開關(guān)噪聲的電磁兼容性評(píng)估

1/1開關(guān)噪聲的電磁兼容性評(píng)估第一部分開關(guān)噪聲的來源及頻譜分布 2第二部分傳導(dǎo)發(fā)射與輻射發(fā)射評(píng)估方法 3第三部分時(shí)域與頻域測(cè)量技術(shù)對(duì)比 5第四部分不同標(biāo)準(zhǔn)下的EMC限值 7第五部分噪聲耦合路徑分析 10第六部分噪聲抑制與設(shè)計(jì)優(yōu)化措施 12第七部分濾波器應(yīng)用與參數(shù)選擇 14第八部分接地、屏蔽和隔離對(duì)噪聲的影響 17

第一部分開關(guān)噪聲的來源及頻譜分布開關(guān)噪聲的來源及頻譜分布

開關(guān)噪聲產(chǎn)生于開關(guān)元件，如晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管，在開關(guān)操作過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)電流和電壓擾動(dòng)。開關(guān)噪聲的特性取決于開關(guān)元件的類型、開關(guān)速度、負(fù)載特性和系統(tǒng)布局。

#開關(guān)噪聲的來源

開關(guān)噪聲的主要來源有：

-開關(guān)瞬變電流和電壓：當(dāng)開關(guān)元件導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)電流和電壓，這會(huì)導(dǎo)致電磁場(chǎng)擾動(dòng)。

-電流峰值：開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電流會(huì)迅速上升至峰值，產(chǎn)生高頻電磁脈沖。

-開關(guān)反彈：開關(guān)關(guān)斷時(shí)，電流可能會(huì)反向流動(dòng)，產(chǎn)生反彈，導(dǎo)致高頻噪聲。

-寄生元件：開關(guān)元件周圍的寄生電感和電容會(huì)與開關(guān)瞬變相互作用，產(chǎn)生諧振和其他頻率分量。

-負(fù)載阻抗：負(fù)載阻抗影響開關(guān)元件的開關(guān)過程，從而影響噪聲特性。

#頻譜分布

開關(guān)噪聲的頻譜分布取決于開關(guān)速度、開關(guān)元件特性和系統(tǒng)布局。一般來說，開關(guān)噪聲的頻率范圍從幾千赫茲到幾十兆赫茲，甚至更高。

頻譜形狀：開關(guān)噪聲的頻譜通常具有以下形狀：

-低頻分量：開關(guān)頻率附近有低頻分量，主要由開關(guān)瞬變電流和電壓引起。

-諧波分量：開關(guān)頻率的整數(shù)倍附近有諧波分量，主要由寄生元件的諧振引起。

-寬帶分量：頻率范圍較寬的寬帶分量，主要由開關(guān)反彈和高頻寄生效應(yīng)引起。

影響頻譜分布的因素：

-開關(guān)速度：開關(guān)速度越快，頻譜分布越寬，諧波分量也更明顯。

-開關(guān)元件：不同類型的開關(guān)元件具有不同的開關(guān)特性，影響噪聲的頻譜分布。

-寄生元件：寄生電感和電容的值影響諧振頻率和噪聲的頻譜形狀。

-負(fù)載阻抗：不同的負(fù)載阻抗會(huì)導(dǎo)致開關(guān)過程不同，從而影響噪聲的頻譜分布。

了解開關(guān)噪聲的來源及頻譜分布對(duì)于抑制和控制電磁干擾至關(guān)重要。通過采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如選擇低噪聲開關(guān)元件、優(yōu)化開關(guān)電路設(shè)計(jì)和采用濾波技術(shù)，可以有效降低開關(guān)噪聲的影響，提高系統(tǒng)的電磁兼容性。第二部分傳導(dǎo)發(fā)射與輻射發(fā)射評(píng)估方法傳導(dǎo)發(fā)射與輻射發(fā)射評(píng)估方法

傳導(dǎo)發(fā)射評(píng)估

傳導(dǎo)發(fā)射評(píng)估旨在測(cè)量器件或系統(tǒng)通過電源線或信號(hào)線（如數(shù)據(jù)線、音頻線）傳導(dǎo)的電磁干擾。評(píng)估方法包括：

