【电磁干扰量测、抑制与滤波器设计】[台湾科技大学]

电磁干扰量测、抑制与滤波器设计

讲员：罗有纲

国立台湾科技大学电子系

日期：92年2月12日

【电磁干扰量测、抑制与滤波器设计】[台湾科技大学]

简介

传导性EMI量测系统

噪声分离技术

滤波器设计与组件选择

计算机辅助软件规划

设计实例

PCB噪声抑制技术

结论

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电磁干扰(EMI)与电磁兼容(EMC)

EMI 噪声藉由传导(Conducted)或辐射(Radiated)方式侵入系统，

甚而影响系统操作

EMS 系统组件抑制外界噪声的能力

EMC 电子设备对于外界电磁环境的容忍程度

一个好的设计 不会产生噪声影响其它系统

不受其它系统噪声的影响 所产生的噪声不会影响本身系统

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EMI抑制效果与产品开发阶段的关系

設計階段測試階段生產階段

可用技術

花費

预防重于治疗

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电磁干扰三要素

N = G C S

降低干扰严重性的技术：

G 增加脉波信号的上升、下降时间

高频切换开关两端加上snubber

C 接地、遮蔽、隔离、改善布线

S 滤波器

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EMI传导路径

辐射性 噪声藉由开放空间(空气)向外传递

遮蔽、接地、隔离等

传导性 噪声藉由任何电路组件而传递

滤波器

复合性 上述两者综合

以频率范围区分

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切换式电源供应器的EMI

AC电源 SMPS 电子系统

产生原因1

内部高频切换动作 高频方波

tON

Tv(t) = D (1+ 2Ancosn

D：责任周期 An = sin(n D)/n D ot)

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产生原因2

开关切换瞬间 di/dt、dv/dt高

噪声电压或电流

抑制对策

系统参数：输出功率、组件值、切换频率等

外加电路：缓振器、软切换技术等

电路布线：接地处理、组件位置等

屏蔽、滤波器

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EMI相关规范

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FCC Class B规范

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差模噪声与共模噪声

差模(Differential-mode, DM)噪声：两导线上的电流其振幅相等而相

位相反者

共模(Common-mode, CM)噪声：两导线上的电流其振幅相差极小，

而相位相同者

市電 各个击破

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电磁干扰耦合途径

構件S1

天線作用輻射耦合

S2

切換式S4

電源S3

互感M雜散電容C

S5S6

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电磁干扰耦合途径

辐射耦合 1. 透过装置外壳

2. 透过外壳缝隙或孔洞

3. 透过连接导线

4. 非正常辐射

电导性耦合 直接耦合或共阻抗耦合

电容性耦合 杂散电容+杂散电阻

对地阻抗、频率

电感性耦合 互感

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电磁干扰抑制对策

配线、接地、屏蔽、滤波器

次级使用软性恢复二极管

次级串接可饱和电感

配线短、使用绞线、电流回路面积小

降低共同阻抗

加入缓振器、使用软切换技术

加入EMI滤波器

主变压器初次级绕组间的屏蔽

功率晶体与散热片间的屏蔽

金属外壳接地

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系统方块图

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电源传输阻抗稳定网络

(Line impedance stabilization network, LISN)

使得由待测物所看出之交流电源阻抗在

整个传导性EMI的测试频带内为一稳定值

阻隔非由待测物所产生之传导性EMI

传输60 Hz电力信号至待测物

拾取由待测物所产生的噪声