传导导致EMI干扰
电磁干扰的原理及应用实例
电磁干扰的原理及应用实例1. 电磁干扰的概述•电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)指的是在电磁环境中,由于电磁波的传播引起的各种不期望的现象。
•电磁干扰可以导致电子设备的功能异常、性能下降甚至完全失效,对电磁兼容性的要求越来越高。
2. 电磁干扰的原理•电磁干扰的根本原因是不同电子设备之间的电磁相互作用。
•电子设备产生的电磁波可以被其他设备接收并产生干扰。
•发射端产生的电磁波通过传播介质传播到接收端,过程中可能受到其他设备的影响而产生干扰。
3. 电磁干扰的分类电磁干扰主要分为以下几类: 1. 传导干扰:通过传导媒介(如导线、电缆等)传播,如电源线上的干扰信号被传导到其他设备。
2. 辐射干扰:通过空气或真空中的辐射传播,如设备发射的无线电波被其他设备接收并产生干扰。
3. 耦合干扰:无线电波通过电磁场相互耦合产生干扰,如天线之间的相互干扰。
4. 接地干扰:地线的接地电阻不同会引起地电位差,从而产生干扰。
5. 传输线耦合干扰:传输线上的信号互相干扰,影响传输质量。
4. 电磁干扰的应用实例4.1. 无线通信系统•在无线通信系统中,电磁干扰可能导致通信质量下降,甚至无法正常通信。
•通过合理设计无线电设备,选择合适的工作频段,采用抗干扰技术等手段,可以减少电磁干扰对通信系统的影响。
4.2. 医疗设备•医疗设备对电磁干扰非常敏感,不能承受较强的外界干扰。
•对医疗设备进行电磁兼容性测试,选择合适的材料和设计,是确保医疗设备安全可靠的重要措施。
4.3. 航空航天领域•航空航天领域对电磁干扰的要求非常高,因为电磁干扰可能导致飞机的导航、通信等系统故障。
•在航空航天设备设计中,需要考虑电磁兼容性,采取干扰抑制技术,确保设备的可靠性和安全性。
4.4. 汽车电子系统•汽车中的电子设备日益增多,电磁干扰对车辆的正常运行产生严重影响。
•汽车电子系统需要经过严格的电磁兼容性测试,采取抗干扰措施,确保车辆的安全性和稳定性。
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。
传导电磁干扰emi的测量原理、设备,操作和术语
传导电磁干扰emi的测量原理、设备,操作和术语
测量传导电磁干扰的主要原理是通过接触式和非接触式两种方法进行。
接触式测量是将传导电磁干扰信号传递到电磁场传感器上,然后通过测量传感器信号的强度来确定电磁辐射水平。
非接触式测量是通过在电磁场中放置天线探测器来测量传导电磁干扰信号。
测量设备:
测量传导电磁干扰的设备包括信号发生器、频谱分析仪、接触式传感器、非接触式探测器等。
信号发生器用于产生测试信号,频谱分析仪用于分析测试信号的频谱。
接触式传感器用于接触被测设备以测量传导干扰信号,非接触式探测器用于在电磁场中测量电磁辐射信号。
测量操作:
测量传导电磁干扰的操作包括选择合适的测量设备和测量方法。
在接触式测量中,需要正确接触传感器以确保准确测量。
在非接触式测量中,需要在电磁场中放置天线探测器以便正确测量电磁辐射信号。
测量术语:
测量传导电磁干扰时常用的术语包括电磁辐射、信号强度、频谱、峰值、平均值等。
电磁辐射是指电子设备和系统发射的电磁波。
信号强度是指电磁辐射信号的强度。
频谱是指信号的频率分布情况。
峰值是指信号中最高强度的部分,平均值是指信号强度的平
均值。
总之,测量传导电磁干扰需要正确选择测量设备和方法,并熟悉相关术语和操作技巧,以确保准确测量电磁辐射水平。
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。
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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解决EMI之传导干扰地八大绝招
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。
PWM电机驱动系统传导共模EMI抑制方法研究共3篇
PWM电机驱动系统传导共模EMI抑制方法研究共3篇PWM电机驱动系统传导共模EMI抑制方法研究1本文主要介绍PWM电机驱动系统的传导共模EMI抑制方法研究。
PWM电机驱动系统由于具有转速精度高、功率密度大、效率高的特点广泛应用于中小型电动机的控制和驱动中,但是其在使用过程中也面临着电磁干扰(EMI)的问题。
特别是在高频率下,传导EMI会对系统产生严重的影响,甚至会导致系统无法正常工作。
因此,如何有效地抑制PWM电机驱动系统的传导EMI已经成为了研究的热点之一。
首先,需要了解传导EMI产生的原因。
PWM电机驱动系统的高频开关操作会导致电流在PCB板上形成一条环形路径,这会产生一个磁场,从而形成传导EMI。
因此,采取合适的措施对PCB板进行设计是非常重要的。
其次,对于环形传导EMI的抑制,采用了多种方法。
其中,一种方法是增加PCB板的层数,在板上和板下分别走两个电源线,将环状的电流转成垂直电流从而减小磁场的影响;另一种方法是增加地线的面积,以减小磁场的联通性。
此外,增加滤波电容也是一种有效的解决方案。
通过增加电容来增加PCB板上的低阻抗路径,可以把高阻抗的噪声源与低阻抗的地拔开,从而减小噪声的影响,同时,电容也可以作为滤波器,抑制噪声的过渡。
相对于传导EMI,共模EMI的抑制方法不同。
共模EMI是由于电机系统中的不对称性而引起的,共模电压在电机绕组和轴承之间形成了一个稳态电流,从而导致共模电流。
为了减小共模电流的影响,需要采用不同的电感和电容来降低共模噪声的传输。
此外,在PCB板的布局设计中,需要注意分析和考虑共模电容和共模电感的安装位置,以保证噪声的抑制效果。
总之,针对PWM电机驱动系统的EMI问题,可以采用多种不同的方法来进行抑制。
通过合理的PCB板设计、合适的电容和电感安装以及详细的电磁兼容分析,可以有效地抑制系统的EMI。
同时,为了避免EMI问题的发生,也需要在系统设计和选择元器件的时候做好预防工作,选取合适的器件避免电路的共振和噪声扩散PWM电机驱动系统的EMI是一个需要重视的问题,而抑制EMI的方法也是多种多样的。
电力电子变换器传导电磁干扰的建模、预测与抑制方法
精彩摘录
《电力电子变换器传导电磁干扰的建模、预测与抑制方法》的精彩摘录
在电力电子领域,电磁干扰(EMI)是一个不可忽视的问题。它不仅可能影 响到设备的正常运行,还可能对人体健康造成潜在威胁。因此,对于电力电子变 换器传导电磁干扰的研究具有极其重要的意义。《电力电子变换器传导电磁干扰 的建模、预测与抑制方法》这本书为我们提供了深入探索这一问题的宝贵资料。
电力电子变换器传导电磁干扰的建 模、预测与抑制方法
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
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关键字分析思维导图
电力
传导
预测
方法
理论
电子
设备
电磁干 扰
变换器
电磁干扰
变换器
这些
传导
抑制
分析
预测
干扰
提供
书中
内容摘要
《电力电子变换器传导电磁干扰的建模、预测与抑制方法》内容摘要
随着电力电子技术的快速发展,电力电子变换器在各类电力系统中得到了广泛应用。然而,这些 设备在高效能转换电能的也产生了不可忽视的电磁干扰(EMI)。这种干扰不仅影响了设备的正 常运行,还可能对周围环境和人体健康造成潜在威胁。因此,对电力电子变换器产生的电磁干扰 进行深入研究,提出有效的建模、预测和抑制方法,具有重要的理论价值和现实意义。
预测是控制电磁干扰的关键环节。本书通过多种方法,如数值分析、仿真模 拟等,对电磁干扰进行了准确预测。这些方法不仅提高了预测的精度,也为工程 实践提供了有力的支持。
在抑制技术方面,本书介绍了多种有效的电磁干扰抑制方法,包括硬件设计 优化、控制策略改进等。这些方法旨在从源头上减少电磁干扰的产生,提高电力 电子变换器的性能。
电磁干扰EMI
电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。