*線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）：將LISN插入設(shè)備的電源線或信號(hào)線中，測(cè)量通過LISN的傳導(dǎo)發(fā)射。LISN具有高阻抗，可模擬電網(wǎng)或其他外部負(fù)載。

*對(duì)稱電磁干擾探頭（SEMI）：SEMI是一個(gè)寬帶探頭，用于測(cè)量電源線或信號(hào)線上的瞬態(tài)或連續(xù)干擾。它通過差分連接到被測(cè)器件，可以隔離共模干擾。

輻射發(fā)射評(píng)估

輻射發(fā)射評(píng)估旨在測(cè)量器件或系統(tǒng)通過空間輻射的電磁干擾。評(píng)估方法包括：

*輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)度（RE）計(jì)：RE計(jì)用于測(cè)量器件或系統(tǒng)在特定頻率范圍內(nèi)輻射的場(chǎng)強(qiáng)度。它通常采用寬帶或窄帶天線來捕捉輻射發(fā)射。

*半電波暗室：半電波暗室是一種電磁屏蔽室，用于接收和測(cè)量器件或系統(tǒng)的輻射發(fā)射。它可以模擬實(shí)際使用環(huán)境，消除外部干擾。

*近場(chǎng)探測(cè)：近場(chǎng)探測(cè)使用近場(chǎng)探頭測(cè)量器件或系統(tǒng)輻射近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)度。近場(chǎng)探頭可以識(shí)別發(fā)射源的位置和幅度。

評(píng)估步驟

傳導(dǎo)和輻射發(fā)射評(píng)估通常遵循以下步驟：

1.測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)備：

*確保被測(cè)器件處于預(yù)期操作模式。

*連接必要的設(shè)備（例如LISN、SEMI、RE計(jì)）。

2.場(chǎng)地校準(zhǔn)：

*為半電波暗室或開放場(chǎng)址進(jìn)行電磁場(chǎng)校準(zhǔn)。

*使用已知發(fā)射源或校準(zhǔn)器來驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

3.數(shù)據(jù)采集：

*在指定的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。

*記錄傳導(dǎo)發(fā)射或輻射場(chǎng)的幅度和頻率。

4.數(shù)據(jù)分析：

*將測(cè)量結(jié)果與適用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，例如國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）或聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的限制。

*確定器件或系統(tǒng)是否符合電磁兼容性要求。

注意事項(xiàng)

*測(cè)試環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，需要進(jìn)行仔細(xì)控制。

*使用適當(dāng)?shù)钠帘魏徒拥丶夹g(shù)以最小化外部干擾。

*熟練的技術(shù)人員應(yīng)執(zhí)行評(píng)估，以確保準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

*器件或系統(tǒng)的實(shí)際使用條件，例如負(fù)載、電纜長(zhǎng)度和環(huán)境，會(huì)影響發(fā)射特性。第三部分時(shí)域與頻域測(cè)量技術(shù)對(duì)比時(shí)域與頻域測(cè)量技術(shù)對(duì)比

