解决EMI之传导干扰地八大绝招

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电磁干扰(EMI)问题诊断整改及10步骤

电磁干扰(EMI)问题诊断整改及10步骤

前言电磁干扰的观念与防制﹐在国内已逐渐受到重视。

虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰(EMI)﹐但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求﹐加上数字产品的普遍使用﹐对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。

笔者由于啊作的关系﹐经常遇到许多产品已完成成品设计﹐因无法通过EMI测试﹐而使设计工程师花费许多时间和精力投入EMI的修改﹐由于属于事后的补救﹐往往投入许多时间与金钱﹐甚而影响了产品上市的时机2.正确的诊断要解决产品上的EMI问题﹐若能在产品设计之初便加以考虑﹐则可以节省事后再投入许多时间与金钱。

由于目前EMI Design-in的观念并不是十分普遍﹐而且由于事先的规划并不能保证其成品可以完全符合电磁干扰的测试在﹐所以如何正确的诊断EMI问题﹐对于设计工程师及EMI工程师是非常重要的。

事实上﹐我们如果把EMI当做一种疾病﹐当然平时的预防保养是很重要的﹐而一旦有疾病则正确的诊断﹐才能得到快速的痊愈﹐没有正确的诊断﹐找不到病症的源头﹐往往事倍功半而拖延费时。

故在EMI的问题上﹐常常看到一个EMI有问题的产品﹐由于未能找到造成EMI问题的关键﹐花了许多时间﹐下了许多对策﹐却始终无法解决﹐其中亦不乏专业的EMI工程师。

以往谈到EMI往往强调对策方法﹐甚而视许多对策秘决或绝招﹐然而没有正确的诊断﹐而在产品上加了一大堆EMI抑制组件﹐其结果往往只会使EMI情况更糟。

笔者起初接触产品EMI对策修改时﹐会听到资深EMI工程师说把所有EMI对策拿掉﹐就可以通过测试。

初听以为是句玩笑话﹐如今回想这是很宝贵的经验谈。

而后亦听到许多EMI 工程师谈到类似的经验。

本文中将举出实际的例子﹐让读者更加了解EMI的对策观念。

一般提到如何解决EMI问题﹐大多说是case by case,当然从对策上而言﹐每一个产品的特性及电路板布线(layout)情况不同﹐故无法用几套方法而解决所有EMI的问题﹐但是长久以来﹐我们一直想要把处理EMI问题并做适当的对策﹐另外也提供专业的EMI工程师一种参考方法。

低频emi干扰解决方法

低频emi干扰解决方法

低频emi干扰解决方法低频EMI干扰解决方法引言:低频电磁干扰(EMI)是指频率低于300kHz的电磁辐射或传导干扰现象。

低频EMI可能对电子设备的性能和可靠性造成不良影响,因此需要采取相应的解决方法来减轻干扰并确保设备的正常运行。

本文将介绍几种常见的低频EMI干扰解决方法。

一、电磁屏蔽电磁屏蔽是一种常见且有效的低频EMI干扰解决方法。

通过在电子设备周围或内部添加屏蔽材料,可以阻挡外界的电磁辐射或传导干扰,减少EMI的影响。

常用的屏蔽材料包括金属壳体、金属箔、导电涂层等,它们能够吸收或反射电磁波,从而减少干扰。

在设计电子设备时,可以考虑增加屏蔽结构和屏蔽层,以提高电磁屏蔽效果。

二、地线设计良好的地线设计对于减少低频EMI干扰非常重要。

地线是电子设备中起到回路和屏蔽作用的导体,能够将干扰电流有效地引导到地上,从而减少对其他电路的干扰。

在地线设计中,应考虑地线的路径、长度和宽度等因素。

合理布置地线路径,避免过长过窄的地线,减少地线的电阻和电感,可以有效地降低低频EMI干扰。

三、滤波器应用滤波器是一种常用的低频EMI干扰解决方法。

通过在电子设备的电源线、信号线或接口处添加滤波器,可以滤除低频EMI信号,从而减少干扰。

常见的滤波器包括LC滤波器、RC滤波器和Pi滤波器等。

在选择滤波器时,应考虑其频率响应、阻抗匹配和耐压能力等因素,以确保滤波器能够有效过滤低频EMI干扰。

四、接地技术良好的接地技术对于减少低频EMI干扰非常重要。

通过合理布置接地电极,减小接地电阻和电感,可以提高接地系统的效果,减少EMI的影响。

在接地设计中,应遵循短、粗、低阻抗的原则,尽量减小接地回路的面积,增加接地电极的截面积和导电性能。

此外,还可以采用分级接地和星形接地等技术,提高接地系统的抗干扰能力。

五、屏蔽线路布局合理的线路布局对于减少低频EMI干扰非常重要。

在设计电子设备时,应将敏感线路与干扰源保持足够的距离,避免相互干扰。

可以采用线路隔离、差分信号传输和屏蔽线束等技术,减少线路之间的交叉干扰。

PCB设计中EMI传导干扰该如何处理?

PCB设计中EMI传导干扰该如何处理?

PCB设计中EMI传导干扰该如何处理?
PCB设计中EMI传导干扰该如何处理?
我们在进行电子产品或设备进行EMI 分析时先要分析系统的干扰的传播路径。

如果在我们产品设计测试时出现超标的情况,能通过分析路径或者知道干扰源的路径对解决问题就变得轻松。

在实际应用中我将EMI 的耦合路径进行总结为设计提供理论依据。

EMI 的传播路径:感性耦合;容性耦合;传导耦合;辐射耦合。

在电磁兼容设计中,我们基本的理论是:确认噪声源;了解噪声源的特性;确认噪声源的传播路径。

对于开关电源系统,我们就噪声源进行了总结分析,电磁兼容的三要素是重点。

分析框从上面的三要素中,我们对EMI 的传播路径空间耦合和传导耦合比较熟悉。

我们实际也是重点在运用上述的理论来进行实践指导。

在实际进行电路设计时我们PCB 的设计也很关键,基本60%的EMC 问题都是PCB 设计的问题。

PCB 的设计问题受限于产品的PCB 大小、结构、接口的位置影响会导致我们例外的EMC 的问题。

EMI 传导干扰的以下几种路径
(总的EMI 的耦合路径)在电路中的分析如下:
上面的原理路径示意框注意电路中的感性元件:电感及变压器等等。

2.容性耦合路径问题
注意电路中任意相近的两根电流导线都会存在分布电容耦合:PCB 走线及连接线等等。

B.在进行特殊例分析时就出现实际的案例:EMI 传导设计-中高频部分优化我们共模滤波器没有明显的效果。

分析框如果我们的EMI 电路的滤波电路使用2 级滤波器结构;当共模电感大小和结构无论怎么调整测试都不能解决。

电磁干扰解决方法、防治技巧及常见EMI抑制方式1

电磁干扰解决方法、防治技巧及常见EMI抑制方式1

电磁⼲扰解决⽅法、防治技巧及常见EMI抑制⽅式1包含EMI和EMS的EMC因为各国均⽴下法规规范,成为电⼦产品设计者⽆可迴避的问题。

⾯临各种EMI模式和各类EMI抑制⽅法,该如何因地制宜选择最佳对策让产品通过测试,同时⼜必须尽量降低成本强化产品竞争⼒,是所有电⼦产品设计⼈员必须仔细评估思考的课题。

EMI类型与解决⽅法所谓EMC(ElectromagneticCompatibility;电磁共容)实际上包含EMI(ElectromagneticInterference;电磁⼲扰)及EMS(ElectromagneticSensibility;电磁耐受)两⼤部份。

EMI指的是电⽓产品本⾝通电后,因电磁感应效应所产⽣的电磁波对週遭电⼦设备所造成的⼲扰影响,EMS则是指电⽓产品本⾝对外来电磁波的⼲扰防御能⼒,也就是电磁场的免疫程度。

简单来说,只要是需要电⼒⼯作的产品都会有EMI问题,浸淫EMC领域⼗多年的资深顾问余晓锜表⽰,⼀个电⼦产品中的EMI 来源多半来⾃交换式电源供应迴路(SwitchingPowerSupplyCircuit)、振盪器(Crystal)和各类时钟信号(ClockSignal),⽽根据传导模式不同,EMI可分为接触传导(ConductedEmission)和幅射传导(RadiatedEmission)两类。