为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。
电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。
1.传导干扰传导干扰一般是通过电压或电流的形式在电路中进行传播的,图6是测试电子设备产生传导干扰的基本方法,或表示传导干扰通过电源线传输的几种方式。
图6中,电子设备表示干扰信号源,CI表示共模干扰信号,DI表示差模干扰信号;V1、V2、V3分别表示用仪表对干扰信号进行测量的连接方法,低通滤波器是为了便于对V1、V2、V3进行测试,而另外加接进去的;R1、R2、R3、R4分别为各电子设备的接地电阻,也包括大地之间的电阻,接地电阻一般为几欧姆到几十欧姆,其阻值与地线的安装和地表面土壤结构有关;C1为电子设备对大地的电容,其容量与电子设备的体积还有地面距离有关,一般为几微微法到几千微微法。
从图6中我们可以看出:V1=CI-DI,V2=CI+DI,V3=DI从图6中我们还可以看出,差模干扰信号DI是通过电子设备两根电源输送线传输的,因此,必须用低通滤波器对它进行隔离;而共模干扰信号CI是通过电子设备对大地的电容C1 传输的,由于C1的容量一般都非常小,C1对低频共模干扰信号的阻抗很大,因此,在低频段,共模干扰信号一般很容易进行抑制,但在的高频段,对共模干扰信号进行抑制,难度却要比差模干扰信号抑制的难度大很多。
PCB设计中的电磁干扰问题
PCB设计中的电磁干扰问题电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)是在电路和系统中常见的问题,特别是在PCB(Printed Circuit Board)设计中。
PCB设计中的电磁干扰问题具有重要意义,因为电磁干扰可能导致电路性能下降,甚至造成设备故障。
本文将探讨PCB设计中电磁干扰的原因、影响以及解决方法。
一、电磁干扰的原因在开始讨论电磁干扰问题之前,我们需要了解电磁干扰的产生原因。
电磁干扰主要由两个方面引起:辐射和传导。
1. 辐射干扰辐射干扰是指电路或设备本身产生的电磁波辐射,干扰了周围的电路或设备。
辐射干扰的主要原因包括信号线的高频振荡、电源电压的突变、PCB布局和接地设计不当等。
2. 传导干扰传导干扰是指电磁波通过电路连接导线(如供电线、信号线等)进入电路或设备,干扰了正常的电路信号传输。
传导干扰的主要原因包括电源线和信号线的布局不当、共模干扰、地线回路不完整等。
二、电磁干扰的影响电磁干扰对PCB设计和整个电子系统带来了多方面的影响。
1. 性能下降电磁干扰可能导致电路性能下降,例如信号失真、噪声增加、抖动等。
这些问题会严重影响电路的可靠性和稳定性。
2. 系统故障严重的电磁干扰可能导致电子系统的故障。
例如,电磁辐射干扰可能导致无线通信设备的接收机无法正常接收信号,传导干扰可能导致模拟信号与数字信号互相干扰,从而导致数据错误或丢失。
三、解决电磁干扰的方法为了解决PCB设计中的电磁干扰问题,工程师可以采取一系列的措施。
1. 合理布局合理的PCB布局对于减小电磁干扰影响至关重要。
首先,信号线和电源线应分开布局,信号线和地线应尽量平行布局。
其次,应将高频信号线与低频信号线分开布局,以避免它们之间的相互干扰。
另外,还需要注意电路板的尺寸和形状,合理设计电路板的大小以及内部元件的摆放位置。
2. 适当屏蔽对于一些特别敏感的电路或设备,可以考虑使用屏蔽罩或屏蔽材料来降低电磁辐射干扰。
电机驱动系统传导EMI的抑制方法
电机驱动系统传导EMI的抑制方法1 引言现代化电机驱动系统(PWM变频器-感应电机驱动系统)由于采用了变频器对电能进行变换和控制,而使其运行特性由自然特性变为可控的人工特性,性能指标得到极大的提高,并且系统结构紧凑、控制简单,因此这一系统在现代工业中得到了广泛应用。
但是由于系统采用了电压源脉宽调制(PWM)控制方式,变频器中的电力电子器件工作在开关状态,du/dt 、di/dt较大,开关电压、电流均含有丰富的高次谐波,因此电机驱动系统的电磁干扰(EMI)问题显得尤为突出,并严重地影响了周围系统的正常工作。
