EMI電磁干擾中耦合機(jī)理與電場(chǎng)干擾解釋

電磁干擾EMI是電子電路設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)生涯中最頭疼的問(wèn)題之一，只要電路運(yùn)行，就必然有電磁干擾的產(chǎn)生。怎樣最大程度的抑制EMI的產(chǎn)生就成為了人們關(guān)心的話題，然而想要解決EMI問(wèn)題，首先就要了解EMI的產(chǎn)生機(jī)理。本文就將對(duì)EMI產(chǎn)生機(jī)理中的耦合機(jī)理與電場(chǎng)干擾來(lái)進(jìn)行解釋。

耦合機(jī)理

從圖1可見(jiàn)，耦合機(jī)理可進(jìn)行劃分，輻射分為電場(chǎng)與磁場(chǎng)，再細(xì)分又是近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)。耦合為分傳導(dǎo)與輻射。

產(chǎn)生電場(chǎng)干擾的基本原因，是帶電物體的電荷在重新進(jìn)行分布，即分布電容在不斷進(jìn)行充放電;產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾的基本原因，是流過(guò)導(dǎo)體中的電流大小和方向在不斷改變，即分布電感產(chǎn)生的磁通大小和方向在不斷變化。

電場(chǎng)干擾

如圖2所示，位移電流I等于電場(chǎng)強(qiáng)度E乘以遷移率m，即：

I=E×m

由于感應(yīng)導(dǎo)體中的電場(chǎng)強(qiáng)度每處都不一樣，所以導(dǎo)體中位移電流大小每處都不一樣。當(dāng)帶電體的極性或電場(chǎng)方向改變時(shí)，被感應(yīng)的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生位移電流。所以位移電流也稱極化電流。當(dāng)導(dǎo)體的長(zhǎng)度正好等于四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生諧振，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射。

圖3中的e1、e2、e3、e4為磁場(chǎng)對(duì)回路感應(yīng)產(chǎn)生的差模干擾信號(hào)。e5、e6、e7、e8，為磁場(chǎng)對(duì)地回路感應(yīng)產(chǎn)生的共模干擾信號(hào)。

共模信號(hào)的一端是線路板，另一端是大地。線路板中的公共端不能算為接地，不要把公共端與外殼相接，除非機(jī)殼接大地，否則，公共端與外殼相接，會(huì)增大天線的有效面積，共模輻射干擾更嚴(yán)重

E1、E2、E3、E4，不是轉(zhuǎn)成共模，共模干擾是E5、E6、E7、E8,差模是對(duì)稱性干擾，共模是非對(duì)稱性干擾，

如線到大地的信號(hào)都稱為共模信號(hào)，圖3并沒(méi)有表示是差模轉(zhuǎn)共模。

很多時(shí)間并不是公共端越大越好。也就是大家所說(shuō)的“地線”，特別是有高頻電流流過(guò)的時(shí)候。它是不會(huì)直接跑出來(lái)，但會(huì)通過(guò)很多途徑跑出來(lái)，比如說(shuō)從線輻射出去。輸入與輸出線之間。還有一點(diǎn)，一般的金屬盒屏弊效果也不好，因?yàn)椴皇倾~，這里就涉及到物理學(xué)知識(shí)了，雖然鋁也是屬于逆磁性材料。和銅比起來(lái)就相差遠(yuǎn)了。

本文通過(guò)對(duì)耦合機(jī)里與電場(chǎng)干擾的介紹，來(lái)幫助讀者理解電磁干擾EMI的產(chǎn)生機(jī)理，以便從內(nèi)部開(kāi)始對(duì)EMI來(lái)進(jìn)行控制與抑制。很多時(shí)候，面對(duì)一些較麻煩的難題，需要做的或許不是從外部的強(qiáng)行干涉，而是通過(guò)了解原理來(lái)從內(nèi)部進(jìn)行解決。希望大家在閱讀過(guò)本文之后能夠有所收獲。