开关电源PCB板的EMI抑制和抗干扰设计

开关电源常见于各种通信、控制等电子设备,广泛应用于军事、工业、医疗等领域,具有高效、轻巧以及可靠的特点。随着电子技术的快速发展,开关电源也在不断发展,行业对于电源性能的要求也越来越高,开关电源趋于高频化,但同时会产生一系列的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)问题。这些干扰可能对设备的正常运行、周围电子设备的性能稳定性以及电磁兼容性产生不利影响。基于此,简单讨论开关电源印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的EMI抑制和抗干扰设计意义,深入探讨设计要点,以供参考。

抗电磁干扰(EMI)磁性材料及元器件技术

随着IT业的迅猛发展 ,电磁干扰 (EMI)问题也日益突出 ,电磁环境愈益恶化 ,发展抗电磁干扰技术刻不容缓。本文首先分类介绍了国内外各种抗EMI材料的研究动态 。

快淬Fe-Si-Al软磁合金的扁平化、微结构与电磁性能研究

用快淬法制备Fe-Si-Al合金薄带,通过高能球磨对其进行扁平化处理,在氮气保护下进行700℃退火处理30min。研究了高能球磨工艺和退火处理对Fe-Si-Al合金样品形貌、结构及磁性能的影响。结果表明,高能球磨70h后,Fe-Si-Al合金薄带细化为纵横比较大的扁平状微粉;后续的退火处理有效提高了合金样品的饱和磁化强度;利用退火态扁平化微粉制备的同轴圆环样品,在1GHz附近具有良好的抗电磁干扰(EMI)特性。

基于光纤传输的高压断路器触头温度测量研究

针对高压真空断路器内部的高电压、大电流、强电磁干扰、机械结构复杂的特殊工作环境,提出了基于光纤传输技术的隔离式触头温度实时测量系统。首先阐述了系统的总体结构设计和各模块设计的基本思路,然后从硬件和软件两个方面详细描述了系统的设计过程。系统的实际测试结果表明:该系统能够对高压断路器内多个触头温度进行实时监测并能安全、稳定、可靠的工作;系统安装简便,成本低,功耗小,并具有很高的安全性、实时性、准确性以及抗强电磁干扰能力。

抗EMI磁性滤波器:原理应用展望

简要介绍了吸收式和组合式抗EMI滤波器的原理、分类及应用,概述了磁性滤波器的发展趋势及近几年的最新研究成果。

Y型BaZnCoCu铁氧体纳米晶粒的合成及其微波性能

为了提高Y型BaZnCoCu铁氧体的抗电磁干扰特性,采用柠檬酸溶胶-凝胶自蔓延法制备了Ba2Zn1.2-2xCo2xCu0.8Fe12O22(x=0.025,0.45)铁氧体纳米晶样品。利用XRD和矢量网络分析仪分别测定了样品的晶体结构和电磁参数。结果表明,经过1050℃,4h的高温退火,两样品均为Y型磁铅石晶体结构。在L波段,x=0.025的样品具有较大的复磁导率和复介电常数,而x=0.45的样品具有较高的损耗角正切值。在X波段,两样品都出现自然共振峰,并且1mm厚样品的反射功率损耗大于10dB的频宽都在3GHz以上。两样品在X波段有很好微波吸收性能,在L波段也有可观的吸收特性。

掺杂Bi_2O_3、Mn_3O_4、Co_2O_3、LiCO_3对NiCuZn铁氧体材料性能的影响

为了提升叠层片式抗EMI滤波器用低温共烧NiCuZn铁氧体材料的性能,研究了Bi2O3、Mn3O4、Co2O3、LiCO3掺杂对NiCuZn铁氧体材料微观结构及电磁性能的影响。采用传统的氧化物法制备NiCuZn材料,对材料的主配方、助烧剂、掺杂进行适当的选择,采用适当制备工艺可达到良好效果,制备出优异性能的抗EMI滤波器用低温共烧NiCuZn铁氧体材料。

嵌入式系统抗电磁干扰体系研究与实践

针对嵌入式工业过程产品面临的复杂电磁环境,通过分析研究电磁干扰源的信号特征,探讨了抗电磁干扰的应对措施,提出了嵌入式系统产品设计时应采取的层次化的防护体系结构;在抗电磁干扰体系中,CPU及周边电路为核心,所有外部端口信号都要隔离后接入,需采取吸收、泄放、过滤等措施预先进行干扰信号衰减,防止其损坏元件,突破防护体系;结合所提出抗干扰体系结构,通过具体案例详细说明了其实现的方法;经型式试验结果和现场应用表明,所提出抗电磁干扰体系的效果良好。

片式抗EMI低通滤波器的LTCC工艺研究

采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺实现抗电磁干扰(EMI)低通滤波器,针对在工艺流程中出现的各种问题,通过分析后提出解决方案,经反复实验,成功制作出与设计目标相符合的器件。所总结的工艺经验同样适用于基于LTCC工艺的其他器件。

扁平金属磁性微粉的工艺与抗电磁干扰特性

评述了使用扁平化金属微粉磁性材料作为抗 EMI材料的设计思路、制备工艺及其对磁特性的影响 ,最后给出了使用这种扁平化金属微粉磁性材料与聚合物混合制成的柔软可挠性抗 EMI材料的抗