变频器产生的传导EMI是以电压或电流的共模与差模形式出现的,它分为差模EMI和共模EMI。
差模EMI是指由相线与中线所构成回路中的干扰信号;共模EMI则是指由相线或中线与地线所构成回路中的干扰信号。
对于变频器,多数情况下产生的传导干扰是以共模EMI为主,并且共模电流流经大地构成回路,大地将形成天线效应,给其他设备带来严重的EMI,这使得共模EMI造成的危害远远大于差模EMI所造成的危害。
因此共模EMI在变频器的电磁兼容性设计中显得尤为重要,而这种共模电流即为系统的漏电流。
为此各国学者相继围绕着电机系统的干扰源、传播途径和敏感设备这3个方面开展了理论及应用技术的研究工作,并取得了一定的成就。
总体上包括两类:一类是通过改善控制策略和优化电路拓扑结构来降低干扰源的干扰强度;另一类是通过滤波器来抑制干扰的传播。
从已有工作来看,目前的抑制措施都在不同程度上增加了系统的成本和复杂性,降低了系统的可靠性,而且大多数工作都集中在研究如何降低和消除共模电压,而忽略从局部进行改善而直接抑制共模EMI电流,降低EMI强度的方法。
为此本文针对以上的不足,提出通过减小电力电子器件与散热器之间的耦合寄生电容,提高漏电流传播途径阻抗的方法,实现减小漏电流,降低系统传导干扰强度。
2 寄生电容与漏电流的传播途径在电机驱动系统,由于PWM调制技术被广泛运用,线路中的电压、电流随功率开关器件动作产生很高的dv/dt、di/dt,电压、电流的谐波成分从几kHz到几百MHz甚至上GHz,这些高频成分通过寄生电容和公共阻抗形成漏电流,产生传导EMI。
6个常见的EMI干扰来源和抑制措施
6个常见的EMI干扰来源和抑制措施干扰源、耦合途径和敏感设备并称电磁干扰三要素,对于电源模块来说,噪声的产生在于电流或电压的急剧变化,即di/dt或dv/dt很大,因此高功率和高频率运作的器件都是EMI噪声的来源。
解决方法就是要将干扰三要素中的一个去除,如屏蔽干扰源、隔离敏感设备或切断耦合途径。
因为无法让电磁干扰不产生,只能用一定的方法去减少其对系统的干扰,下面分析下常见的6个干扰来源和抑制措施。
1、外界干扰的耦合输入端是电源的入口处,内部的噪声可由此处传播到外部,对外界造成干扰。
常用抑制措施是在输入加X电容和Y电容,及差模和共模电感对噪声和干扰进行过滤。
输出端如果是有长引线的情况,电源模块跟系统搭配后,内部一些噪声干扰可能会由输出线而耦合到外界,干扰到其它用电设备。
一般是加共模和差模滤波,还可以在输出线串套磁珠环、采用双绞线或屏蔽线,实现抑制EMI干扰。
2、开关管电源模块由于开关管结电容的存在,在工作时,开关管在快速开关后会产生毛刺和尖峰,开关管的结电容和变压器的绕组漏感也有可能产生谐振而发出干扰。
抑制方法有:1、开关管D和G极串加磁珠环,减小开关管的电流变化率,从而实现减小尖峰。
2、在开关管处加缓冲电路或采用软开关技术,减小开关管在快速工作时的尖峰,使其电压或电流能缓慢上升。
3、减小开关管与周边组件的压差,开关管结电容可充电的程度会得到一定的降低。
4、增大开关管的G极驱动电阻。
3、变压器变压器是电源模块的转换储能组件,在能量的充放过程中,会产生噪声干扰。
漏感可以与电路中的分布电容组成振荡回路,使电路产生高频振荡并向外辐射电磁能量,从而造成电磁干扰。
一次绕组与二次绕组之间的电位差也会产生高频变化,通过寄生电容的耦合,从而产生了在一次侧与二次侧之间流动的共模传导EMI 电流干扰。
抑制方法有:1、变压器加屏蔽,电屏蔽是指将初级来的干扰信号与次级隔离开来。
可在初、次级之间包一层铜箔(内屏蔽),但头尾不能短路,铜箔要接地,共模传导干涉信号通过电容-铜箔-接地形成回路,不能进入次级绕组从而起到电屏蔽的作用。
开关电源产生电磁干扰(EMI)的原因
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。
这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
EMI(电磁干扰)
