131 1300 0010
开关电源
当前位置: 首页>> 电源技术>>开关电源>>
  • 导航栏目
  • 逆变电源
  • 开关电源
  • 电机伺服
  • 其他电源
  • 电容滤波在PCB电路EMC设计中的作用是什么
    电容滤波在PCB电路EMC设计中的作用是什么
  • 电容滤波在PCB电路EMC设计中的作用是什么
  •   发布日期: 2020-04-02  浏览次数: 1,058

    一、电容的滤波作用

    电容滤波在PCB电路EMC设计中的作用是什么

     

    ● 即频率f越大,电容的阻抗Z越小。

    ● 当低频时,电容C由于阻抗Z比较大,有用信号可以顺利通过;

    ● 当高频时,电容C由于阻抗Z已经很小了,相当于把高频噪声短路到GND上去了。

    二、电容滤波在何时会失效

    整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波,往往有“大电容滤低频,小电容滤高频”的说法。

    以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例,进行等效模型如下:

    电容滤波在PCB电路EMC设计中的作用是什么

    容值10nF,封装0603的X7R陶瓷的模型参数如下:

    由于等效模型中既有电容C,也有电感L,组成了二阶系统,就存在不稳定性。对电路回路来说,就是会发生谐振,谐振点在如下频率处:

    下图是谐振曲线的示例:

    即常说的在谐振点前是电容,谐振点之后就不再是电容了。

    三、LC滤波何时使用

    如果串联电感L,再并联组成C,就形成了LC滤波:

    单独一个电容C是一阶系统,单独一个电感L也是一阶系统,在幅值衰减斜率是-20dB。但LC组成的二阶系统,幅值衰减斜率是-40dB,更靠近理想的“立陡”的截止频率的效果,即滤波效果更好。

    四、PWM频率到底是多少

    往往提到PWM,比如会说用20kHz PWM驱动电机等。但实际上,这个20kHz仅代表PWM的脉冲周期是50us:

    那么所谓的20kHz PWM在频域上的频率点落在哪里呢,如下公式:

    对于阶跃信号来说,由于上升时间tr无穷小,则频率f无穷大。当频率高了之后,寄生参数则不能在忽略,会引发很多谐振的问题。

    从信号上来看,就是很陡峭的阶跃信号会有过冲和振荡的问题。简单来说就是频率f越大,则噪声所占的频率就会越宽泛,即EMC特性就会越差。

    五、如何将原理图和PCB对应起来

    由于细分工种的问题,原理图和PCB被割裂开来,由两组人进行分工作业:

    例如在原理图上有如下的电路:

    其隐含一个问题就是在PCB上其实V1的负极和C1的负极是有一条线(PCB layout工具软件中用的词比较准确,Trace,踪迹/轨迹)。

    往往在设计阶段A-》B-》C是都会关注的。如果EMC出现问题,除了要在原理图上查找电路参数的问题,还需要特别关注C-》D,即回流路径。

    如果回流路径不顺畅,会造成信号的畸变:

    比如在EMC试验时,MCUADC采集到的信号被干扰到了,则除了在原理图上分析外,在PCB上讲该信号高亮出来,然后再耐心寻找该信号的回流路径是否有不顺畅的地方:

    对着信号线头脑中想象回流路径,有点意识流的感觉。

    六、总结


  • ·上一篇:
    ·下一篇:
  • 其他关联资讯
    深圳市日月辰科技有限公司
    地址:深圳市宝安区松岗镇潭头第二工业城A区27栋3楼
    电话:0755-2955 6626
    传真:0755-2978 1585
    手机:131 1300 0010
    邮箱:hu@szryc.com

    深圳市日月辰科技有限公司 版权所有:Copyright©2010-2023 www.szryc.com 电话:13113000010 粤ICP备2021111333号