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满足电源设计中的EMI标准

星星科技指导员 来源:Maxim 作者:Thong "Anthony&q 2022-05-25 10:25 次阅读

当一堆电子元件聚在一起参加聚会时,可能会很吵。如果您想进行一次更安静的聚会,其中没有一个组件的行为会干扰另一个组件的行为,该怎么办?然后,您需要管理电源设计中的电磁干扰 (EMI)。最好尽早这样做——您等待的越晚,EMI 缓解就越具有挑战性且成本越高。毕竟,您不想冒险进行全面的电源重新设计,是吗?


打开搅拌机时收音机发出的失真声音、低空飞行的飞机从头顶飞过时模拟电视屏幕上的线条、微波炉对 WiFi 信号的影响——这些都是我们在日常生活中遇到的 EMI 示例- 日常生活。EMI 可以破坏设备运行的程度从烦人到破坏性不等,具体取决于设计受影响电路的应用(例如,电视与自动化工厂内的可编程逻辑控制器)。这就是为什么有监管机构规定了管理电子设备性能的 EMI 标准。

数字电子设备电磁兼容性的两个关键且非常相似的标准是欧洲的 CISPR 22(由 CISPR:国际无线电干扰特别委员会维护)和美国的 FCC 第 15 部分(由联邦通信委员会维护)。

实现首次通过 EMI 成功

每个系统工程师都希望获得一次通过 EMI 的成功。通过精心规划的电源解决方案,这是可能的。什么是精心策划的电源解决方案?合适的滤波器、低 EMI 组件、低 EMI 电源稳压器 IC 和/或低 EMI 电源模块,以及良好的 PCB 布局和屏蔽技术都是其中的一部分。

CISPR 22 EMI 规范(在欧洲通常称为 EN 55022)涵盖:

B 类:用于家庭环境并满足 CISPR 22 B 类排放要求的设备、装置和装置

A 类:不符合 CISPR 22 B 类排放要求但符合不太严格的 CISPR 22 A 类排放要求的设备、装置和装置。A 类设备应有以下警告:“这是 A 类产品。在家庭环境中,此产品可能会造成无线电干扰,在这种情况下,用户可能需要采取适当的措施。

EMI 测试评估传导和辐射发射。传导发射测试在 150kHz-​30MHz 频率范围内进行,而辐射发射测试在更高的 30MHz-1GHz 射频范围内进行。

现在,作为一个用例,让我们看一下开关电源以及我们如何减轻它们的噪声源。这些类型的电源会产生电磁能量和噪声(传导和辐射),并且还会受到来自外部攻击者的电磁噪声的影响。传导发射主要由转换器输入端快速变化的电流形状 (di/dt) 驱动。辐射 EMI 是快速变化的磁场(由电路的电流回路产生),具有 30MHz 及以上的高频成分。如果没有适当的滤波或屏蔽,这些场的变化可能会耦合到附近的其他电路和/或设备,从而触发辐射 EMI 效应。

降低 EMI 的常用方法

降低 EMI 的常用技术包括线路滤波、电源设计、适当的 PCB 布局和屏蔽。使用线路滤波方法,放置在输入源和电源转换器之间的 π 滤波器可减少电源转换器的传导发射。至于电源设计,在降压转换器中,输入端的快速 di/dt 电流边沿会在规定的传导范围内产生高频谐波 EMI。如果你保持这些电流回路的面积很小,你会最小化场强。如果减慢这些边沿,则会降低开关稳压器的高频谐波含量;然而,由于能量浪费,缓慢的转换会影响调节器的效率。在连续导通模式下运行的升压转换器表现不同。

这里,升压转换器在其输入端的传导 EMI 分量较少,因为输入电流比降压转换器更连续。从 PCB 布局的角度来看,可以考虑各种最佳实践来最大限度地减少 EMI 噪声源,包括最大限度地减少高 di/dt 电流环路和使用法拉第屏蔽。通过练习良好的 PCB 布局方法,您可以在不影响电源转换器效率的情况下通过减慢开关边沿来满足 EMI 标准。使用具有低 EMI 的电源组件(如电感器)、电源稳压器和电源模块也会产生积极影响。马克西姆 包括最小化高 di/dt 电流环路和使用法拉第屏蔽。通过练习良好的 PCB 布局方法,您可以在不影响电源转换器效率的情况下通过减慢开关边沿来满足 EMI 标准。