Electromagnetic Interference(Electromagnetic Interference 简称EMI)电磁干扰(Electromagnetic Interference 简称EMI),是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象,有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络,在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
所谓“干扰”,指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。
第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起电话后听到无线电声音等,这些可以简称其为与“BC I”“TV I”“Tel I”,这些缩写中都有相同的“I”(干扰)(B C:广播)那么EMI标准和EMI检测是EMI的哪部分呢?理所当然是第二层含义,即干扰源,也包括受到干扰之前的电磁能量。
区别EMI与EMS和EMC的区别在哪里?EMS(Electro Magnetic Susceptibility)直译是“电磁敏感度”。
其意是指由于电磁能量造成性能下降的容易程度。
为通俗易懂,我们将电子设备比喻为人,将电磁能量比做感冒病毒,敏感度就是是否易患感冒。
如果不易患感冒,说明免疫力强,也就是英语单词Immunity,即抗电磁干扰性强。
EMC(Electro Magnetic Compatibility)直译是“电磁兼容性”。
意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。
EMC这个术语有其非常广的含义。
如同盲人摸象,你摸到的与实际还有很大区别。
特别是与设计意图相反的电磁现象,都应看成是EMC问题。
电磁能量的检测、抗电磁干扰性试验、检测结果的统计处理、电磁能量辐射抑制技术、雷电和地磁等自然电磁现象、电场磁场对人体的影响、电场强度的国际标准、电磁能量的传输途径、相关标准及限制等均包含在EMC之内。
电磁干扰EMI噪声来源及传播过程解析
电磁干扰EMI噪声来源及传播过程解析
电磁干扰EMIElectromagneticInterference),有两种:传导干扰和辐射干扰。
传导干扰主要是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。
进一步细分,传导干扰又分共模干扰和差模干扰这里说一下EMI的传播过程
这个是说EMI的传播过程,干扰源-干扰途径-接收器。
干扰源可以理解成你的设备发现来的干扰,经过的传染途径,对于电源来说,一般只能从两方面下手,减少干扰源,或切断干扰途径,最后一个一般不用管。
我们先来看看一个图,先把几个不同波形进行FFT,
看看他的高次谐波是怎幺分布的。
电磁干扰原理
电磁干扰原理电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)是指在电磁环境中,不同电子设备之间发生的相互干扰现象。
在现代社会中,电子设备已经广泛应用于各个领域,如通信、医疗、交通等。
然而,由于电子设备之间的复杂交互,电磁干扰成为了一个不可忽视的问题。
本文将深入探讨电磁干扰的原理与影响。
一、电磁辐射与传导电磁干扰主要通过电磁辐射和电磁传导两种途径产生。
电磁辐射是指电子设备中的电流或电压由导线或天线辐射出去,形成电磁场,从而对周围的设备产生影响。
电磁传导则是指电磁场通过导线或其他介质传导到其他设备,从而引起干扰。
二、电磁干扰的主要原因1. 高频信号的传播:随着通信技术的发展,无线电频率的使用越来越广泛,高频信号的传播成为电磁干扰的主要原因之一。
无线电、电视等设备所产生的高频信号往往在一定范围内传播,当这些信号干扰到其他设备时,就会造成电磁干扰。
2. 电源线的电磁波辐射:电源线电磁波辐射是另一个常见的电磁干扰来源。
当电子设备工作时,电源线中的电流会产生电磁场,如果电源线设计不合理或者电磁屏蔽不良,这些电磁场就会干扰到其他设备。
3. 地线干扰:地线是电子设备的重要部分,但当地线接触不良或者存在不合理的电磁屏蔽时,地线可能会成为电磁干扰的渠道。
地线上的电流会产生电磁场,进而对其他设备产生干扰。
4. 设备的故障或缺陷:一些设备自身存在故障或缺陷也可能引起电磁干扰。
例如,设备内部的零部件松动、断开或短路,都会导致电磁辐射或传导的干扰现象。
三、电磁干扰的影响1. 通信干扰:电磁干扰对通信设备特别敏感,当电磁噪声与通信信号重叠时,通信设备可能会受到干扰,导致数据传输错误或通信中断。
2. 电子设备故障:电磁干扰对电子设备的正常工作有很大的影响,长期或大强度的干扰可能导致设备损坏甚至烧毁。
3. 安全隐患:在一些特殊场景中,电磁干扰可能会引发安全隐患。
例如,在医疗设备附近发生的电磁干扰可能影响到医疗设备的正常运行,给患者带来潜在风险。
光伏逆变器交流侧传导emi
光伏逆变器交流侧传导emi
光伏逆变器在交流侧传导EMI(电磁干扰)是一个重要的问题,需要从多个角度进行分析。
首先,光伏逆变器在工作过程中会产生一定的电磁辐射,其中
交流侧传导EMI是其中一个重要的方面。
交流侧传导EMI主要是指
逆变器输出的交流电路中,由于开关管的开关动作和电流的变化而
产生的电磁干扰。
这些干扰会通过电网传播,影响到其他电子设备
的正常工作,甚至对人体健康造成一定的影响。
针对光伏逆变器交流侧传导EMI问题,可以采取一系列的措施
进行抑制。
首先,可以通过合理的PCB布局和线路设计来减小电流
回路的面积,减少EMI的辐射。
其次,可以采用滤波器来对逆变器
的输出进行滤波,减小高频噪声的传导。
此外,还可以采用屏蔽罩
和屏蔽材料来包裹逆变器模块,减小其对外界的辐射。
另外,对于
逆变器内部的开关管,可以采用软开关技术,减小开关过程中产生
的高频噪声。
除此之外,光伏逆变器制造商也可以通过严格的产品测试和认
证来确保其产品符合相关的电磁兼容标准,减少对电网和其他设备
的干扰。
在产品设计阶段,也可以采用先进的仿真工具来对逆变器
的电磁兼容性进行评估,及早发现和解决潜在的问题。
总的来说,光伏逆变器交流侧传导EMI是一个需要重视的问题,需要在设计、制造和测试阶段都进行全面的考虑和控制。
只有这样,才能确保光伏逆变器在工作时不会对周围的环境和设备造成不必要
的干扰。
EMI问题源头:都是传导惹的祸
EMI 问题源头:都是传导惹的祸通常情况辐射EMI 干扰可以来自某个不定向发射源以及某个无意形成的天线。
传导性EMI 干扰也可以来自某个辐射EMI 干扰源,或者由一些电路板组件引起。
一旦您的电路板接收到传导性干扰,它便驻入应用电路的PCB 线迹。
常见的一些辐射EMI 干扰源包括以前文章中谈及的组件,以及板上开关式电源、连接线和开关或者时钟网络。
传导性EMI 信号的耦合介质由于传导性EMI 干扰是开关电路正常工作与寄生电容和电感共同作用产生的结果。
图上显示了一些会进入到您的PCB 线迹中的EMI 干扰源情况。
Vemi1 源自开关网络,例如:时钟信号或者数字信号线迹等。
这些干扰源的耦合方式均为通过线迹之间的寄生电容。
这些信号将电流尖脉冲带入邻近PCB 线迹。
同样,Vemi2 源自开关网络,或者来自PCB 上的某个天线。
这些干扰源的耦合方式均为通过线迹之间的寄生电感。
该信号将电压扰动带入邻近PCB 线迹。
每三个EMI 源来自于线缆内相邻的导线。
沿这些导线传播的信号可产生串扰效应。
开关式电源产生Vemi4。
开关式电源产生的干扰驻存在电源线迹上,并以Vemi4 信号的形式出现。
在正常运行期间,开关式电源(SMPS)电路为传导性EMI 的形成带来机会。
这些电源内的“开”和“关”切换操作,会产生较强的非连续性电流。
这些非连续性电流存在于降压转换器的输入端、升压转换器的输出端,以及反激和降升压拓扑结构的输入和输出端。
开关动作引起的非连续性电流会产生电压纹波,其通过PCB 线迹传播至系统的其它部分。
SMPS 引起的输入和/或输出电。
如何避免传导EMI问题
如何避免传导EMI问题大部分传导EMI 问题都是由共模噪声引起的。
而且,大部分共模噪声问题都是由电源中的寄生电容导致的。
我们着重讨论当寄生电容直接耦合到电源输入电线时会发生的情况。
1. 只需几fF 的杂散电容就会导致EMI 扫描失败。
从本质上讲,开关电源具有提供高dV/dt 的节点。
寄生电容与高dV/dt 的混合会产生EMI 问题。
在寄生电容的另一端连接至电源输入端时,会有少量电流直接泵送至电源线。
2. 查看电源中的寄生电容。
我们都记得物理课上讲过,两个导体之间的电容与导体表面积成正比,与二者之间的距离成反比。
查看电路中的每个节点,并特别注意具有高dV/dt 的节点。
想想电路布局中该节点的表面积是多少,节点距离电路板输入线路有多远。
开关MOSFET 的漏极和缓冲电路是常见的罪魁祸首。
3. 减小表面面积有技巧。
试着尽量使用表面贴装封装。
采用直立式TO- 220 封装的FET 具有极大的漏极选项卡(drain tab) 表面面积,可惜的是它通常碰巧是具有最高dV/dt 的节点。
尝试使用表面贴装DPAK 或D2PAK FET 取代。
在DPAK 选项卡下面的低层PCB 上安放一个初级接地面板,就可良好遮蔽FET 的底部,从而可显著减少寄生电容。
有时候表面面积需要用于散热。
如果您必须使用带散热片的TO-220 类FET,尝试将散热片连接至初级接地(而不是大地接地)。
这样不仅有助于遮蔽FET,而且还有助于减少杂散电容。
4. 让开关节点与输入连接之间拉开距离。
见我通过简单调整电路板(无电路变化),将噪声降低了大约6dB。
见。
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传导导致EMI干扰
辐射 EMI 干扰可以来自某个不定向发射源以及某个无意形成的天线。
传导性 EMI 干扰也可
以来自某个辐射 EMI 干扰源,或者由一些电路板组件引起。
一旦您的电路板接收到传导性干扰,它便驻入应用电路的 PCB 线迹。
常见的一些辐射 EMI 干扰源包括以前文章中谈及的组件,以及板上开关式电源、连接线和开关或者时钟网络。
图 1 传导性 EMI 信号的耦合介质
传导性 EMI 干扰是开关电路正常工作与寄生电容和电感共同作用产生的结果。
图 1 显示了
一些会进入到您的 PCB 线迹中的 EMI 干扰源情况。
Vemi1 源自开关网络,例如:时钟信号或
者数字信号线迹等。
这些干扰源的耦合方式均为通过线迹之间的寄生电容。
这些信号将电流尖
脉冲带入邻近 PCB 线迹。
同样,Vemi2 源自开关网络,或者来自 PCB 上的某个天线。
这些干
扰源的耦合方式均为通过线迹之间的寄生电感。
该信号将电压扰动带入邻近 PCB 线迹。
每三
个 EMI 源来自于线缆内相邻的导线。
沿这些导线传播的信号可产生串扰效应。
开关式电源产生 Vemi4。
开关式电源产生的干扰驻存在电源线迹上,并以 Vemi4 信号的形
式出现。
在正常运行期间,开关式电源 (SMPS) 电路为传导性 EMI 的形成带来机会。
这些电源内的“开”和“关”切换操作,会产生较强的非连续性电流。
这些非连续性电流存在于降压转换器的输
入端、升压转换器的输出端,以及反激和降升压拓扑结构的输入和输出端。
开关动作引起的非
连续性电流会产生电压纹波,其通过 PCB 线迹传播至系统的其它部分。
SMPS 引起的输入和/
或输出电压纹波,会危害负载电路的运行。
图 2 显示了工作在 2 MHz 下的一个 DC/DC 降压 S MPS 输入的频率组成例子。
SMPS 传导干扰的基本频率组成范围为 90 - 100 MHz。
图 2 DC/DC 降压转换器:开关频率=2MHz输入和输出针脚使用10 ųF滤波器时的传导性EMI测量
共有两类传导性干扰:差模干扰和共模干扰。
差模干扰信号出现在电路输入端之间,例如:
信号和接地等。
电流流经同相的两个输入端。
但是,1号电流输入大小与2号相等,但方向相
反(差动参考)。
这两个输入端的负载,形成一个随电流强弱变化的电压。
线迹1和差分基准
之间的这种电压变化,在系统中形成干扰或者通信误差。
在您向电路添加一个接地环路或者不良电流通路时,便出现共模干扰。
如果存在某个干扰源,则线迹 1 和线迹 2 上形成共模电流和共模电压,而接地环路充当一个共模干扰源。
差模干扰和
共模干扰都要求使用特殊的滤波器,来应对 EMI 干扰的不利影响。