布局和銜接線配置時(shí)要注重最大限度減小電流回路的尺寸，尤其是那些載有大電流的回路。大電流回路不僅向外輻射磁場(chǎng)

4、，但它們還增強(qiáng)了導(dǎo)線的電感，這會(huì)在載有高頻電流的線上引起電壓尖刺。電感沒(méi)有電感或變壓器設(shè)計(jì)閱歷的電路設(shè)計(jì)者傾向于挑選商品化的變壓器和電感。盡管如此，了解一點(diǎn)磁性材料方面的學(xué)問(wèn)將有助于設(shè)計(jì)者針對(duì)詳細(xì)應(yīng)用做出最適當(dāng)?shù)奶暨x。降低電感散射的關(guān)鍵是選用高磁導(dǎo)率的材料，以便使磁場(chǎng)局限于磁芯中而不向周?chē)臻g散射。在高磁導(dǎo)率介質(zhì)中，磁場(chǎng)密度幾乎隨著磁導(dǎo)率正比增強(qiáng)。這很象是并聯(lián)的電導(dǎo)：當(dāng)一個(gè)1s的電導(dǎo)（即1電阻）和一個(gè)1ms的電導(dǎo)（1k電阻）并聯(lián)時(shí)，其中的電流將是1ms電導(dǎo)中電流的1000倍。一個(gè)1000 、1in 的磁芯相比于一個(gè)1 、1in 的磁芯，其中的磁場(chǎng)密度之比例為1000:1。高磁導(dǎo)率介質(zhì)不能儲(chǔ)存無(wú)數(shù)能量，所以，為了縮小電感尺寸，經(jīng)常采納帶有氣隙的高磁導(dǎo)率磁芯。為便利理解，參見(jiàn)圖9。參量b （x軸）正比于vt/n，其中n為線圈匝數(shù)。參量h （y軸）正比于ni。這樣，曲線的斜率（正比于 ）也就正比于電感（l = v/di/dt）。為這個(gè)鐵氧體磁芯（或其他類(lèi)型的高磁導(dǎo)率磁芯）增強(qiáng)氣隙將使斜率降低，同時(shí)降低了等效磁導(dǎo)率和相關(guān)的電感。電感因斜率的變幻而降低，而最大電流因斜率的變幻而增強(qiáng)，同時(shí)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度b保持不變。所以，儲(chǔ)存于電感的最大能量（ li ）增強(qiáng)了。這種增強(qiáng)也可以通過(guò)給電感施加一個(gè)電壓，然后觀看達(dá)到飽和bsat所需的時(shí)光來(lái)