我從EMC說起。EMC包括EMI和EMS,在EMI里面又包括CE和RE,而EMS里面包括ESD、EFT、浪涌……(這里提到的這些ESD……只是我們產(chǎn)品上用到了,我聽的多了,所以拿來用,還有可能有更多別的相關(guān)東西,請查閱相關(guān)資料)。簡單的說,EMI是干擾源,而EMS是被干擾源,有了這個解釋,就可以理解我們在設(shè)計產(chǎn)品的時候,解決方法是對于EMI去盡可能減少干擾,對于EMS是防止干擾。所以引出了在電源設(shè)計的時候需要加上共模電感和差模電感來去避免EMI和EMS。
電感分兩類(僅限于我現(xiàn)在知道的):差模電感和共模電感。兩根電源線對GND的干擾叫共模干擾,共模干擾主要是對EMI來說。在電源設(shè)計的時候一般放到兩條電源線上(4個引腳),既然是對地的干擾,我就想是不是GND產(chǎn)生了雜波信號對正常信號產(chǎn)生了影響,其實不是,因為EMI是干擾源,而不是被干擾源,所以我上述說法是錯誤的。既然它是干擾源,它產(chǎn)生的干擾又是對GND的,這到底是怎么回事呢?朱工解釋是:EMI對GND的干擾,實際是對感應(yīng)回路的干擾,具體的說,在走線或者放置器件等相關(guān)操作的時候,當(dāng)信號層的參考層為GND的時候,對于感應(yīng)回路的參考平面(GND)來說,其實在整個GND的不同位置,可能已經(jīng)產(chǎn)生了電壓差,白了說已經(jīng)產(chǎn)生了一些干擾,而我們想要的效果是整個GND處于一個零電視狀態(tài),但是我們又不可能去對GND來進(jìn)行相關(guān)處理,所以只能在開始就開始預(yù)防EMI的產(chǎn)生,或者去減少這些干擾,此時,典型應(yīng)用就出來了,電源里的共模電感就用到這里了。具朱工解釋,在這來典型的電路設(shè)計是一個共模電感后面加一個對大地的Y電容是一個典型應(yīng)用。
接著說共模電感其他一些東西。共模電感因為都是對GND的,所以在兩根線之間的電流方向是相反的,同樣,那些干擾信號產(chǎn)生的方向也是相反的。根據(jù)楞次定律說的,有電流流過就有相應(yīng)磁場產(chǎn)生,由我們學(xué)過的右手法則可以知道一根線的磁場是向里的,而另一個電流磁場也是向里的(因為電流方向相反),所以在共模電感之間會產(chǎn)生一個磁渦,這個磁渦的出現(xiàn)增大了線路上面的感抗,有效的抑制了EMI的產(chǎn)生。
差模干擾:兩根線之間的干擾叫差模干擾。首先要明確一點是差模干擾說的是干擾信號,而不是正常信號(因為我在這出過誤解,所以提一下),因為差模干擾是兩根線之間產(chǎn)生的干擾,所以,產(chǎn)生的干擾方向是同一方向,這樣由楞次定律可以知道這兩根線產(chǎn)生的磁場方向是相反的。這樣就可以相互抵消來減少差模間的EMI。“差模電感的特點是應(yīng)用在大電流的場合。由于一個鐵心上繞的一個線圈,當(dāng)流進(jìn)線圈的電源增大時,線圈中的鐵心會飽和”這是從百度上查到的。朱工說,一般我們差模電感后面會加上一個Y電容來構(gòu)成典型電路。
另外:我們在設(shè)計電路的時候,在進(jìn)入IC電源的時候一般都會加入一個磁珠然后再進(jìn)入IC引腳,但是好多情況我看到好多人使用的是電感,后來查了一下,有這樣的介紹:磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHZ。 磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,等效于電阻和電感串聯(lián),但電阻值和電感值都隨頻率變化。還要說明的一點是:磁珠所收集的能量最終以熱能的形式散放,而電感只是減緩了大電流的速度,能量不會散失。
擴(kuò)展閱讀: