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[技术心得]EMI滤波设计要点与技巧 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2012-06-21

大家中午好,首先问候一下大家,坐了四个小时,差不多也没有吃饭,我估计大家可能今天也够呛。希望大家在坚持一下,我会以最短的时间,给大家分享一下有用的东西。谢谢大家。
首先介绍一下我是宋铠,是美国多福集团的中国区的销售经理,我们有下属有八家公司,我主要是针对我们下属公司的一些器件的应用进行讲解。
通过今天上午的一些演讲,我们知道在现在电路的设计里面,有很多的滤波的方式,针对EMI的,那么就是说现在的设计来说的话,针对这个EMI的要求的话,也是越来越高。那么这里可以看到一些常用的就是说一些可以说是贴片方面所用到一些器件的特点。有几种我们可以看到,要介绍到的,一种是贴片的多层电容,还有表贴式的。还有一种表贴式的叫穿心电容。这是它的产品的一些图,因为可能对于穿心电容多一点,可能在板间或者封闭的盒子里进行。我们现在是用表贴的方式,比如说电源电路到电源出来的地方,包括你的IC的电源的供电的部分,这个供电的最靠近端做一些滤波。这里面有很多的地方都会用到表贴式的EMI。这种就是说它是一种低波的方式做的,其实都有这样的特性,有一种低通的特性,它有一定的容值,但是普通的贴片有一定的问题,它是有质感的,特别是频率比较高的时候,特性不是理想的特性,有一个谐振点,过了谐振点以后,会有一个感性,就是说越高抑制会越差,我们有一些方法做一些特殊的设计,改变高频,其中有一个,就是在电容的内部,磁场的结构做一些改变,这样的话能够减少它的磁感,从而达到高频的作用。这是普通的贴片,就是电流流经电容的时候,磁场是同向的,会产生高的质感,所以不管是哪家做的都是有共同的特性就是有质感的,不同的方法来提高它,包括前面厂家提到的,就是这种电容,跟传统的电容不一样,传统的电容端头就两端,实际上连接起来是通的,信号是从这里穿过去,在垂直的方向,放了一个电击,所以内部结构来看,磁场到的时候形成一种结构,所以高频特性得到提高。这是三端头的电容。本次研讨会是由电子元件技术网(www.cntronics.com)、我爱方案网(www.52solution.com)以及深圳电子展(www.aidzz.com)一起组织协办的,让大家在一起相互交流电子技术,也可谓是业内工程师大聚会!让我们在这里对主办方说声感谢吧!另外那么除了这种三端头的结构以外,还有一种X2Y,它的内部结构,实际上采用的有点类似,实际上内部结构构成三个电容,就说它的两端是电容的,就是说两个电容的两端,然后中间是供地,两个可以消除质感,所以质感非常小。这是它的一个,这个图是它的制造工艺的一个图,可以看到中间垂直的是地,两边是电容的两极,那么实际上看,是这样的结果,三个电容。那么这个电容特点就是说,我们看到这些结构的话,它是对共模和差模,两种就是说信号都有干扰的,实际上是对共模信号进行抑制的,这个是对差模信号抑制。都可以抑制。
同时这是两个电容,可以把这一个电容当两个用,就是说在直流线上同时通两根线,可以把它减少体积,用一个来代替。而且这种滤波,被C型滤波好一点的就是,就是要流过中间的陶瓷层的,如果是电流很大的时候,会引起一些,毕竟有一些电阻止的,所以对功率有一定的限制。但是用这种来做的,不会流经这个电容,所以电流没有多大的限制。那么还有一个,我们叫派型滤波器,一个单的滤波器,就是频带比较早,就是在这一点上形成滤波好,但是过了这一点,马上效果就下降了,因为是一个单一个的器件,所以这里有两个电容,中间加一个电感,实际上三个器件,展宽了滤波的带宽,同时抑制的话是提高了。等于是三个做到一起的,跟刚才讲的C型,或者是L2Y是一样的都是标准的尺寸的。而且都是贴片封装的,非常方便的。包括工艺就是说都是一个跟普通的器件是一样的,这里看到这种是派型滤波器的外形图。实际有两个电容加一个电感,实际就是磁珠,两个电容不是做的两个电容,是内部电击的结构,实际上是两个电容,是集成化的东西。而2012最新的第十三届电路保护与电磁兼容研讨会正在火热筹备中,现在在线抢注,可以免费获得价值300元的研讨会入场卷。在线抢注名额地址:http://www.cntronics.com/public/seminar/