接触传导是由电源供应回路所形成的电磁波杂讯,透过实体的电源线或信号导线传送⾄电源电路内的⼀种电磁波⼲扰模式,此状况会造成与⼲扰设备使⽤同⼀电源电路的电⽓设备被电磁杂讯⼲扰,产⽣功能异常现象,通常发⽣在较低频;幅射传导则是电路本⾝通电之后,由电磁感应效应所产⽣的电磁波幅射发散所形成的电磁⼲扰模式,常见于⾼频。

幅射传导EMI产⽣的问题通常较接触传导严重,也更为棘⼿,其解决⽅式余晓锜归纳出下列⼏种:1.在⼲扰源加LC滤波回路。

2.在I/O端加上DeCapbypasstoGround,把杂讯导⼊⼤地。

轻松解决EMI之传导干扰的八大绝招

轻松解决EMI之传导干扰的八大绝招

轻松解决EMI之传导干扰的八大绝招
电磁干扰EMI中设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线举行传输,相互产生干扰称为传导干扰。

传导干扰给不少电子工程师带来困窘,如何解决传导干扰?找对办法,你会发觉,传导干扰其实很简单解决,只要增强电源输入中的节数,并适当调节每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,第七届电路庇护与电磁兼容研讨会主办方总结八大对策,以解决应付传导干扰难题。

对策一:尽量削减每个回路的有效面积
图1
传导干扰分差模干扰DI和共模干扰CI两种。

先来看看传导干扰是怎么产生的。

1所示,回路产生传导干扰。

这里面有好几个回路电流,我们可以把每个回路都看成是一个感应线圈,或线圈的初、次级,当某个回路中有电流流过时,另外一个回路中就会产生感应电动势,从而产生干扰。

削减干扰的最有效办法就是尽量削减每个回路的有效面积。

对策二:屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度
2 所示,e1、e2、e3、e4为磁场对回路感应产生的差模干扰信号;e5、e6、e7、e8为磁场对地回路感应产生的共模干扰信号。

共模信号的一端是囫囵线路板,另一端是大地。

线路板中的公共端不能算为接地,不要把公共端与外壳相接,除非机壳接大地,否则,公共端与外壳相接,会增大辐射天线的有效面积,共模辐射干扰更严峻。

降低辐射干扰的办法,一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场干扰),和带电导体的面积及长度(电场干扰)。

对策三:对变压器举行磁屏蔽、尽量削减每个电流回路的有效面积
3所示,在全部电磁感应干扰之中,变压器漏感产生的干扰是最严峻的。

假如把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路
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传导干扰解决方法

传导干扰解决方法

传导干扰解决方法
传导干扰解决方法包括以下几点:
1. 隔离干扰源:通过将干扰源与敏感元件隔离来减少传导干扰。

这可以通过在信号线或电源线上使用磁珠、电容、电感等元件来实现。

2. 滤波:使用滤波器可以滤除传导干扰。

滤波器可以抑制信号线上的噪声,减小传导干扰的幅度。

常见的滤波器包括RC滤波器、LC滤波器等。

3. 接地:良好的接地可以减少传导干扰。

接地可以消除地线上的电压,减少信号线上的噪声干扰。

4. 屏蔽:使用屏蔽材料可以将信号线或电源线包裹起来,以减少电磁场对信号线的干扰。

常见的屏蔽材料包括金属网、导电布等。

5. 电缆选择:选择具有抗干扰性能好的电缆,如双绞线、同轴电缆等,可以减少传导干扰的传播。

6. 软件处理:通过软件算法对信号进行处理,以减小传导干扰对系统的影响。

常见的算法包括数字滤波、傅里叶变换等。

以上是常见的传导干扰解决方法,具体实施需要根据实际情况进行选择和应用。

解读电源设计中的EMI问题与解决方案

解读电源设计中的EMI问题与解决方案

解读电源设计中的EMI问题与解决方案电源设计中的EMI问题与解决方案电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)是电源设计过程中需要重点考虑的问题之一。

