[发明专利]复杂电子系统的传导EMI噪声抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及对复杂电子系统产生的传导电磁干扰（EMI）噪声的抑制技术，具体而言即对由射频电磁场耦合产生的线缆EMI噪声，因接地不良好引起的传导EMI噪声，以及因PCB线缆阻抗失配引起的传导EMI噪声等的抑制技术，该技术的运用可以较好地保障复杂电子系统通过电磁兼容技术中的传导EMI标准认证，属于电力电子与电磁兼容（EMC）技术领域。

背景技术

随着高频开关器件、单片机、可编程逻辑器件、高速数字信号处理芯片（DSP）以及高集成度PCB板的应用，电力电子系统电磁干扰噪声生成机理更加复杂，传导电磁干扰（即为电力线传播的电磁干扰）问题越来越受到广大电子消费者，甚至相关政府部门的关注，传导电磁干扰噪声测量已经成为电气电子产品的强制性检测项目，我国的工业、科学和医疗射频设备标准（GB4824）、家用电器、电动工具和类似用途电磁标准（GB4343）、信息技术设备标准（GB9254）和电气照明设备标准（GB17743）等产品检测标准都提到了传导电磁干扰测量。传导电磁干扰超标产品一旦流入市场，将会给人们的生活生产等带来不利的影响，造成周围电气设备的非正常工作，严重时甚至影响人体的身体健康，因此较好地解决电子设备的传导电磁干扰问题是促进经济有效发展，保证社会和谐发展的一个关键技术支撑。

目前，在传导干扰噪声机理分析方面大多采用噪声分离网络（Mardiguian网络，SEE网络，Paul网络，Lo网络）以有效提取被测设备模态噪声，包括共模/差模噪声，从而设计相应的EMI滤波器。在噪声抑制方面，通常采用解耦电容、X电容、Y电容、共模扼流圈、铁氧体磁环、EMI滤波器等滤除线缆高频（10kHz-30MHz）噪声。尽管如此，上述方法尚存不足，如噪声分离网络仅能提取模态噪声，而无法分析噪声生成机理，包括由开关器件上升沿引起的共模/差模噪声，由线缆间射频电磁场耦合产生的线缆噪声（即串扰），由接地不良好或散热地浮地导致的传导噪声以及因PCB线缆阻抗失配引起的传导噪声等。此外，现有噪声抑制方法能够抑制开关器件等引起的线缆噪声，而较难降低因电磁场串扰产生的线缆噪声。

发明内容

    针对串扰、接地不良和PCB线缆阻抗失配引起的传导EMI噪声问题，提供了一种使复杂电子系统的传导EMI噪声得到有效抑制的复杂电子系统的传导EMI噪声抑制方法。

为了解决以上问题本发明提供了一种复杂电子系统的传导EMI噪声抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：分析产生传导EMI噪声的原因：

当电力系统或通讯系统中存在电力线缆或通讯线缆时，且电力线缆或通讯线缆上传输高频信号，该高频信号随着时间不断在变化，在线缆周围产生射频电磁场，从而耦合至其他线缆上而产生的电磁干扰噪声，其属于因串扰引起的传导EMI噪声；

当PCB电路接地不良时，则此浮地与真实地之间存在一个寄生电容，而此寄生电容的存在会导致原直接接地的负载通过与该寄生电容串联后再接地，即导致负载变为原负载串联一未知大小的寄生电容，而由此产生的电磁干扰噪声，其属于因接地不良引起的传导EMI噪声；

当实际功能电路中存在以驱动各类芯片的时钟信号或射频传输信号时，若时钟信号或射频传输信号的频率高于10MHz，则需要考虑信号在传输过程中的反射、透射以及PCB线缆的特征阻抗，而在PCB线缆特征阻抗失配时，时钟信号或射频传输信号入射后会产生多次反射，并激起信号主频的高次谐波在电路中振荡，从而大大加强传导电磁干扰噪声，而由此产生的电磁干扰噪声，其属于因PCB线路阻抗失配引起的传导EMI噪声；

第二步：

当属于因串扰引起的传导EMI噪声时，采用将串扰扼流圈的火线和中线进行反进反出紧密绕制的方式；