時(shí)域測(cè)量技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：

*能夠直接捕獲噪聲脈沖的形狀和幅度。

*可用于識(shí)別噪聲源的類型和位置。

*適合于測(cè)量瞬態(tài)噪聲和高頻噪聲。

缺點(diǎn)：

*測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，尤其對(duì)于低頻噪聲。

*受限于示波器的帶寬和采樣率。

*難以量化噪聲的頻譜特征。

頻域測(cè)量技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：

*提供噪聲的頻譜分布信息。

*可用于量化噪聲的幅度和功率密度。

*能夠識(shí)別噪聲的諧波成分。

缺點(diǎn)：

*無法直接捕獲噪聲脈沖的形狀和幅度。

*受限于頻譜分析儀的分辨率帶寬和動(dòng)態(tài)范圍。

*對(duì)于瞬態(tài)噪聲和高頻噪聲的測(cè)量效果較差。

詳細(xì)對(duì)比

|特征|時(shí)域測(cè)量技術(shù)|頻域測(cè)量技術(shù)|

||||

|測(cè)量對(duì)象|噪聲脈沖的形狀和幅度|噪聲的頻譜分布|

|適用范圍|瞬態(tài)噪聲、高頻噪聲|諧波噪聲、低頻噪聲|

|優(yōu)點(diǎn)|直接捕獲噪聲脈沖|量化噪聲頻譜|

|缺點(diǎn)|受限于示波器帶寬和采樣率|受限于頻譜分析儀分辨率帶寬和動(dòng)態(tài)范圍|

|測(cè)量效率|低|高|

|定量化程度|低|高|

應(yīng)用建議

*對(duì)于瞬態(tài)噪聲或高頻噪聲的評(píng)估，建議采用時(shí)域測(cè)量技術(shù)。

*對(duì)于諧波噪聲或低頻噪聲的評(píng)估，建議采用頻域測(cè)量技術(shù)。

*在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要結(jié)合時(shí)域和頻域測(cè)量技術(shù)，以獲得全面的噪聲評(píng)估結(jié)果。

實(shí)例

以下是一些開關(guān)噪聲測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用示例：

*時(shí)域測(cè)量：使用示波器測(cè)量開關(guān)噪聲脈沖的幅度和形狀，以識(shí)別噪聲源和評(píng)估其影響。

*頻域測(cè)量：使用頻譜分析儀測(cè)量開關(guān)噪聲的頻譜分布，以量化噪聲的功率密度和識(shí)別諧波成分。

*時(shí)域和頻域聯(lián)合測(cè)量：同時(shí)使用示波器和頻譜分析儀，以捕獲噪聲脈沖并分析其頻譜特征，提供全面而深入的噪聲評(píng)估。第四部分不同標(biāo)準(zhǔn)下的EMC限值關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【CISPR15：家用電器、電動(dòng)工具和類似電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電磁兼容性】

1.輻射騷擾限值：20dB(μV)/m@120kHz-300MHz；40dB(μV)/m@300MHz-1GHz

2.傳導(dǎo)騷擾限值：66dB(μV)@150kHz-30MHz

3.在不同頻段內(nèi)設(shè)置了特定的峰值限制，以防止峰值過度輻射

【CISPR22：信息技術(shù)設(shè)備的電磁騷擾特征】

不同標(biāo)準(zhǔn)下的EMC限值

國(guó)際電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子設(shè)備允許發(fā)出的電磁輻射的最大限值，以防止對(duì)其他設(shè)備的干擾。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

CISPR11

國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì)（CISPR）制定的CISPR11標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）設(shè)備，頻率范圍為9kHz至400GHz。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的限值，具體取決于設(shè)備的類別和額定功率。

EN55011

歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN55011與CISPR11類似，也適用于ISM設(shè)備。然而，EN55011對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射的限值更嚴(yán)格，涵蓋更廣泛的頻率范圍（9kHz至1GHz）。

FCCPart15

美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）頒布的FCCPart15適用于數(shù)字設(shè)備，頻率范圍為9kHz至1GHz。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了傳導(dǎo)和輻射發(fā)射的限值，具體取決于設(shè)備的類型和操作頻率。

MIL-STD-461

美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-461針對(duì)軍用電子設(shè)備制定，涵蓋電磁干擾、電磁脈沖和射頻輻射。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了廣泛的傳導(dǎo)和輻射發(fā)射限值，以確保軍用設(shè)備在電磁惡劣環(huán)境中正常運(yùn)行。

IEC61000-6-3

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布的IEC61000-6-3標(biāo)準(zhǔn)適用于住宅、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的電磁兼容性。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輻射發(fā)射的限值，頻率范圍為150kHz至1GHz。

表：不同標(biāo)準(zhǔn)下的EMC限值比較

|標(biāo)準(zhǔn)|傳導(dǎo)發(fā)射限值|輻射發(fā)射限值|頻率范圍|

|||||

|CISPR11|B類：2.5μV(150kHz-30MHz)<br>A類：6.0μV(150kHz-30MHz)|B類：30μV/m(30MHz-1GHz)<br>A類：100μV/m(30MHz-1GHz)|9kHz-400GHz|

|EN55011|B類：2.5μV(150kHz-30MHz)<br>A類：6.0μV(150kHz-30MHz)|B類：24μV/m(30MHz-1GHz)<br>A類：74μV/m(30MHz-1GHz)|9kHz-1GHz|

|FCCPart15|B類：5μV(150kHz-30MHz)<br>C類：20μV(150kHz-30MHz)|B類：30μV/m(30MHz-1GHz)<br>C類：100μV/m(30MHz-1GHz)|9kHz-1GHz|

|MIL-STD-461|CS101：1000μV(10kHz-100MHz)<br>RE102：100μV/m(100kHz-10GHz)|RE102：100μV/m(100kHz-10GHz)|10kHz-18GHz|

|IEC61000-6-3|B類：2.5μV(150kHz-30MHz)<br>A類：6.0μV(150kHz-30MHz)|B類：30μV/m(150kHz-1GHz)<br>A類：100μV/m(150kHz-1GHz)|150kHz-1GHz|

注意：

*上述限值僅為一般參考，實(shí)際限值可能因具體設(shè)備和使用環(huán)境而異。

*EMC標(biāo)準(zhǔn)的最新版本應(yīng)始終參考以獲取準(zhǔn)確的信息。

*遵守EMC限值對(duì)于確保設(shè)備電磁兼容性至關(guān)重要，并防止干擾其他電子設(shè)備。第五部分噪聲耦合路徑分析噪聲耦合路徑分析

在電磁兼容性（EMC）評(píng)估中，分析開關(guān)噪聲的耦合路徑對(duì)于識(shí)別和減輕電磁干擾（EMI）至關(guān)重要。噪聲耦合路徑是指噪聲從噪聲源傳播到受害設(shè)備或系統(tǒng)的途徑，可以通過以下幾種方式：

傳導(dǎo)耦合

*共阻抗耦合：噪聲通過電路中的公共阻抗網(wǎng)絡(luò)（例如接地回路、電源線）從噪聲源耦合到受害設(shè)備。

*電容耦合：噪聲通過電容性元件（例如電纜之間的寄生電容）從噪聲源耦合到受害設(shè)備。

*電感耦合：噪聲通過電感性元件（例如印刷電路板（PCB）走線和磁芯）從噪聲源耦合到受害設(shè)備。

輻射耦合

*電場(chǎng)輻射：噪聲信號(hào)產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)在空間中傳播并與受害設(shè)備的接收天線（例如導(dǎo)線或天線）耦合。

*磁場(chǎng)輻射：噪聲信號(hào)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在空間中傳播并與受害設(shè)備的導(dǎo)體或磁芯感生出噪聲電壓。

分析噪聲耦合路徑的方法

噪聲耦合路徑分析可以使用以下方法進(jìn)行：

*傳導(dǎo)阻抗測(cè)量：測(cè)量噪聲源和受害設(shè)備之間的阻抗，以識(shí)別共阻抗耦合路徑。

*電容測(cè)量：測(cè)量寄生電容值，以評(píng)估電容耦合路徑對(duì)噪聲傳播的影響。

*電感測(cè)量：測(cè)量走線和磁芯的電感，以評(píng)估電感耦合路徑對(duì)噪聲傳播的影響。

*近場(chǎng)掃描：使用近場(chǎng)探頭掃描噪聲源周圍區(qū)域，以檢測(cè)輻射耦合路徑。

*遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量：使用天線在受害設(shè)備附近測(cè)量電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度，以評(píng)估輻射耦合路徑的影響。

