《電子技術(shù)應(yīng)用》
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入門:抗 EMI 集成電路提供積木式電路保護(hù)

2022-09-06
來源:laocuo1142
關(guān)鍵詞: 電磁干擾EMI 電路保護(hù)

  電磁干擾 (EMI) 及其對(duì)組件、電路和系統(tǒng)的影響是許多設(shè)計(jì)的一個(gè)嚴(yán)重問題。它可能導(dǎo)致暫時(shí)性故障、不穩(wěn)定的性能、間歇性問題、系統(tǒng)故障、組件退化和硬故障。EMI 是許多應(yīng)用中普遍存在的問題,尤其是工業(yè)和汽車設(shè)計(jì),并且有各種行業(yè)和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)來確保最終產(chǎn)品必須滿足的 EMI 抗性。

  我不會(huì)在這里嘗試提供抗 EMI 設(shè)計(jì)技術(shù)的指南。這是一個(gè)太大的話題,我們無法掌握,更不用說詳細(xì)探討了。此外,它已被廣泛涵蓋從具有有趣理論分析的學(xué)術(shù)論文(有趣但通常不是直接可操作的)到有關(guān)如何調(diào)查和“擊倒” EMI 及其后果的實(shí)踐文章。其中許多參考資料相對(duì)較舊,但仍然非常有效,因?yàn)?EMI 的核心是麥克斯韋方程組和其他物理和電子學(xué)基本原理的體現(xiàn)。

  電氣干擾可以由電源線和信號(hào)線傳導(dǎo),也可以通過電容、磁或其他電磁輻射在空氣中傳播。良好的設(shè)計(jì)實(shí)踐要求遵循一些基本指南和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)以最大限度地降低 EMI,包括線路濾波、修改電源設(shè)計(jì)、正確布局和屏蔽外殼。

  EMI防護(hù)場(chǎng)所

  在添加任何組件來衰減它之前,物理位置在 EMI 問題和解決方案中起著重要作用?;静呗园ㄔ诒M可能靠近其源頭的地方阻止干擾——最好在它們進(jìn)入設(shè)備之前——并將它們重定向到地面,并嘗試將可能暴露于 EMI 干擾的部分放置在盡可能遠(yuǎn)離敏感電路的地方。

  當(dāng)然,在設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)考慮 EMI 保護(hù),而不是大量留給后期設(shè)計(jì)/原型測(cè)試。盡管如此,在構(gòu)建和評(píng)估電路和系統(tǒng)之后,設(shè)計(jì)工程師很可能需要做更多工作。除了布局和布線更改外,工程師還經(jīng)常求助于多種 EMI 衰減組件和技術(shù),包括旁路電容器、電阻器、鐵氧體磁珠、電感扼流圈、屏蔽、改進(jìn)的接地和接地路徑、壓敏電阻等。

  盡管如此,EMI 套件中有一個(gè)工具很容易被忽視:使用由于其設(shè)計(jì)和制造而固有地具有額外 EMI 電阻的組件。羅姆半導(dǎo)體最近推出的兩款新運(yùn)算放大器讓我想起了這一點(diǎn),這是最不起眼和最基本的有源模擬元件以及晶體管。單通道BD87581YG-C和雙通道BD87582YFVM-C具有更高的 EMI 抗擾度,適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用。

  這些組件加入了 Rohm 于 2017 年首次推出的 BD8758xY EMARMOUR系列軌到軌輸入/輸出高速 CMOS 運(yùn)算放大器。它們非常適合在惡劣環(huán)境中進(jìn)行高速傳感,例如車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和異常檢測(cè)系統(tǒng)用于工廠自動(dòng)化設(shè)備。這些運(yùn)算放大器通過結(jié)合專有的模擬設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的 EMI 性能。

  當(dāng)然,說得更好是一回事,但一些數(shù)字使聲明變得切實(shí)可行。在這種情況下,Rohm聲稱在汽車制造商進(jìn)行的ISO 11452-2無線電波發(fā)射測(cè)試中,標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放的輸出電壓在所有頻段波動(dòng)都在±300 mV以上,而在所有頻段最多只有±10 mV。它的新系列。這個(gè)低值通常意味著不需要 EMI 相關(guān)的“對(duì)策”,例如在每個(gè)感興趣的頻率上特定頻率的濾波器組件,從而減少應(yīng)用設(shè)計(jì)工作并提高可靠性。

  Rohm 還提供了一些有趣的圖表,顯示了在四項(xiàng)國際噪聲評(píng)估測(cè)試中的表現(xiàn):ISO 11452-2 無線電波發(fā)射測(cè)試、ISO 11452-4 大電流注入測(cè)試、ISO 11452-9 接近天線抗擾度測(cè)試;和 IEC 62132-4 直接射頻功率注入測(cè)試。

  其他抗電磁干擾元件

  這些運(yùn)算放大器并不是唯一可用的抗 EMI 集成電路。古老的 RS-232 標(biāo)準(zhǔn)有抗 EMI 接口組件;服務(wù)于 RS-232 的組件由于其在系統(tǒng)中的物理和電氣位置而最容易受到 EMI 的影響。RS-232 曾經(jīng)是最常見的接口連接標(biāo)準(zhǔn),但仍有許多傳統(tǒng)端口在使用。

  您是否曾經(jīng)使用抗 EMI 組件來提高您在抗 EMI 設(shè)計(jì)中的“勝算”?之后您是否曾切換到此類組件來解決問題?或者您是否認(rèn)為單源組件存在設(shè)計(jì)和可用性風(fēng)險(xiǎn),并且更愿意通過無源濾波器、屏蔽、布局拓?fù)?、接地和其他方法等傳統(tǒng)技術(shù)來提高 EMI 抗擾度?



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