電磁兼容性問題通常發(fā)生在高頻狀態(tài)下,除個別問題(電壓下降和瞬時中斷等)外。綜上所述,高頻思維是設(shè)備和電路的特性,在高頻和傳統(tǒng)的中低頻狀態(tài)下是不同的。如果仍然根據(jù)一般的控制思維進行判斷和分析,它將進入設(shè)計的誤解。
首先,電容器在中低頻或直流情況下,是一個儲能組件,只表現(xiàn)為一個電容器的特性,但在高頻情況下,它不僅僅是一個電容器,它具有理想的電容器特性,有漏電流(在高頻等效電路上表現(xiàn)為R),有引線電感,ESR(等效串聯(lián)電阻)仍在導(dǎo)致電壓脈沖波動的情況下發(fā)熱,(如圖所示)。從這張圖中分析,可以幫助我們的設(shè)計師得到很多有益的設(shè)計思路。首先,按照常規(guī)思路,1/2πfc是電容器的容抗,應(yīng)該是頻率越高,容抗越小,濾波效果越好,即雜波越高,越容易泄漏,但事實并非如此,因為引線電感的存在,一個電容器只有在其1/2πfc=2πfl等式成立時,才是整體阻抗最小的時候。也就是說,兩個不同電容器的諧振頻率點分開一段距離,不僅有利于略高頻濾波,也有利于較低頻濾波。
二是電纜或PCB布線的高頻等效特性(如圖所示)。無論高頻或低頻,接線電阻都是客觀存在的,但對于接線電感,只顯示接線電感。此外,還有一個分布式電容器。然而,當(dāng)導(dǎo)線附近沒有導(dǎo)體時,這個分布式電容器也是無用的,就像沒有男人和女人不能生孩子一樣。這是一個需要兩個導(dǎo)體的角色。
電感和電阻的特性相對簡單,易于理解,不重復(fù)。
然而,必須提到磁環(huán)和磁珠的高頻等效特性。由于磁環(huán)對高頻脈動的吸波效應(yīng)與電感性能有點相似,因此常被認(rèn)為是電感特性,但實際上是錯誤的。磁環(huán)是一種電阻特性,但這種電阻有點特殊。其電阻值大小為頻率函數(shù)R(f)。在這種情況下,當(dāng)高頻波動信號通過磁珠時,由于I2R的作用,高頻波動會加熱并干擾波動。
以上是EMC專業(yè)中高頻思維的基礎(chǔ)知識。有了這些,一系列的設(shè)計經(jīng)驗就可以輕松解決了。
ICVCC端安裝兩個電容器、一個電解電容器和一個瓷片電容器的原因是由于電容器的高頻等效特性線電感和電容器的串聯(lián)導(dǎo)致其綜合阻抗隨頻率而變化,而WL=(1/WC)的頻率點是其最小阻抗點(如圖所示)。此外,兩個電容器有自己的最小阻抗點,對應(yīng)不同的頻率點,為IC不同頻率范圍的電源需求提供電流。
靜電工作臺的接地導(dǎo)線采用寬銅帶和金屬絲網(wǎng)蛇皮管,而不是黃綠色圓形接地電纜。圓形接地電纜電感大,不利于高頻靜電電荷的排放。
電磁兼容設(shè)計中,電纜和電纜之間的間距不應(yīng)太近,否則信號電纜之間的串?dāng)_會由于電線分布電容的存在而引起。當(dāng)然,信號線最好更接近地線的耦合,這樣信號線上的波動干擾就可以很容易地排放到地線上。