噪聲耦合路徑的評(píng)估

分析耦合路徑后，可以評(píng)估其對(duì)EMI的影響：

*共阻抗耦合：通過降低公共阻抗（例如通過隔離或選擇適當(dāng)?shù)慕拥胤绞剑﹣頊p輕。

*電容耦合：通過增加寄生電容之間的距離或使用屏蔽材料來減輕。

*電感耦合：通過減少走線長(zhǎng)度、增加走線間距或使用屏蔽技術(shù)來減輕。

*電場(chǎng)輻射：通過使用屏蔽材料、增加距離或重新定位天線來減輕。

*磁場(chǎng)輻射：通過使用鐵芯、屏蔽材料或重新定位磁芯來減輕。

綜合考慮噪聲耦合路徑的分析、評(píng)估和緩解措施，可以有效降低開關(guān)噪聲引起的EMI，提高系統(tǒng)的電磁兼容性。第六部分噪聲抑制與設(shè)計(jì)優(yōu)化措施關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【噪聲源識(shí)別和建?！?/p>

1.利用電磁場(chǎng)模擬工具，如有限元方法（FEM）和邊界元方法（BEM），精確地模擬開關(guān)噪聲的傳播路徑和電磁輻射特征。

2.采用頻譜分析技術(shù)和近場(chǎng)/遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量，測(cè)量開關(guān)噪聲的幅度、頻譜和方向性，以獲取其精確的電磁特征。

3.運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法和時(shí)頻分析，分析開關(guān)噪聲的隨機(jī)性、間歇性和非平穩(wěn)特性，建立可靠的噪聲模型。

【濾波和屏蔽技術(shù)】

噪聲抑制與設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

噪聲抑制方法

1.電源去耦

*使用貼片電容將電源線與地線之間進(jìn)行去耦，以抑制電源線上的高頻噪聲。

*使用電解電容和陶瓷電容相結(jié)合，形成多層去耦網(wǎng)絡(luò)，覆蓋更寬的頻率范圍。

2.布線優(yōu)化

*電源線和地線應(yīng)寬而短，以減少電感和電阻。

*使用多層板，并為電源層和地層分配專用層，以改善平面分布并減少阻抗。

*采用星形接地，以將地線集中到一個(gè)點(diǎn)上，從而減小地線阻抗。

3.隔離和屏蔽

*使用隔離器或變壓器將噪聲源與敏感電路隔離。

*使用金屬屏蔽罩將噪聲源包圍起來，以防止噪聲輻射。

*使用接地板將屏蔽罩接地，以提供低阻抗路徑，并將噪聲電流泄漏到地線。

4.濾波器

*使用低通濾波器去除高頻噪聲分量。

*使用帶狀濾波器去除特定頻率范圍的噪聲。

5.噪聲整形

*改變?cè)肼曨l譜，使其分布在不太敏感的頻率范圍內(nèi)。

*使用擴(kuò)頻技術(shù)，將噪聲分布在更寬的帶寬內(nèi)，降低功率譜密度。

設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

1.組件選擇

*使用低ESR電容，以減少去耦網(wǎng)絡(luò)的阻抗。

*選擇具有低電感封裝的開關(guān)，以減小寄生電感。

*使用高頻電容，以獲得高頻范圍內(nèi)的有效去耦。

2.布局設(shè)計(jì)

*將噪聲源、敏感電路和去耦元件靠近放置，以減少噪聲耦合路徑。

*避免將噪聲源放置在敏感區(qū)域的附近。

*遵循良好的布線實(shí)踐，以最小化寄生參數(shù)。

3.元件參數(shù)優(yōu)化

*根據(jù)噪聲頻率范圍，選擇合適的去耦電容值。

*優(yōu)化開關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路，以減少開關(guān)損耗和EMI。

*調(diào)整濾波器參數(shù)，以獲得所需的頻率響應(yīng)。

4.仿真和驗(yàn)證

*使用仿真工具預(yù)測(cè)噪聲水平和電磁兼容性性能。

*進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合電磁兼容性要求。

5.測(cè)試和認(rèn)證

*針對(duì)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，以確保設(shè)計(jì)符合法規(guī)要求。

*獲得必要的認(rèn)證，以表明符合性。

通過實(shí)施這些噪聲抑制和設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，可以顯著降低開關(guān)噪聲，提高電磁兼容性，并確保電子設(shè)備的可靠性和性能。第七部分濾波器應(yīng)用與參數(shù)選擇關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)主題名稱：濾波器類型

