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消灭EMC的三大利器

发布时间:2022-11-25

滤波电容器、共模电感、磁珠是EMC设计电路中常见的图形,也是消灭电磁干扰的三大利器。


相信还有很多工程师搞不清楚这三者在电路中的作用,本文从设计上详细分析了消灭EMC三大利器的原理。


虽然从过滤高频噪声的角度来看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不总是有害的。


当要滤波的噪声频率确定后,可以通过调节电容的容量,让谐振点正好落在干扰频率上。


在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,甚至超过1GHz。这种高频电磁噪声只有使用穿芯电容才可以有效滤除。

电磁兼容EMC整改.png


普通电容无法有效滤除高频噪声的原因是有两个:


(1)一个原因是电容引线的电感导致电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用;


(2)另一个原因是导线之间的寄生电容引起高频信号的耦合,减小了滤波的效果。


穿心电容之所以可以有效滤除高频噪声,是因为穿心电容不只没有引线电感,还会造成电容谐振频率过低的问题。


而且,穿心电容可以直接安装在金属面板上,金属面板可以起到高频隔离的作用。但是在使用穿心电容的时候,需要注意的问题是安装问题。


穿心电容较大的弱点是怕高温和温度冲击,这给穿心电容器焊接到金属面板上造成了很大的困难。


很多电容在焊接过程中出现损坏。尤其是当面板上需要安装大量的穿心电容的时候,只要有一个损坏的电容,就很难维修,因为当损坏的电容拆除的时候,相邻的电容也会被损坏。


因为EMC所面临解决的大多数问题是共模干扰,所以共模电感也是我们常用的强大元件之一。


共模电感是一种具有铁氧体磁芯的共模干扰抑制器件,将两个尺寸大小相同、匝数相同的线圈对称缠绕在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,可以抑制电感较大的共模信号,但对漏电感较小的差模信号影响不大。


原理是当共模电流流动的时候,磁环中的磁通相互叠加,从而产生相当大的电感量,对共模电流起到抑制的作用,而当两个线圈流过差模电流的时候,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。


因此,共模电感可以有效地抑制平衡线路中的共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号没有影响。

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