輻射發射測試:如何避免采用復雜的EMI抑制技術以實現緊湊、高性價比的隔離設計


原標題:輻射發射測試:如何避免采用復雜的EMI抑制技術以實現緊湊、高性價比的隔離設計
在輻射發射(RE)測試中,通過優化隔離設計以避免采用復雜的EMI抑制技術,同時實現緊湊、高性價比的設計,可以從以下幾個方面入手:
一、選擇集成化解決方案
采用集成隔離電源模塊
使用集成變壓器和驅動電路的芯片級解決方案(如ADI的isoPower?系列),通過內部線圈對稱性和驅動電路優化,減少共模電流(CM電流)的輻射。優勢:無需外部旁路電容,減少PCB空間占用,降低設計復雜度。
案例:ADuM5020/ADuM5028在2層PCB上即可滿足CISPR 22/EN 55022 B類標準,提供500mW和330mW功率。
利用芯片內置輻射抑制技術
選擇具備內置EMI抑制功能的隔離芯片,例如采用擴頻調制技術降低特定頻率的輻射峰值,或通過優化封裝結構減少寄生參數。
二、優化電路與布局設計
降低開關頻率與寄生參數
降低開關頻率:在滿足效率要求的前提下,降低開關頻率以減少高頻輻射。
減少寄生電容:通過優化變壓器繞組布局,減少初級與次級之間的寄生電容,從而降低CM電流的容性耦合。
合理布局PCB
分離敏感信號線:將高頻信號線與低頻信號線分開布線,避免信號耦合。
縮短信號回路:減小信號回路的面積,降低輻射效率。
增加地平面:在PCB中添加完整的地平面,提供低阻抗回流路徑,減少輻射。
三、采用低成本輻射抑制技術
使用鐵氧體磁珠
在次級端添加鐵氧體磁珠,利用其高頻阻抗特性抑制輻射。優勢:成本低、體積小,適合緊湊設計。
案例:ADI的isoPower?系列產品通過在次級端使用鐵氧體磁珠,進一步降低輻射發射。
優化旁路電容
選擇低ESR電容:使用等效串聯電阻(ESR)低的電容,提供更好的高頻濾波效果。
合理布局電容:將旁路電容盡可能靠近電源引腳,減少寄生電感。
四、設計階段的前期考慮
EMC設計前置
在產品設計初期就考慮EMC要求,避免后期因輻射發射問題導致設計反復。仿真分析:使用EMC仿真工具預測輻射發射水平,優化設計方案。
標準預研:提前研究目標市場的輻射發射標準(如CISPR 11/EN 55011、FCC Part 15),確保設計符合要求。
選擇合規組件
選用已經通過EMC認證的元器件,減少輻射發射風險。示例:選擇符合IEC 60950-1安全標準的隔離變壓器,降低設計合規難度。
五、創新技術助力
擴頻調制技術
通過調制開關頻率,將輻射能量分散到更寬的頻帶,降低峰值輻射水平。優勢:無需額外硬件,通過軟件即可實現。
優化線圈對稱性
設計高度對稱的變壓器繞組,減少CM電流的不平衡,從而降低輻射。
六、案例總結
以ADI的isoPower?系列產品為例,通過以下技術實現緊湊、高性價比的隔離設計:
集成化設計:將變壓器與驅動電路集成到芯片中,減少外部元件。
內置輻射抑制:采用擴頻調制、線圈對稱性優化和鐵氧體磁珠,降低輻射發射。
簡化PCB設計:無需外部旁路電容,支持2層PCB布局,降低設計復雜度和成本。
結論
通過選擇集成化解決方案、優化電路與布局設計、采用低成本輻射抑制技術,并在設計階段前置考慮EMC要求,可以有效避免復雜的EMI抑制技術,實現緊湊、高性價比的隔離設計。
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