一文教你如何正確選型電磁兼容（EMC）元器件

在復雜的電磁兼容環境中，每個電子和電氣產品除了能夠抵抗一定的外部電磁干擾外，還不能對電磁環境中的其他電子和電氣產品產生負擔不起的電磁干擾。換句話說，既要滿足相關標準規定的電磁敏感極限值要求，又要滿足其電磁發射極限值要求。這是電子電氣產品電磁兼容性應解決的問題，也是電子電氣產品通過電磁兼容性認證的必要條件。許多工程師在設計產品電磁兼容性時，往往無助或效果不理想，因此有必要討論。

對于電磁兼容的相關理論，電子元件技術網通過在線EMC半月談，EMC講臺和線下電磁兼容性研討會進行了深入討論。現在我們通過一些圖片，直觀系統地回顧電磁兼容性的含義、電磁干擾的三個要素以及抑制電磁干擾的原理。然后根據EMC不同元器件的設計原理和結構特點主要講解不同元器件的結構特點EMC設計中的選擇和應用技巧，EMC設計具有指導作用。

電磁兼容性元件是解決電磁干擾發射和電磁敏感性問題的關鍵。正確選擇和使用這些元件是電磁兼容性設計的前提。因此，我們必須深入掌握這些元件，才能設計出符合標準要求、性價比最好的電子電氣產品。每個電子元件都有自己的特點，所以在設計時要仔細考慮。接下來，我們將討論一些常見的電子元件和電路設計技術，以減少或抑制電磁兼容性。

元件組

有兩個基本的電子元件組：引腳和無引腳元件。引腳線元件具有寄生作用，特別是在高頻時。引腳形成一個小電感，大約1nH/mm/引腳。引腳末端也能產生小電容效應，約4個pF。因此，引腳的長度應盡可能短。與帶引腳的元件相比，無引腳、表面貼裝的元件寄生效果較小。典型值為:0.5nH寄生電感和0左右.3pF終端電容。

從電磁兼容性的角度來看，表面貼裝元件效果最好，其次是放射引腳元件，最后是軸向平行引腳元件。

一，EMC元件之電容

在EMC設計中，電容器是應用最廣泛的部件之一，主要用于形成各種低通濾波器或去耦電容器和旁路電容器。大量的實踐表明：EMC在設計中，正確選擇和使用電容器不僅可以解決很多問題EMI問題，能充分體現效果好、價格低、使用方便的優點。如果電容器的選擇或使用不當，可能根本達不到預期目的，甚至加重EMI程度。

從理論上講，電容器的容量越大，容抗越小，濾波效果越好。有些人也有這個習慣。但大容量電容器一般寄生電感較大，自諧振頻率較低（如典型陶瓷電容器，0.1μF的f0=5MHz，0.01μF的f0=15MHz，0.001μF的f0=50MHz），高頻噪聲的去耦效果很差，甚至根本沒有。分離元件的濾波器頻率超過10MHz它將開始失去性能。組件的物理尺寸越大，轉折點的頻率就越低。這些問題可以通過選擇特殊結構的電容器來解決。

貼片電容的寄生電感幾乎為零，總電感也可以降低到元件本身的電感，通常只是傳統電容寄生電感的1/3~1/5，自諧振頻率可達同容量帶引線電容的2倍(也有數據說可達10倍)，是射頻應用的理想選擇。

傳統上，瓷電容器通常用于射頻應用。但在實踐中，超小聚酯或聚苯乙烯薄膜電容器也適用，因為它們的尺寸與瓷電容器相當。

三端電容可將小瓷電容頻率范圍從50MHz以下拓展到200MHz以上，這對抑制VHF頻段的噪聲非常有用。在這里。VHF或者更高的頻帶可以獲得更好的濾波效果，特別是為了保護屏蔽體不被穿透，必須使用饋通電容。

二，EMC元件之電感

電感是一種可以連接磁場和電場的元件，其固有的能力與磁場相互作用，使其潛在的比其他元件更敏感。與電容器類似，智能使用電感器也可以解決許多問題EMC問題。以下是兩種基本類型的電感：開環和閉環。它們的區別在于內部磁場環。在開環設計中，磁場通過空氣閉合；在閉環設計中，磁場通過磁芯完成磁路。

電感中的磁場

與電容器相比，電感器具有無寄生感抗的優點，因此其表面貼裝類型與引線類型沒有區別。

開環電感的磁場穿過空氣，會引起輻射和電磁干擾（EMI）問題。在選擇開環電感時，繞軸比棒或螺管更好，因為磁場將控制在磁芯中（即磁體中的局部磁場）。

開環電感

對于閉環電感，磁場完全控制在磁心中，所以這種類型的電感在電路設計中更理想，當然也更貴。螺旋環閉環電感的一個優點是，它不僅控制磁環在磁心中，而且消除所有外部附帶場的輻射。

磁芯材料主要有兩種:鐵和鐵氧體。鐵磁芯電感用于低頻場合(幾十種)kHz），鐵氧體磁芯電感用于高頻場合(在高頻場合)MHz）。因此，鐵氧體磁芯電感更適合EMC應用。

在EMC應用中特別使用了兩種特殊的電感類型:鐵氧體磁珠和鐵氧體磁夾。鐵和鐵氧體可以作為電感磁芯骨架。鐵芯電感常用于低頻場合(幾十個)kHz），鐵氧體芯電感常用于高頻場合（MHz）。因此，鐵氧芯感應體更適合EMC應用。

三、濾波器結構的選擇

EMC設計中的濾波器通常是指L，C由低通濾波器組成。不同結構濾波器的主要區別之一是電容和電感的連接方式不同。濾波器的有效性不僅與其結構有關，而且還與連接網絡的阻抗有關。例如，單個電容器濾波器在高阻抗電路中效果良好，而在低阻抗電路中效果較差。

濾波器分類(基于功能)

濾波器分類(基于結構)

濾波器選型

四，EMC元件之磁珠

磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成。磁珠將交流信號轉化為熱能，電感存儲交流并緩慢釋放。

磁珠的電路符號是電感，但從型號上可以看出，磁珠用于電路功能。磁珠和電感原理相同，但頻率特性不同。

電感是儲能元件，磁珠是能量轉換（消耗）裝置。電感主要用于電源濾波電路，重點是防止傳導干擾；磁珠主要用于信號電路，主要用于EMI方面。磁珠用于吸收超高頻信號，如一些RF電路，PLL，振蕩電路，包括超高頻存儲電路（DDR，SDRAM，RAMBUS等)需要在電源輸入部分添加磁珠，而電感是一種儲能元件，用于電源輸入部分LC振蕩電路、中低頻濾波電路等，其應用頻率范圍很少超過50MHz。

五，EMC元件二極管