这个是就是说跟这个单个来比,它的频带宽度更宽了,抑制会更好一些。这是一个220拉法的差损,这是抑制的特点。而且我们公司的产品,主要用于频率比较高,就是说通讯或者是一些比较大功率的场合,可能消费类电子的比较少一点,那么在这些场合里面,对于一些频率比较高,有时候功率比较大的要求也非常适用。但是在用这个贴片式的时候,也要注意一些问题,因为就是说为什么说,传统用很多穿心电容呢,是因为有一个穿板的结构,有缓冲的效应,所以吸一定的屏蔽作用,所以滤波效果好,那么贴片式的话,不是说我们公司,就是陈和公司的贴片式放在上面的话,它跟你理论计算的器件的抑制值的话,跟实际有一定的区别,最主要的原因,是高频的时候,产生一些辐射,实际上就是一种频率到一定点的时候,总有信号辐射出去,跃过器件,就是一种高频泄漏一样,穿过去一部分。这就是贴片做滤波面临的一个问题。
当然这种主要是针对高频的,一百兆以上的特别严重。针对这种情况,我们有一些建议,当然就是用用屏蔽盒的方式,就是在器件的地方接一个屏蔽盒加一个盒子,然后输出端在外面,输入在里面,这种效果非常好,但是问题说做起来不是特别的方便,也有一定的成本。还有一种方式的话就是说,相对来说可能会更方便一点,就是说我们在这个次序的时候,多层电路板的时候,中间有一个埋地层,相当于把输入输出放在电路板的两边,中间通过一个穿孔下去,输入输出通过地进行一个隔离分开,就是把输入输出进行隔离,这种效果比较好的,相对来说容易实现的。我们可以看一下这是一个比较,像第一个图的话就是说,它是它的一个,没有加任何的贴片的进去,直接安在板子上,加20兆的时候有20dB抑制,到了一个G的时候只剩20多dB了,讲了一个贴片,现在表贴式的,特别是电流的直流电的输入输出,包括一些引号的输入的地方,包括刚才那位老师的讲,也是在信号板和数字板之间的问题,所以很多地方不可能用这种产生的一些穿心的方式来实现的,所以表贴式可以应用。以上元器件基础知识不少是引用自电子元件技术网的 知识库 ( http://www.cntronics.com/public/baike )和我爱方案网的知识堂( http://www.52solution.com/knowledge )栏目,那里是新手充电的充电园地!
下面简单的介绍一下穿越式的器件,因为里面也有一些使用的问题,当然因为这种穿心电流,有一个屏蔽的效用,所以在传统里面用的很多,效果也很好,但是里面也要注意一些问题,要不然会出现一些不好的问题。首先我们那个就是说,在材料的选择上,比如说现在有比较主要的材料有Y5V、X7W等等这些,那么这个介质的选择是很重要的,如果选择介质比较差的话,做出来的效果是比较差的,还有一个就是说,作为这种穿越式的,就是接板的时候,安装和处理,都是非常重要的。这里是一个例子,就是说材料可以看到,同样的容值,不要就关注容值,要关注有效的容值,要关注实际的作用。比说都是10拉法的时候,同样50V的时候,Z56有5个拉法,真正起到的抑制,有时间没有很大的作用。所以说它的实际,在电流里面的实际是很重要的,这个跟电容的取材非常有关的。还有一个接地,这是一个就是说我们做的一个实验,就是600拉斯的滤波器,接的比较好的情况下,在高端的话,一个G以上都非常好的一个抑制特性。第二个图的话就是说,你这个实际上就是说那个,因为我们用那种螺丝扭上去的,到了标准的位置,回1/4圈,在回的时候,这个就低了很多,而且翘起来啦,所以安全的时候非常重要,还有一个呢就是说这个中间的空档一定要填充紧,这个也是同样的滤波器,中间的孔,有一些空隙没有填满,所以高频信号会随之泄露出来。所以这个是穿心的时候要注意的。主要就是说除了我们的穿心的以外,还有一些比较特殊的产品,那种多心,像这种用在零件里面都是多心的滤波,还有下面的像这种,主要针对比较大功率的无线通讯用的可以达到100安生的电流,几个G的都可以,所以作为一些大型的设备或者是基站里面比较适用的。我就不多耽误大家时间了,我的演讲到此结束。谢谢大家。
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