提高单片机应用系统可靠性的软件技术

软件抗干扰技术是抑制电磁干扰的重要手段。首先分析了电磁干扰对单片机应用系统造成干扰的主要后果 ,然后分别介绍了提高单片机应用系统可靠性的各种软件抗干扰技术。

基于混沌反控制降低Buck型变换器EMI及纹波研究

开关模式电源通常会产生电磁干扰。利用混沌能够降低开关模式电源的EMI(Electromagnetic interference),但会引起较大的输出电压纹波。基于新的电压反馈扰动方法可使Buck变换器工作在混沌状态,改善电感电流频谱分布,降低频谱峰值,使之满足EMI要求。Pspice仿真结果表明:该混沌反控制方法不仅能够有效的降低Buck型变换器的EMI水平,并且能够明显降低输出电压纹波。

多层片式抗EMI滤波器工艺研究

以ＮｉＺｎＣｕ 铁氧体为原材料，通过适量掺杂Ｂｉ２Ｏ３ 作为降温烧结剂，将铁氧体烧结温度降至９２０℃，从而实现ＮｉＺｎＣｕ 铁氧体与Ａｇ 内电极的共烧匹配。再经特殊设计及技巧改良，制作出磁性能优良的多层片式电感器（ＭＬＣＩ）和非常适合高密度表面封装技术（ＳＭＴ）要求的多层片式滤波器（ＭＬＣＦ）

微弱电流I-V转换电路保护环设计

针对微弱信号电路易受干扰和输入端泄漏电流影响测量精度问题,对电路进行了保护环的设计。该电路分别采用T型反馈电阻网络和单个大电阻反馈网络,选择输入电阻足够大、偏置电流小的运算放大器进行设计。EMI仿真和实验结果都表明保护环的引入提高了电路的抗干扰性,从而显著地提升了电路的灵敏度、测量的精度和稳定性。

片式抗电磁干扰滤波器Ni-Zn铁氧体材料与工艺研究

通过添加适量CuO和Bi2O3,将Ni-Zn铁氧体材料的烧结温度降至870～920℃,达到Ni-Zn铁氧体材料与Ag电极共烧匹配的目的.试制了片式抗电磁干扰滤波器,并对其插入损耗特性进行了计算机模拟,表明所研制的抗电磁干扰滤波器不仅适合高密度表面封装技术的要求,也可满足宽频域抗电磁干扰需要.

基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的抗EMI滤波器设计

制备了一种适用于LTCC工艺的NiCuZn铁氧体材料,并用所得材料制作了品质优良的多层电感。选择椭圆滤波器原型,通过Agilent-ADS电路模型仿真与Ansoft-HFSS物理模型仿真,成功设计出了截止频率为10MHz的抗EMI滤波器。

PFM开关电源集成电路的抗电磁干扰设计

针对脉冲频率调制(PFM)开关电源(SMPS)集成电路,提出了抗电磁干扰(EMI)设计的两种方法。通过采用零电流检测电路,控制开关电源集成电路中的开关金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在第一个谷底导通,从而降低导通电流的尖峰值。通过采用恒压和恒流设计技术,使开关电源集成电路中的电压和电流得到限制,有助于降低电流纹波。采用CSMC 1μm 40 V高压工艺设计了PFM开关电源集成电路SX1618,将以上两种抗电磁干扰设计方法应用在该电路的设计中,并设计了针对性的保护结构。完成SX1618整体仿真和版图设计后进行了流片和封装,并将其应用在实际的开关电源中,经测试,开关电源的抗电磁干扰能力符合标准。

电力线载波通信抗干扰性能测试研究

针对目前电力线载波通信性能测试设备,在抗干扰性能测试方面可靠性较差和准确度较低的现状,文章深入分析了在用测试系统的技术实现及其抗干扰测试关键技术需求,重点研究了测试系统机架结构内存在的电磁传导和辐射串扰及其多径干扰,并就传统LC衰减器及其衰减矩阵的不精确性和不稳定性作了简要阐述,提出了设备改进方案。基于高性能EMI滤波器、屏蔽箱、同轴程控衰减器等关键部件,改进研制了现有测试系统,经接收灵敏度和解调门限信噪比测试验证,其测试过程更加稳定,测试结果更加可靠、准确,这种改进技术方案既适用于点对点通信性能测试,也适用于载波通信路由组网能力测试。

基于反相技术的开关电源共模干扰的抑制

共模干扰可严重影响开关电源的EMC性能，对此提出了一种基于反相技术的新方法，以通过抑制电源辐射来减小变流器共模干扰的。仿真和实验验证了该方法的有效性。

嵌入式导弹测控系统的硬件抗干扰设计

结合实际工程中普遍存在的电磁干扰现象,就硬件抗干扰设计进行了总结,分析了电磁干扰源、干扰的传输途径及干扰产生的后果。主要从抑制干扰源、切断干扰传输途径两方面出发,提出了嵌入式导弹测控系统硬件抗干扰设计思想。详细归纳了嵌入式导弹测控系统电路中供电系统、接地、信号传输通道、空间电磁场以及印制电路板的总体布局与走线等方面的抗干扰设计方法,给出了一种恢复受干扰系统的专用复位电路。