解决共振引起的EMC问题参考

一个产品中存在大量的谐振点,大部分是分布参数引起的,它很难测算,EMC测试频段从数KHz到GHz级,谐振点在这个频段范围内也很难避免(也可以说无法避免),因此它是EMC问题的一大难题,也可认为是EMC问题的最大本质。

电路中也会引起共振(通常叫谐振)。

不同频率信号通过LC串联电路时,频率较高的信号通过电感会衰减很大,而直流信号则无法通过电容器。当输入信号的频率等于LC谐振的频率时,LC串联电路的阻抗最小。此时,经过LC电流达到最大。信号很容易通过电容器和电感器输出。此时,LC相当于向信号源吸收了最大的电流。

 不同频率的信号通过LC并联谐振电路时的状态,根据电感器和电容器的阻抗特性,较高频率的信号则容易通过电容器到达输出端,较低频率的信号则容易通过电感器到达输出端。LC回路在并联谐振频率处的阻抗最大,谐振频率点的信号不能通过LC并联振荡电路。此时,相当于LC并联回路向电源吸收了最大的电压。

  80%以上的EMC问题与共振有关。

 a)     滤波器内部共振; 

b)     谐振会让EMI发射值变得更高;

 c)    共振会让干扰变大

虽然谐振无法避免,但是仍有措施可以降低EMC风险,主要措施有:

1、  增大LC分立元件参数的值,让LC谐振点远离测试频段范围,如电源滤波器设计时,就要求电源滤波器的谐振点远小于150KHz,此时滤波器才能取得较好的滤波效果;

2、  深刻理解EMC设计的精髓,控制分布参数值,(如减小接地线长度、缩短电容的引线、线间铺铜,减小信号回路面积等)。减小分布参数可以使谐振点频率变高,而随着频率的变高,骚扰源的谐波幅度也会越来越小,即使谐振,产生的整体骚扰也会变低;

3、  增加EMI信号源的上升沿时间,因为上升沿时间影响着信号源高次谐波的幅度,沿越缓,高次谐波幅度更低,就可以有效降低高频谐振频点上的幅度,如开关驱动信号中串电阻,并联电容等;

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