EMI问题可能对电子设备的性能产生负面影响,干扰其正常工作并导致其他设备的性能下降。

本文将介绍电源设计中的EMI问题以及一些常见的解决方案。

一、电源设计中的EMI问题1. 什么是EMI问题?EMI指的是由电子设备产生的电磁场干扰。

当电子设备中的电流和信号在设备内部或外部传输时,会产生电磁辐射和电磁敏感性。

如果这些辐射或敏感性超过了某个特定的范围,就会导致EMI问题。

2. EMI问题可能导致的影响EMI问题可能导致以下影响:- 对设备本身造成干扰:电源系统中的高频噪声可能干扰设备的正常工作,降低设备性能。

- 对其他设备造成干扰:电磁辐射可能传播到其他设备上,导致它们的性能下降,甚至损坏。

- 不符合法规:有些国家和地区对EMI有严格的法规要求,如果不符合这些要求,产品可能无法上市销售。

二、解决EMI问题的常见方案1. 电源线滤波器电源线滤波器是最常见的解决EMI问题的措施之一。

它通过滤波器电路将高频噪声滤除,防止其传播到其他设备上。

电源线滤波器通常由电感器和电容器组成,通过选择合适的元件参数来实现滤波效果。

2. 地线设计正确的地线设计对于减少EMI问题非常重要。

地线应该尽可能短而宽,以减小回路面积,降低电磁辐射。

可以采用单点接地或多点接地的方式,根据具体情况选择最合适的设计方案。

3. 布局设计良好的布局设计可以减少EMI问题。

重要的电路应该远离敏感的传感器、接收器等部件,以减少电磁辐射对它们的影响。

同时,电路板的铺铜区域应尽可能广泛,以提供良好的地面平面。

4. 屏蔽设计屏蔽设计可以有效地减少EMI问题。

对于电源模块,可以使用金属屏蔽罩来封闭电路,将电磁辐射限制在较小的范围内。

此外,对于敏感部分,如高频元件和传感器,还可以采用局部屏蔽来降低电磁辐射。

《EMI传导与辐射超标整改方案》

《EMI传导与辐射超标整改方案》

《EMI传导与辐射超标整改方案》第一篇:emi传导与辐射超标整改方案传导与辐射超标整改方案开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(emi)的主要原因。

开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量,另一方面也导致了更为严重的emi问题。

开关电源工作时,其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的,因此,开关电源本身是一个噪声发生源。

开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。

使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪声发生源,或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。

现在按噪声干扰源来分别说明:1、二极管的反向恢复时间引起的干扰交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压,经电容平滑后变为直流,但电容电流的波形不是正弦波而是脉冲波。

由电流波形可知,电流中含有高次谐波。

大量电流谐波分量流入电网,造成对电网的谐波污染。

另外,由于电流是脉冲波,使电源输入功率因数降低。

高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于pn结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。

2、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。

例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。

当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。

另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。

3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。

开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。

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电磁干扰EMI中电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰。

传导干扰给不少电子工程师带来困惑,如何解决传导干扰?找对方法,你会发现,传导干扰其实很容易解决,只要增加电源输入电路中EMC滤波器的节数,并适当调整每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,第七届电路保护与电磁兼容研讨会主办方总结八大对策,以解决对付传导干扰难题。

对策一:尽量减少每个回路的有效面积
图1
传导干扰分差模干扰DI和共模干扰CI两种。

先来看看传导干扰是怎么产生的。

如图1所示,回路电流产生传导干扰。

这里面有好几个回路电流,我们可以把每个回路都看成是一个感应线圈,或变压器线圈的初、次级,当某个回路中有电流流过时,另外一个回路中就会产生感应电动势,从而产生干扰。

减少干扰的最有效方法就是尽量减少每个回路的有效面积。

对策二:屏蔽、减小各电流回路面积及带电导体的面积和长度
如图2 所示,e1、e2、e3、e4为磁场对回路感应产生的差模干扰信号;e5、e6、e7、e8为磁场对地回路感应产生的共模干扰信号。