使用具有低 EMI 的电源组件(如电感器)、电源稳压器和电源模块也会产生积极影响。马克西姆 包括最小化高 di/dt 电流环路和使用法拉第屏蔽。通过练习良好的 PCB 布局方法,您可以在不影响电源转换器效率的情况下通过减慢开关边沿来满足 EMI 标准。使用具有低 EMI 的电源组件(如电感器)、电源稳压器和电源模块也会产生积极影响。马克西姆Himalaya 稳压器和Himalaya 功率模块系列采用低 EMI 功率电感器,并采用良好的 PCB 布局实践进行设计。使用这些 Himalaya 解决方案时,您无需担心合规性,因为 Maxim 已经完成了 IC、模块和示例参考布局的所有工作,因此您可以以最优成本通过 CISPR 22 (EN 55022)。

审核编辑:郭婷

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    1879591-6 36501E2N7KTDG 高频和射频电感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 电感器类型 : 高频 元件类型 : 线绕式 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 无源元件容差 (%): 10 电感 (µH): .0027 额定电流(最大值) (mA): 640 直流电阻 (Ω): .12 自谐振频率 (GHz): 10.4 端接特性 PCB 端接方法 : 表面贴装 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1.27 x .76 x .61 使用环境 ...
    发表于 08-04 04:00 74次 阅读

    1-1879591-0 36501E36NJTDG 高频和射频电感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 电感器类型 : 高频 元件类型 : 线绕式 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 无源元件容差 (%): 5 电感 (µH): .036 额定电流(最大值) (mA): 320 直流电阻 (Ω): .44 自谐振频率 (GHz): 2.32 端接特性 PCB 端接方法 : 表面贴装 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1.27 x .76 x .61 使用环境 ...
    发表于 08-04 04:00 93次 阅读

    1879591-7 36501E3N3KTDG 高频和射频电感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 电感器类型 : 高频 元件类型 : 线绕式 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 无源元件容差 (%): 10 电感 (µH): .0033 额定电流(最大值) (mA): 840 直流电阻 (Ω): .066 自谐振频率 (GHz): 7 端接特性 PCB 端接方法 : 表面贴装 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1.27 x .76 x .61 使用环境 ...
    发表于 08-04 04:00 102次 阅读

    1-1879591-1 36501E47NJTDG 高频和射频电感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 电感器类型 : 高频 元件类型 : 线绕式 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 无源元件容差 (%): 5 电感 (µH): .047 额定电流(最大值) (mA): 150 直流电阻 (Ω): .83 自谐振频率 (GHz): 2.1 端接特性 PCB 端接方法 : 表面贴装 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1.27 x .76 x .61 使用环境 ...
    发表于 08-04 04:00 116次 阅读

    1-1879855-6 BMB1E0010PN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 10 额定电流(最大值) (mA): 1000 直流电阻 (Ω): .05 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 04:00 115次 阅读

    1879855-2 BMB1E0030AN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 30 额定电流(最大值) (mA): 500 直流电阻 (Ω): .15 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 04:00 79次 阅读

    1-1879855-1 BMB1E0047BN7 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 47 额定电流(最大值) (mA): 300 直流电阻 (Ω): .35 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 04:00 91次 阅读

    1-1879855-2 BMB1E0075BN7 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 75 额定电流(最大值) (mA): 300 直流电阻 (Ω): .4 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 04:00 112次 阅读

    1879855-4 BMB1E0120AN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 120 额定电流(最大值) (mA): 500 直流电阻 (Ω): .25 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 04:00 86次 阅读

    1-1879855-3 BMB1E0120BN7 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 120 额定电流(最大值) (mA): 300 直流电阻 (Ω): .4 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 03:00 81次 阅读

    1-1879855-7 BMB1E0120PN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 120 额定电流(最大值) (mA): 1500 直流电阻 (Ω): .095 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 03:00 94次 阅读

    1879855-5 BMB1E0220AN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 220 额定电流(最大值) (mA): 300 直流电阻 (Ω): .35 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 03:00 60次 阅读

    1-1879855-4 BMB1E0220BN7 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 220 额定电流(最大值) (mA): 300 直流电阻 (Ω): .6 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-04 03:00 69次 阅读

    1-1879855-8 BMB1E0220PN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 220 额定电流(最大值) (mA): 700 直流电阻 (Ω): .28 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-03 13:00 83次 阅读

    1879855-6 BMB1E0300AN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 300 额定电流(最大值) (mA): 300 直流电阻 (Ω): .45 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-03 13:00 71次 阅读

    1879855-8 BMB1E0600AN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 600 额定电流(最大值) (mA): 200 直流电阻 (Ω): .65 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-03 13:00 96次 阅读

    1879855-9 BMB1E1000AN8 扼流圈

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 封装尺寸代码 : 0402 电气特征 阻抗 (Ω): 1000 额定电流(最大值) (mA): 150 直流电阻 (Ω): 1 尺寸 无源元件尺寸 (mm): 1 x .5 x .5...
    发表于 08-03 13:00 68次 阅读