機(jī)設(shè)計(jì)中的EMI抗干擾和ESD保護(hù)問(wèn)題

zui的大部分新無(wú)線終端產(chǎn)品都配備了高速數(shù)據(jù)接口、高分辨率液晶顯示屏和攝像頭模塊，甚至有些手機(jī)還配備了通過(guò)DNB接口接收電子L-view程序的功能。除了增加新功能之外，手機(jī)尺寸的挑戰(zhàn)仍未改變，手機(jī)仍在朝著緊湊和輕薄的方向發(fā)展。許多功能集中在一個(gè)狹窄的空間，導(dǎo)致手機(jī)設(shè)計(jì)中的靜電放電和電磁干擾問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。這些問(wèn)題必須在手機(jī)設(shè)計(jì)的初始階段解決，并根據(jù)應(yīng)用選擇有效的解決方案。靜電放電和電磁干擾保護(hù)設(shè)計(jì)的新挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的靜電放電保護(hù)或電磁干擾過(guò)濾功能主要由分立或無(wú)源器件解決方案實(shí)現(xiàn)，例如靜電放電保護(hù)變阻器或基于串聯(lián)電阻和并聯(lián)電容的電磁干擾保護(hù)比例積分型濾波結(jié)構(gòu)。手機(jī)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高和新集成電路的高電磁干擾敏感度促使設(shè)計(jì)者提高手機(jī)的抗干擾能力，從而暴露出一些方案的技術(shù)局限性。

傳統(tǒng)解決方案的局限性可以通過(guò)簡(jiǎn)單地比較變阻器和TVS二極管的箝位電壓Vcl來(lái)理解。變阻器的箝位電壓Vcl(8/20毫秒@ IPP=10a測(cè)試)顯示約40V，比瞬態(tài)電壓抑制器二極管的Vcl測(cè)量值高60%。當(dāng)必須執(zhí)行IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的魯棒性，不能考慮這種差異。除了這種固有的電壓差問(wèn)題之外，在移動(dòng)電話的使用壽命期間，隨著老化現(xiàn)象的出現(xiàn)，無(wú)源器件解決方案也暴露出電特性變化的問(wèn)題。

因此，瞬態(tài)電壓開(kāi)關(guān)二極管解決方案占據(jù)了靜電放電保護(hù)市場(chǎng)的很大份額，而集成硅解決方案也是電磁干擾濾波器不可或缺的組成部分。手機(jī)的抗電磁干擾功能

鐵氧體磁環(huán)在抗EMI中的使用

隨著現(xiàn)代電子設(shè)備和通信設(shè)備的迅速發(fā)展，由此引起的電磁干擾影響其他相鄰電子設(shè)備的正常運(yùn)行的問(wèn)題已經(jīng)引起了全世界的關(guān)注。國(guó)內(nèi)外采取了一系列抗電磁干擾措施，制定了電力設(shè)備、汽車(chē)、無(wú)線電接收機(jī)、家用電器和辦公設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備等電磁輻射環(huán)境保律法規(guī)和電磁兼容強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。在眾多的抗電磁干擾措施中，電磁干擾電源濾波器是一種非常有效的裝置。它是由無(wú)源元件組成的無(wú)源低通網(wǎng)絡(luò)，可以同時(shí)衰減共模和差模電磁干擾信號(hào)。其中，主要抑制共模干擾信號(hào)的共模扼流圈大多采用鐵氧體磁環(huán)作為磁芯，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，所有元件都裝配在屏蔽金屬或非屏蔽塑料外殼中，并且使用自硬化、阻燃的熱塑性合成樹(shù)脂作為灌封材料，所以要求鐵氧體磁環(huán)具有高磁導(dǎo)率和良好的高頻特性，熱塑性灌封后磁環(huán)的電感不應(yīng)大幅降低。為此，我們對(duì)兩種規(guī)格的國(guó)產(chǎn)鐵氧體磁環(huán)樣品進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試。

非晶在開(kāi)關(guān)電源EMI中的應(yīng)用

開(kāi)關(guān)噪聲

SPS的主要噪聲是由于二極管斷開(kāi)時(shí)的反向恢復(fù)現(xiàn)象發(fā)生的。當(dāng)隨換流外加反向電壓時(shí)，由于載流子被存儲(chǔ)在二極管的PN結(jié)，因而在載流子消失的前一段時(shí)間里，電流也會(huì)反向流動(dòng)，致使載流子消失時(shí)反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化(di/dt)。另外，從理論上說(shuō)，沒(méi)有PN結(jié)的肖特基二極管(SBD)里不會(huì)存在載流子，因而也就不會(huì)有恢復(fù)現(xiàn)象的存在。但實(shí)際上，由于受結(jié)電容的影響，會(huì)不同程度地觀測(cè)到類(lèi)似波形，所以也會(huì)有噪聲的發(fā)生。

為了防止噪聲，過(guò)去一般都采用RC吸收網(wǎng)絡(luò)。這種RC吸收網(wǎng)絡(luò)是使電阻和電容跟二極管并聯(lián)用電容器吸收由二極管發(fā)生的開(kāi)關(guān)噪聲，但電阻上的損耗和發(fā)熱問(wèn)題還有待于改善。

三、磁緩沖器

磁緩沖器與二極管呈串聯(lián)狀態(tài)插入電感器，使二極管的虛線所示狀態(tài)，并通過(guò)控制恢復(fù)峰值及其變化率(di/dt)來(lái)控制開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生。這種現(xiàn)象一般稱作軟恢復(fù)。同時(shí)這種緩沖器還對(duì)SBD等低耐壓得元件起一種免遭浪涌電壓破壞的保護(hù)作用。

開(kāi)關(guān)瞬變現(xiàn)象時(shí)磁緩沖器的工作性能原理。在瞬變電流發(fā)生期間，由于帶有大電抗而控制了浪涌的發(fā)生。并在穩(wěn)定期使電抗幾乎減小為零。也就是說(shuō)，是一種只在瞬變期作為電抗進(jìn)行工作并具有自控式磁開(kāi)關(guān)的電抗器。

實(shí)測(cè)磁化曲線說(shuō)明一下其工作原理。當(dāng)正向電流通向二極管時(shí)，磁芯飽和并處于B－H曲線的1位置上。這時(shí)，電感處于zui低狀態(tài)。當(dāng)二極管從ON向OFF轉(zhuǎn)換時(shí)，磁芯就會(huì)通過(guò)路線2發(fā)生磁通變化，但要加以控制，以使達(dá)到軟恢復(fù)狀態(tài)。當(dāng)二極管完全達(dá)到OFF時(shí)，磁芯即處于3的狀態(tài)。

其次，當(dāng)二極管從OFF向ON轉(zhuǎn)換時(shí)，正向電流開(kāi)始通向二極管，并加以電流控制，直至磁芯在4路線上被磁化、電感增加及磁芯達(dá)到飽和。