基于積木式電路保護(hù)的供抗 EMI 設(shè)計技術(shù)

電磁干擾 (EMI) 及其對組件、電路和系統(tǒng)的影響是許多設(shè)計的一個嚴(yán)重問題。它可能導(dǎo)致暫時性故障、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，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。

我不會在這里嘗試提供抗 EMI 設(shè)計技術(shù)的指南。這是一個太大的話題，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 及其后果的實踐文章。其中許多參考資料相對較舊，但仍然非常有效，因為 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)計實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、正確布局和屏蔽外殼。

EMI防護(hù)場所

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。基本策略包括在盡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)計電路時應(yīng)考慮 EMI 保護(hù)，而不是大量留給后期設(shè)計/原型測試。盡管如此，在構(gòu)建和評估電路和系統(tǒng)之后，設(shè)計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 套件中有一個工具很容易被忽視：使用由于其設(shè)計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算放大器讓我想起了這一點，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)動機控制單元和異常檢測系統(tǒng)用于工廠自動化設(shè)備。這些運算放大器通過結(jié)合專有的模擬設(shè)計技術(shù)和制造工藝來實現(xiàn)增強的 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)射測試中，標(biāo)準(zhǔn)運放的輸出電壓在所有頻段波動都在±300 mV以上，而在所有頻段最多只有±10 mV。它的新系列。這個低值通常意味著不需要 EMI 相關(guān)的“對策”，例如在每個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，顯示了在四項國際噪聲評估測試中的表現(xiàn)：ISO 11452-2 無線電波發(fā)射測試、ISO 11452-4 大電流注入測試、ISO 11452-9 接近天線抗擾度測試;和 IEC 62132-4 直接射頻功率注入測試。

其他抗電磁干擾元件

這些運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)計和可用性風(fēng)險，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?

在高壓工業(yè)應(yīng)用中，工程師們可以使用全新的高密度隔離式DC/DC偏置電源，將電源解決方案縮小80%，從而最大限度地提高效率

北京2020年2月12日 /美通社/ -- 德州儀器(TI)(納斯達(dá)克代碼：TXN)今日推出了首款采用新型專有集成變壓器技術(shù)開發(fā)的集成電路(IC)：一種具有業(yè)界更低電磁干擾(EMI)的500mW高效隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器UCC12050。其2.65mm的高度能夠幫助設(shè)計師減小解決方案的體積(與離散解決方案相比減少了80%，與電源模塊相比減少了60%)，效率是同類競爭器件的兩倍。UCC12050專為提高工業(yè)性能而設(shè)計，其5kVrms增強隔離和1.2kVrms的工作電壓可以防止系統(tǒng)出現(xiàn)高壓峰值(如工業(yè)運輸、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和醫(yī)療設(shè)備中)。欲了解更多信息，敬請訪問TI官網(wǎng)。

德州儀器EMI優(yōu)化集成變壓器技術(shù)將電力傳輸隔離小型化為IC尺寸封裝

TI突破性的集成變壓器技術(shù)可以實現(xiàn)高密度隔離DC/DC電源轉(zhuǎn)換，同時保持低EMI。單封裝、表面貼裝架構(gòu)給設(shè)計師提供了一個易于使用的低斷面集成電路，減少了材料清單(BOM)，并且能在寬溫度范圍內(nèi)高效運行。EMI優(yōu)化、低電容變壓器和靜音控制方案簡化了EMI合規(guī)性，同時提供了可選擇增強或基本隔離的可靠解決方案。下載白皮書， “通過隔離柵的電源：隔離DC/DC電源的概覽” ，了解更多關(guān)于該新系列增強隔離DC/DC偏置電源的信息。

UCC12050

的主要特性和優(yōu)點

尺寸小、功率密度增加

：UCC12050采用16引腳小外形集成電路(SOIC)封裝，尺寸為10.3毫米×10.3毫米×2.65毫米，可提供60%的效率，是同類尺寸競爭器件的兩倍，也是相對隔離電源模塊功率密度的兩倍。在新架構(gòu)中使用0.5W可以提高可靠性，減少了材料清單，并簡化了電路板布局。

更低

EMI：具有更低一次到二次電容的UCC12050的集成變壓器優(yōu)化了EMI性能，并且其靜音控制方案使得工程師更容易讓他們的設(shè)計通過國際無線電干擾特別委員會(CISPR)32 B級電磁干擾測試，因為它在兩層印刷電路板上留有余裕。這種解決方案還消除了通常需要滿足EMI認(rèn)證的外部濾波器組件，如低壓差穩(wěn)壓器和鐵氧體磁珠，大大減少了組件選擇和設(shè)計時間。

增強隔離，寬溫度范圍：

帶有8mm蠕變和間隙的UCC12050的增強隔離用于保護(hù)和抵抗地電位差。它的高效率和寬工作溫度范圍(-40°C至125°C)可在極端條件下提供更多功率。閱讀技術(shù)文章，“隔離101：如何為您的應(yīng)用程序找到合適的隔離解決方案”， 了解增強隔離，特別是UCC12050，如何幫助您節(jié)省更多時間、精力、空間甚至成本(相較于其他的隔離偏置電源解決方案)。

這種新型高密度隔離電源轉(zhuǎn)換器是TI電源管理產(chǎn)品組合中最新的行業(yè)領(lǐng)先器件，為任何需要隔離的工業(yè)應(yīng)用提供了小尺寸和易用性。此外，新型UCC12040憑借3kVrms基本隔離提供了所有相同的優(yōu)點。