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​PCB辐射EMI滤波器的设计思路及流程

2023-03-02 11:22
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随着电子设备及系统面对的电磁干扰问题愈发严重,PCB辐射EMI滤波器开始被电子工程师应用,极大地解决了电磁干扰问题,那么如果遇到PCB辐射EMI滤波器设计,该如何做好?

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一般来说,PCB辐射EMI滤波器的设计基本如下:

1、确定辐射源位置

PCB上的干扰源常由电路中的高频器件,如晶体振荡器、高频开关等引起。因此在设计EMI滤波器时首先应该利用近场电磁场探头对PCB进行扫描,从而确定辐射源在PCB上的位置。

2、确定辐射源的辐射特性

在确定辐射源位置之后,应该进行辐射源的辐射EMI特性诊断,根据诊断结果得到辐射源是以共模为主还是以差模为主,进而可以设计相应的滤波器。

3、确定辐射EMI干扰所需要的衰减量

衰减量由下述公式确定,式中Adm、Acm分别为差模、共模干扰的衰减量,NDM、NcM分别为测量的差模、共模干扰,Limit为标准限值。由于传导干扰测试最终结果是差模、共模干扰之和,因此所需的衰减量应加上6dB安全阈量。

ADM(dB)=NDM(dB)-Limit(dB)+6(dB)

ADM(dB)=NCM(dB)-Limit(dB)+6(dB)

4、确定差模和共模滤波器的转折频率及元件特性

在所需衰减量的第一个峰值点做一条斜率为20ndB/十倍频程的直线(n为滤波器阶数),要保证所有频率下的衰减量都在直线下方。直线与频率轴交点即为转折频率,根据转折频率进而确定滤波器元件参数。

5、实验验证

如果滤波器达到干扰抑致要求,则设计过程结束;如果不能满足要求,则需要重新设计滤波器参数;或者根据具体辐射 EMI特性改变滤波器的加载位置。如果滤波器高频段不能满足要求,要考虑滤波器寄生参数及近场耦合的影响,此外,需要注意的是,在设计辐射EMI滤波器的过程中会有“频段移动”的现象发生。

因此滤波器设计好后,必须重新对PCB进行全频段扫描,以确定设计出来的滤波器是否能在全频段内对辐射EMI有效果。

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