1.無源濾波器：由電阻器、電容器和電感器等被動(dòng)元件組成，具有低成本、無功耗的優(yōu)點(diǎn)。

2.有源濾波器：使用放大器或運(yùn)放等有源元件，具有更靈活的濾波特性和更高的濾波精度。

3.數(shù)字濾波器：使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，具有極高的濾波精度和可編程性。

主題名稱：濾波器特性

濾波器應(yīng)用與參數(shù)選擇

濾波器是電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)中抑制開關(guān)噪聲的關(guān)鍵元件。通過選擇合適的濾波器參數(shù)，可以有效減少開關(guān)瞬變引起的電磁干擾（EMI）。

濾波器類型

常用的濾波器類型有：

*電感濾波器：利用電感的阻抗特性，在高頻范圍阻擋信號(hào)。

*電容濾波器：利用電容的容抗特性，在低頻范圍阻擋信號(hào)。

*電感-電容（LC）濾波器：將電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率范圍的濾波。

濾波器參數(shù)

選擇濾波器時(shí)，需要考慮以下參數(shù)：

*截止頻率（fc）：濾波器開始衰減信號(hào)的頻率。

*衰減特性：濾波器對(duì)超過截止頻率的信號(hào)衰減的速率，通常以分貝/倍頻程表示。

*插入損耗：濾波器引入的信號(hào)衰減，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮對(duì)信號(hào)的最小影響。

*額定電壓和電流：濾波器承受的最高電壓和電流值。

濾波器應(yīng)用

濾波器的應(yīng)用因開關(guān)噪聲的類型和系統(tǒng)特性而異。常見應(yīng)用包括：

*共模濾波器：抑制開關(guān)噪聲產(chǎn)生的共模電流，防止其通過接地平面或電源線輻射。

*差模濾波器：抑制開關(guān)噪聲產(chǎn)生的差模電壓，防止其通過連接線或負(fù)載輻射。

*諧波濾波器：抑制開關(guān)噪聲中高次諧波分量，避免對(duì)其他設(shè)備造成干擾。

參數(shù)選擇

濾波器參數(shù)的選擇取決于具體應(yīng)用要求。一般來說：

*截止頻率fc：應(yīng)高于開關(guān)頻率，并低于受保護(hù)設(shè)備的可接受敏感頻率。

*衰減特性：根據(jù)EMC標(biāo)準(zhǔn)或系統(tǒng)敏感度要求，選擇合適的衰減速率。

*插入損耗：應(yīng)最小化，以避免對(duì)信號(hào)傳輸造成過大影響。

*額定電壓和電流：應(yīng)大于系統(tǒng)中實(shí)際存在的電壓和電流值，以保證濾波器安全可靠。

設(shè)計(jì)考量

濾波器設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工程過程，需要考慮以下因素：

*濾波器拓?fù)洌焊鶕?jù)應(yīng)用要求選擇合適的濾波器類型和拓?fù)洹?/p>

*元件選擇：選擇具有合適額定值、低損耗和高可靠性的電感和電容。

*布局：優(yōu)化濾波器的布局，以最小化寄生效應(yīng)和EMI。

*模擬和測(cè)試：利用仿真工具和實(shí)際測(cè)量，驗(yàn)證濾波器設(shè)計(jì)并優(yōu)化性能。

總結(jié)

濾波器是抑制開關(guān)噪聲和提高EMC性能的關(guān)鍵元件。通過選擇合適的濾波器參數(shù)和應(yīng)用，可以有效減少電磁干擾，確保電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。濾波器設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性強(qiáng)的工作，需要結(jié)合理論知識(shí)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以滿足特定系統(tǒng)要求。第八部分接地、屏蔽和隔離對(duì)噪聲的影響接地、屏蔽和隔離對(duì)開關(guān)噪聲的影響

開關(guān)噪聲是開關(guān)電源（SMPS）中的一個(gè)常見問題，它是由半導(dǎo)體開關(guān)的快速開關(guān)動(dòng)作引起的。這種噪聲可能導(dǎo)致電磁干擾(EMI)，從而影響電子設(shè)備的性能。為了減輕開關(guān)噪聲的影響，通常采用各種接地、屏蔽和隔離技術(shù)。

接地

接地是指將電路的某個(gè)點(diǎn)連接到一個(gè)具有低阻抗的參考點(diǎn)，通常是大地。接地有助于提供低阻抗路徑，使噪聲電流通過，從而減少輻射。在SMPS中，以下組件應(yīng)正確接地：

*電源輸入和輸出

*大容量電解電容

*開關(guān)器件的散熱器

*控制電路

屏蔽

屏蔽是指使用導(dǎo)電材料包圍噪聲源，以防止噪聲輻射。在SMPS中，以下組件通常采用屏蔽：

*SMPS外殼

*變壓器

*電感線圈

*連接器

屏蔽的有效性取決于屏蔽材料的導(dǎo)電性、屏蔽層之間的接縫以及屏蔽層的開口。

隔離

隔離是指通過使用物理屏障或電氣絕緣體將噪聲源與其他電路或系統(tǒng)隔離開來。在SMPS中，以下技術(shù)可用于隔離：

*變壓器隔離：變壓器提供電氣隔離，防止噪聲電流通過。

*光電隔離器：光電隔離器使用光信號(hào)在電路之間傳輸信息，從而提供電氣隔離。

*數(shù)字隔離器：數(shù)字隔離器使用數(shù)字信號(hào)在電路之間傳輸信息，并提供電氣隔離。

接地、屏蔽和隔離的綜合作用

接地、屏蔽和隔離在減輕開關(guān)噪聲方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過組合使用這些技術(shù)，可以顯著降低噪聲輻射。其工作原理如下：

*接地提供低阻抗路徑，使噪聲電流通過。

*屏蔽防止噪聲輻射到外部環(huán)境。

*隔離將噪聲源與其他電路或系統(tǒng)隔離開來。

通過優(yōu)化接地、屏蔽和隔離技術(shù)的組合，可以設(shè)計(jì)出符合EMI要求且性能可靠的SMPS。

數(shù)據(jù)和示例

*正確接地SMPS可使噪聲輻射降低高達(dá)20dB。

*使用屏蔽材料，如銅箔或鍍鋅鋼板，可將噪聲輻射降低高達(dá)50dB。

*電氣隔離可將噪聲電流降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

結(jié)論

接地、屏蔽和隔離是減輕開關(guān)噪聲影響的三種基本技術(shù)。通過組合使用這些技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出符合EMI要求且性能可靠的SMPS。關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)1.開關(guān)器件的開關(guān)特性

關(guān)鍵要點(diǎn)：

*開關(guān)器件在開關(guān)過程中，因電流或電壓的快速變化，會(huì)產(chǎn)生尖銳的脈沖電流或電壓。

*脈沖的寬度取決于開關(guān)器件的開關(guān)時(shí)間，其幅值與開關(guān)電流或電壓有關(guān)。

*開關(guān)頻率和開關(guān)器件的導(dǎo)通電阻會(huì)影響開關(guān)噪聲的幅度和頻帶。

2.電路結(jié)構(gòu)和布線

關(guān)鍵要點(diǎn)：

*電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、元器件布局和布線方式影響著開關(guān)噪聲的傳播路徑和幅度。

*電源線、地線和信號(hào)線的阻抗不匹配會(huì)導(dǎo)致反射，從而增強(qiáng)開關(guān)噪聲。

*環(huán)路電感和寄生電容會(huì)產(chǎn)生諧振，放大特定頻率的開關(guān)噪聲。

3.外部因素

關(guān)鍵要點(diǎn)：

*外部環(huán)境中的電磁干擾，如EMI噪聲和靜電放電，可以耦合到開關(guān)電路，激發(fā)開關(guān)噪聲。

*電源電壓波動(dòng)、負(fù)載變化和溫度變化也會(huì)影響開關(guān)噪聲的幅度和頻譜分布。

*連接器和電纜等元器件的阻抗和寄生參數(shù)會(huì)影響開關(guān)噪聲的傳遞特性。

4.頻譜分布

關(guān)鍵要點(diǎn)：

*開關(guān)噪聲的頻譜分布受開關(guān)頻率、電路特性和外部因素