EMC中電場耦合的概念和舉例

一概念

在EMC中電場耦合是因為位移電流(displacement current)的電容性效應(yīng)而產(chǎn)生。實際上我們并沒有要電流流經(jīng)某一特定方向，但是因為結(jié)構(gòu)上形成的寄生電容對電流提供了一個低阻抗的路徑，該路徑的阻抗比設(shè)計上的電流路徑阻抗更低。因為電流是一個完整的環(huán)路，所以環(huán)路的阻抗在電路中是一個非常重要的參數(shù)。

布線間的電場耦合

二舉例

下圖中顯示的帶散熱器的PCB示意圖。一頻率緩沖器驅(qū)動一條線路，該線路靠近一個裝有散熱器之大型IC。當(dāng)此線路布線途經(jīng)散熱器時，在線路布線與散熱器之間有一個寄生電容產(chǎn)生，同時在散熱器與頻率緩沖器之間也有寄生電容之存在。(當(dāng)然，在散熱器與接收器、與屏蔽、與系統(tǒng)之其他組件之間都會有寄生電容，但是在本例中可以忽略不計，因此不致影響EMC 問題)。 此電容阻抗為：

備注： C = 電容量Capacitance f = 頻率

實際中電容量的大小取決于其幾何結(jié)構(gòu)。而且阻抗會隨頻率不同而變化。在相同結(jié)構(gòu)下，對越高頻率的諧波其阻抗越低。

三結(jié)論

所有的電流都必須要流過完整的環(huán)路回到源頭。在本次例子里，我們希望所有諧波電流路徑都從頻率緩沖器流過，經(jīng)線路布線到接收端，然后再經(jīng)由接地參考平面回到頻率緩沖器。然而實際布線中，線路布線與散熱器間的寄生電容，以及散熱器與頻率緩沖器間的寄生電容，都提供了比上述路徑還要低阻抗的路徑，造成了部分電流從散熱器流過。若設(shè)計初期沒有注意到這個返回電流路徑，散熱器因為體積比線路布線要大的多，因此散熱器會成為最大的輻射發(fā)生器，特別對于高頻段的諧波，造成了不必要的輻射干擾，到最后就需要借助屏蔽殼來隔離，所以在設(shè)計前期布線中就應(yīng)該需要考慮到這個問題。

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