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EMC器件速览

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一、前言

今天的主题是,在EMC设计和整改过程中,有哪些我们常用的器件,并对它们的特性做简单的介绍。器件明细如下:





二、器件介绍

1. BDL

BDL,即双线平衡滤波器,是同时针对两根信号线进行滤波,既能够抑制共模噪声,又能抑制差模噪声;其特殊的内部结构,将寄生电感ESL最小化,从而最大限度提高谐振频率点,实现宽频带滤波效果。内部结构如下图所示:



【典型应用】:

(1) 直流有刷电机



(2) 数字功放



2. 展频IC

展频技术,主要用于对固定时钟频率进行频率抖动,使频谱上的窄带时钟能量分散到具有一定带宽的频谱范围,从而降低时钟单支辐射强度,能极大提高EMI辐射测试通过率。一般可以通过软件展频(若芯片内部集成了展频模块),或者通过借助展频IC,对时钟进行展频。展频应用效果如下图所示:





【常用型号及Demo板如下】:



【应用】:用于主时钟或单线时钟展频

3. 电感

不管是什么形态的电感,其基本组成都离不开线圈和磁芯,电感具有通直流,阻交流的作用,在实际应用中,主要作为储能和滤波器件。常见电感形态如下:



3.1 T-Core电感

T- Core电感是一体成型电感的新趋势,工艺进一步升级,用具有更高磁导率的磁粉,先压制成T-Core磁芯,使其具有较高磁导率,实现同等感量下,封装小型化;更大的中柱,提高磁芯导磁能力;扁平铜线,具有更低的直流电阻;扁平铜线线脚做端子电极,无点焊工艺,杜绝虚焊,最大程度降低接触电阻。内部结构如下:



【应用】:对封装小型化、电流以及电感损耗有更高要求的场景

3.2 POC电感

POC是一种同轴线供电传输技术,即利用同轴线同时传输高速信号和电源。为了将电源和信号分开,利用了电感的通直流阻交流的特性,阻碍信号流向电源模块,保证信号的完整性。这里所选用的电感,即是我们所说的POC电感,电路结构如下:



【POC电感的特点】:

考虑到高速信号传输带宽较大,POC电感的滤波带宽也需要足够大,为此需要精确把控POC电感的绕线工艺,减小寄生电容,让POC电感的谐振频率更高,在满足滤波带宽的同时,还需要考虑有足够大的阻抗,以上要求单靠单颗电感一般是无法满足的,故POC电感一般是多颗电感组合方案。中频POC电感频率阻抗特性如下图所示:



【参数要求】:电流,滤波带宽

4. 磁珠

磁珠是一种高频滤波器件,等效于电阻与电感的组合,其中电阻能够起到吸收能量的效果,电感能够抑制高频。常见磁珠频率阻抗特性如下:



5. 共模滤波器

共模滤波器是专门用于抑制共模噪声的滤波器件,当共模噪声流过时,共模滤波器呈现大阻抗特性,当差模信号流过时,由于磁通抵消特性,不会产生抑制效果,所以共模滤波器体现出通差模,阻共模特性。

【主要应用】:电源端口滤波,差分对信号(LVDS信号,CAN,以太网)滤波

【选型】:封装,电流,共模阻抗,插入损耗(针对信号线)

6. CAN-FD和以太网共模

CAN-FD是车载通信网络的一种,为了保证其通信信号质量,该网络使用的共模滤波器需要满足测试标准IEC 62228-3,测试项目如下:



【推荐型号】:TLCMI3225-2-101TF,TLCMI3225-2-510TF

车载以太网通信网络,其传输速率更高,对信号链路要求也更严,所以对该网络使用的共模滤波器,需要满足测试标准IEC62228-5,测试项目如下:



【推荐型号】:

100BASE-T1:TECMI3225-2-201TF

1000BASE-T1:TECMI3225-2-800TF

7. TVS&ESD

7.1 TVS

TVS,一般指大功率瞬态电压抑制器,用于电子产品的过压防护器件,常见于车载产品的ISO 7637-2:5A/5B波形抗扰度测试中作为防护器件;或者是在雷击浪涌测试中作为防护器件。

【工作原理】:

当受到瞬态高电压冲击时,器件快速由高阻抗转换为低阻抗,实现电压钳位,使后端电路免受过压冲击。



【主要参数】:最大反向工作电压,钳位电压,功率

7.2 ESD

ESD,即electrostatic discharge静电放电测试,ESD抑制器即静电抑制器,一般用于信号端口静电防护,工作原理与TVS相似。

【主要参数】:最大反向工作电压,钳位电压,结电容

8. PPTC

正温度系数热敏电阻,作为电路的过载防护器件,当电路出现异常电流时,器件发热,并由低阻态转换为高阻态,抑制异常电流流过,起到电路过流防护的作用。

【主要参数】:

维持电流Ihold(对应温度下):大于电路实际工作电流

动作电流Itrip:要小于电路实际能承受异常电流值

9. SMT导电硅橡胶

内部填充为硅胶,外层为金属镀层薄膜,表面光滑的导电衬垫,可通过SMT回流焊接在PCB板上,具有优异弹性和导电性,用于EMI或者接地的导电终端。



10.其他

(1)磁环

【作用】:一般通过将线束穿过磁环,起到跟电感相似的滤波效果。

【选型】:已知电感量L∝uN2 ,u指磁导率,N为线圈匝数,不同材质的磁环磁导率不同,当要抑制频段为低频时,选择磁导率大的磁环,且进行多圈绕制,提高电感量以达到滤波效果。



(2)吸波材料

【作用】:当电磁波入射到吸波涂层上时,一部分会在材料表面发生反射,另一部分会进入涂层内部,被涂层材料吸收或衰减,通过磁滞损耗、铁磁共振和涡流损耗等作用大量吸收电磁波的能量,并将其转化为热能来达到吸波的。



三、总结

以上便是常用的EMC器件,本文仅对提及的器件作简单的介绍,鉴于小编能力有限,不对以及不足之处恳请指出,也欢迎各位留言探讨,共同学习进步。

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