汽車 EMI 屏蔽：使用適當(dāng)?shù)?EMI 抑制方法控制汽車電子輻射和敏感性，第二部分

汽車電子系統(tǒng)的進步導(dǎo)致對 EMC 和 EMI 屏蔽設(shè)計的要求越來越嚴格。機械和電氣設(shè)計接口具有挑戰(zhàn)性，特別是對于新產(chǎn)品開發(fā)而言，必須做出關(guān)鍵的早期設(shè)計決策，或者假設(shè)可以通過良好的電子設(shè)計來實現(xiàn) EMC 以消除對 EMI 屏蔽的需求，或者預(yù)計包含EMI屏蔽。此外，應(yīng)優(yōu)化EMI屏蔽設(shè)計，以盡可能低的成本滿足EMC要求。這也增加了選擇正確的 EMI 屏蔽材料和開發(fā)用于 EMI 屏蔽應(yīng)用的新材料的需求 。

為了得出正確的解決方案，必須考慮許多因素。基本電路的輻射方程為： E=1.316 AIF2/(dS) 其中： E = 場強，單位為 ?V/m，A = 環(huán)路面積，單位為平方厘米，I = 驅(qū)動電流，單位為安培，F(xiàn) = 頻率，單位為兆赫， d = 以米為單位的間隔距離，S = 源和測量點之間的屏蔽比。

分析公式 1，很明顯頻率是最大的罪魁禍首，因為隨著頻率 (F) 的平方增加，排放量也會增加。對于電流 (I)，發(fā)射線性增加，環(huán)路面積 (A) 也是如此。距離 (d) 由測試規(guī)范設(shè)定，1.316 是一個常數(shù)。系統(tǒng)設(shè)計人員無法控制最后兩個參數(shù)，因此不得考慮它們。敏感性方程為： Vi=2'AEFB/(300S) 其中 Vi = 感應(yīng)到環(huán)路中的電壓，A = 以平方米為單位的環(huán)路面積, E = 以伏特/米為單位的場強，F(xiàn) = 以兆赫茲為單位的頻率，B = 帶寬因數(shù)(帶內(nèi)：B = 1;帶外：B = 電路衰減)，以及 S = 屏蔽(比率)保護電路。

等式 2 表明磁化率與環(huán)路面積 (A)、頻率 (F) 和帶寬因數(shù) (B) 成正比。頻率 (F) 由對 2 或 300 的規(guī)范控制決定，對于這個方程，它是光速除以 1,000,000。

· 從方程中，可以確定一些關(guān)鍵信息。排放水平為：

· · 與循環(huán)面積直接相關(guān)。

· 與信號電流直接相關(guān)。

· 頻率平方的函數(shù)。

· 與屏蔽效能成反比。

易感性水平為：

· · 與循環(huán)面積直接相關(guān)。

· 與帶寬直接相關(guān)。

· 直接關(guān)系到發(fā)射頻率和場強。

· 與屏蔽效能成反比。

可以通過多種方式降低 EMI：

· · 移動 PCB 上的組件。

· 添加/更改地平面。

· 減少嘈雜的 PCB 走線和電線的長度。

· 匹配驅(qū)動器和返回電路走線或電纜線，以消除磁信號并減少環(huán)路面積。

· 添加特殊組件，即電感器、電容器、電阻器或這些部件的組合。

· 更換電路元件——噪音更低的元件。

· 添加鐵氧體產(chǎn)品。鐵氧體將吸收 EMI 能量，將其以少量熱量(通常以微瓦為單位)消散。

· 使用特殊的屏蔽技術(shù)。

對于輻射 EMI，一旦制定了適當(dāng)?shù)碾娐凡季?最小化頻率、電流和環(huán)路面積)，如果電路仍然不能滿足其 EMI 要求，唯一要做的就是提供某種屏蔽。從源頭處理 EMI 抑制總是更有效且成本更低。因此，板級屏蔽 (BLS) 是最具成本效益且通常是最有效的屏蔽類型。但是，必須在設(shè)計過程的一開始就設(shè)計 BLS，因為需要提供與印刷電路板 (PCB) 的正確連接。盡管 BLS 可能很好，但它并不總是完整的解決方案。

· 設(shè)備的外殼可能必須由導(dǎo)電材料制成以阻擋電磁場，例如箔、金屬、金屬化塑料、導(dǎo)電織物等。一種方法可以是圍繞設(shè)備或受影響的組件構(gòu)建導(dǎo)電盒。這涉及將產(chǎn)生 EMI 的系統(tǒng)或設(shè)備放入導(dǎo)電盒中并密封該盒。這采用了 EMI 墊片，例如 Fabric-over-Foam (FoF)、CF、金屬絲網(wǎng)、fingerstock、BLS 等。

· EMI 射頻 (RF) 吸收器和鐵氧體更多地用于系統(tǒng)級，吸收和消散電磁場。吸收片可以應(yīng)用于產(chǎn)生 EMI 的系統(tǒng)或設(shè)備的外殼。鐵氧體芯片和射頻吸收器可以直接放置在系統(tǒng)或設(shè)備上。

· 屏蔽對傳導(dǎo) EMI 幾乎沒有作用。需要消除噪聲 (EMI)，同時不消除所需信號。這通常通過使用濾波器來選擇干擾噪聲并允許良好信號通過來解決。大多數(shù)濾波器都是頻率特定的。鐵氧體可以充當(dāng)過濾器和吸收器。

· 在確定 EMI 問題的正確鐵氧體解決方案時，必須考慮許多問題：頻率、信號電流(預(yù)期)、噪聲電流，以及信號和噪聲電流是否為相同頻率。許多鐵氧體特性與頻率有關(guān)。其他考慮因素是：

· · 當(dāng)前的

· 安培 – 信號電流匝數(shù)

· 放大器 - 偏置電流匝數(shù)

· 核心飽和度

· 零件尺寸

· 共?；虿钅＝鉀Q方案

· 溫度

· 滲透率與溫度

· 阻抗與溫度

· 居里溫度

· 單線或多線

· 隔離電阻率