共模信号的一端是整个线路板,另一端是大地。

线路板中的公共端不能算为接地,不要把公共端与外壳相接,除非机壳接大地,否则,公共端与外壳相接,会增大辐射天线的有效面积,共模辐射干扰更严重。

降低辐射干扰的方法,一个是屏蔽,另一个是减小各个电流回路的面积(磁场干扰),和带电导体的面积及长度(电场干扰)。

对策三:对变压器进行磁屏蔽、尽量减少每个电流回路的有效面积
如图3所示,在所有电磁感应干扰之中,变压器漏感产生的干扰是最严重的。

如果把变压器的漏感看成是变压器感应线圈的初级,则其它回路都可以看成是变压器的次级,因此,在变压器周围的回路中,都会被感应产生干扰信号。

减少干扰的方法,一方面是对变压器进行磁屏蔽,另一方面是尽量减少每个电流回路的有效面积。

对策四:用铜箔对变压器进行屏蔽
如图4所示,对变压器屏蔽,主要是减小变压器漏感磁通对周围电路产生电磁感应干扰,以及对外产生电磁辐射干扰。

从原理上来说,非导磁材料对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔是良导体,交变漏磁通穿过铜箔的时候会产生涡流,而涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消,因此,铜箔对磁通也可以起到很好的屏蔽作用。

对策五:采用双线传输和阻抗匹配
图5
如图5所示,两根相邻的导线,如果电流大小相等,电流方向相反,则它们产生的磁力线可以互相抵消。

对于干扰比较严重或比较容易被干扰的电路,尽量采用双线传输信号,不要利用公共地来传输信号,公共地电流越小干扰越小。

当导线的长度等于或大于四分之一波长时,传输信号的线路一定要考虑阻抗匹配,不匹配的传输线会产生驻波,并对周围电路产生很强的辐射干扰。

对策六:减小电流回路的面积
图6
如图6所示,磁场辐射干扰主要是流过高频电流回路产生的磁通窜到接收
回路中产生的,因此,要尽量减小流过高频电流回路的面积和接收回路的面积。

式中:e1、Φ1、S1、B1分别为辐射电流回路中产生的电动势、磁通、面积、磁通密度;e2、Φ2、S2、B2分别为辐射电流回路中产生的电动势、磁通、面积、磁通密度。

图7
下面以图7示意,对电流回路辐射进行详解。

如图,S1为整流输出滤波回路,C1为储能滤波电容,i1为回路高频电流,此电流在所有的电流回路中最大,其产生的磁场干扰也最严重,应尽量减小S1的面积。

在S2回路中,基本上没有高频回路电流,∆I2主要是电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S2的面积大小基本上不需要考虑。

C2为储能滤波电容,专门为负载R1提供能量,R1、R2不是单纯的负载电阻,而是高频电路负载,高频电流i3基本上靠C2提供,C2的位置相对来说非常重要,它的连接位置应该考虑使S3的面积最小,S3中还有一个∆I3,它主要是电源纹波电流,也有少量高频电流成份。

在S4回路中,基本上也没有高频回路电流,∆I4主要为电源纹波电流,高频成分相对很小,所以S4的面积大小基本上也不需要考虑。

S5回路的情况基本上与S3回路相同,i5的电流回路面积也应要尽量的小。

对策七:不要采用多个回路串联供电
图7中的几个电流回路,互相串联在一起进行供电,很容易产生电流共模干扰,特别是在高频放大电路中,会产生高频噪音。

电流共模干扰的原因是:∆I2 = ∆I3+ ∆I4+ ∆I5
图8
而图8中各个电流回路,互相分开,采用并联供电,每个电流回路都是独立的,不会产生电流共模干扰。

对策八:避免干扰信号在电路中产生谐振
图9
如图9所示,共模天线的一极是整个线路板,另一极是连接电缆中的地线。

要减小辐射干扰最有效的方法是对整个线路板进行屏蔽,并且外壳接地。

电场辐射干扰的原因是高频信号对导体或引线进行充电,应该尽量减小导体的长度和表面积。

磁场干扰的原因是在导体或回路中有高频电流流过,应该尽量减小线路板中电流回路的长度和面积。

频率越高,电磁辐射干扰就越严重;当载流体的长度可以与信号的波长比拟时,干扰信号辐射将增强。

当载流体的长度正好等于干扰信号四分之一波长的整数倍的时候,干扰信号会在电路中产生谐振,这时辐射干扰最强,这种情况应尽量避免。

看到这里,是否觉得按此八步走,传导干扰尽在掌握之中?最后附上各种干扰脉冲波形的频谱供大家参考(如图10)。

任何一个非正弦波都可以看成是非常多个上升和下降速率不同的信号(或不同频率的正弦波)相互迭加而成,电磁辐射强度与电压或电流的变化速率成正比。

各种干扰脉冲波形的频谱:。

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