設(shè)備EMI問題的經(jīng)典案例分析

我們在談到電子產(chǎn)品&設(shè)備的EMC問題的時候，EMC的三要素已經(jīng)成為了我們的行動大綱;EMC三要素：干擾源-耦合路徑-敏感設(shè)備;從理論上三要素如果解決處理好任意一個因素就構(gòu)不成干擾或騷擾的問題;

EMC=EMI+EMS;對于EMS的三要素：干擾源(比如外部施加EFT，ESD，SURGE)通過傳遞路徑(耦合路徑)到我們的敏感電路產(chǎn)生噪聲干擾;出現(xiàn)電子產(chǎn)品&設(shè)備的功能及性能的問題!

對于EMI的三要素：騷擾源(內(nèi)部電路的du/dt(電壓突變)&di/dt(電流突變))通過傳遞路徑到等效天線的模型被我們的EMI的測試接收機(jī)接收;就形成了我們的EMI數(shù)據(jù)-必須達(dá)到無線電通信限值的要求!

我的EMI的理論是先分析再設(shè)計;實現(xiàn)性價比最優(yōu)化原則!如下圖：

通過上圖我從EMI的正向設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)的講述：對電子產(chǎn)品&設(shè)備首先;

A.確認(rèn)有哪些噪聲源;

B.分析噪聲源的特性;相關(guān)資料可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索作者名字下載或觀看;(我的理論：先分析再設(shè)計;了解噪聲源頭特性是關(guān)鍵)!

C.確認(rèn)噪聲源的傳遞路徑;這也是我們大多數(shù)工程師處理EMI-Issue時的著手點;(處理的手段和方法);EMI的耦合路徑：感性耦合;容性耦合;傳導(dǎo)耦合;輻射耦合!

D.對上述的結(jié)果進(jìn)行分析確認(rèn)后;就會有最佳化的設(shè)計!

EMI騷擾的以下幾種路徑：(總的EMI的耦合路徑進(jìn)行分析)

對于空間耦合(輻射耦合)和傳導(dǎo)耦合，大家都比較好理解;

輻射耦合：比如時鐘源靠近端子連接線就會發(fā)生輻射耦合;

傳導(dǎo)耦合：比如電子線路中有交叉的走線回路及關(guān)聯(lián)線路就會發(fā)生傳導(dǎo)耦合;

在實際中我們還有10%的EMI的問題也是眾多設(shè)計師們沒有注意的問題!從而要從PCB的分析來入手!!分析框圖結(jié)構(gòu)如下：

1.感性耦合路徑問題

注意電路中的感性元件：

電感(輸入&輸出差模，共模電感，PFC電感，BUCK-L，BOOST-L…)及變壓器等等;這些器件的位置放置及PCB走線都會帶來EMI-Issue.

2.容性耦合路徑問題

注意電路中任意相近的兩根電流導(dǎo)線都會存在分布電容耦合：PCB走線 及 連接線等等;

我通過下面的原理分析框圖來進(jìn)行詳細(xì)的說明;后面再給出我碰到的實際案例進(jìn)行參考-分析電子產(chǎn)品&設(shè)備中的感性耦合與容性耦合問題;

上面的原理路徑示意框圖設(shè)計到的信息非常廣，可以延伸到不同的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);涉及到系統(tǒng)的傳導(dǎo)理論，輻射理論;如果上面的電路你就當(dāng)做是標(biāo)準(zhǔn)的PFC大功率應(yīng)用電路;這時候你就會考慮30MHZ-300MHZ的騷擾功率的問題!如果電路結(jié)構(gòu)前級輸入是低壓的交流輸入(例如12VAC)這個電路可以是標(biāo)準(zhǔn)的升壓(BOOST)電路結(jié)構(gòu);改變一下電感，開關(guān)MOS及輸出二極管的位置;這個電路就可以變成高壓或中低壓的降壓(BUCK)電路;也就是說這類電路的應(yīng)用在EMI的問題表現(xiàn)及處理上都可使用同樣的等效結(jié)構(gòu);處理EMI的問題就非常類同了。

A.在上面的電路結(jié)構(gòu)中電感回路及輸出回路比較優(yōu)化，并且和交流輸入有足夠的距離時;如果有EMI的問題請參考《開關(guān)電源：EMC的分析與設(shè)計》快速設(shè)計理論方案!

B.我在進(jìn)行企業(yè)內(nèi)訓(xùn)時就出現(xiàn)實際的特別案例;EMI傳導(dǎo)設(shè)計-中高頻部分優(yōu)化我們共模濾波器沒有明顯的效果;分析框圖結(jié)構(gòu)如下：