村田电子去寄生电感降噪元件(LCT)特点和规格
  株式会社村田制作所(以下简称“村田”)开发了行业首款(1)利用负互感(2)、能对从数MHz到1GHz的谐波(3)范围内电源噪声进行抑制的去寄生电感降噪元件“LXLC21系列”(以下简称“本产品”)。只需将1件本产品连接至电源电路中的电容器,即可消除与本产品连接的电容器的ESL(4),并提高电容器的噪声消除性能。由此用比以前更少数量的电容器就可以抑制噪声,从而助力实现电子设备的小型化和高功能化。LXLC21系列已经开始量产,并可提供样品。  近年来,随着电子设备的小型化和高功能化,电路板电路的高密度化和IC的使用数量也不断增加。但是,由此导致IC产生的开关电源(5)噪声通过电缆和电路板布线传播,或者作为不必要的电磁波发射到空气中,这可能会导致周围电子设备发生误动作或功能下降。为了实现安全、放心、舒适的电子设备使用环境,需要针对开关电源采取噪声对策。  常见的电源噪声对策是在电源噪声的传播路径——电源线和GND之间配置电容器,从而将噪声释放到GND。该对策方法的噪声消除性能随着所使用的电容器的阻抗降低而提高。但是,在谐波区域,电容器内部有作为电感器工作的寄生分量 (被称为ESL),它会导致阻抗增加,所以会降低噪声消除性能。因此,在要求高可靠性的设备中,为了提高谐波区域的噪声消除效果,通过将多个电容器并联连接来降低阻抗。然而,这需要提供能并联连接多个电容器的空间,这困扰着电子设备实现进一步的小型化。  为此,村田通过特有的元件设计技术和陶瓷多层技术,利用行业首款负互感产品,开发了让电容器内部寄生电感与电路板内产生的寄生电感互相抵消的电源噪声抑制元件。通过连接1件本产品,实现用更少数量的电容器降低噪声,帮助节省整体空间。  今后,村田将继续致力于开发满足市场需求的电源噪声抑制元件,为电子设备的小型化和高功能化做贡献。  主要特长  利用行业首款负互感产品的电源电路用噪声抑制产品:  利用变压器技术产生负互感,抵消噪声抑制电容器以及电源线与GND之间的布线中的寄生电感分量。由此使在数MHz至1GHz的谐波区域内抑制电源噪声成为可能。  为节省空间做贡献:  通过减少元件数量,为节省空间和提高可靠性做贡献。  实现稳定的电源噪声消除性能:  由于它是非磁性体,因此没有直流叠加特性(6),可以针对电流变化稳定地消除噪声。  主要规格  主要用途  用于以下用途的电源电路:  基站、FA系统相关等工业设备  信息娱乐等车载设备  数字家电、PC等消费设备  医疗设备  产品详情,请点击此处:LXLC21系列。  注释  1.本公司调查结果。截至2024年5月13日。  2.互感:是指相邻放置的2个磁耦合电感器的一侧由于电流变化而在另一侧产生的感应电动势变化。当2个磁耦合电感器串联时,将会产生与连接部分等效的电感,这称为互感。  3.谐波:频率为基波(频率与信号本身频率相同)的整数倍的信号(通常是噪声)。  4.ESL(Equivalent Series L):等效串联电感。随着ESL的增加,谐波区域的阻抗也会升高。  5.开关电源:指使用半导体通过间歇接通电流进行电压转换的电路。  6.直流叠加特性:施加直流电流时,电感值通常会因磁芯的磁饱和而减小。这种特性称为直流叠加特性。  7.AEC-Q200:Automobile Electronics Council(汽车电子委员会)规定的无源元件(电容器、电感器等)行业标准。
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发布时间:2024-05-29 13:16 阅读量:373 继续阅读>>
海康存储发布车规级移动存储解决方案 赋能智慧出行
  随着技术的成熟、配套设施的完善和强有力的政策保障,新能源汽车已经成为众多消费者的理想之选。  与传统燃油车相比,新能源汽车已逐渐从代步工具转变为移动的超级计算机,在数据存储方面也面临更大的挑战:  辅助驾驶系统,多媒体娱乐系统,行车记录仪数据,软件更新升级等应用需要更大的存储容量,更高效的数据处理能力和更强的安全性需求。  为解决行业痛点,海康存储依托在视频监控领域沉淀的产业化资源和成熟的项目运营经验推出了专为新能源汽车设计的车规级移动存储解决方案--HD200  HD200  HD200 USB闪存盘采用一体封装技术,配置USB3.2接口,顺序读取速度高达200MB/s可支持8路摄像头同时写入。  同时,HD200满足车规Grade3温度等级在-40°C-85°C温度下可稳定工作。  此外,还支持Health Report健康预警、OTA在线升级等功能。  创新结构 紧凑牢固  传统U盘尺寸较大,侵占车内空间,给用户带来误触风险。海康存储通过创新的垂直结构设计,HD200的长度比传统U盘缩短至少50%综合体积减少30%以上,可以轻松应对扶手箱等狭小空间。  HD200还采用了插件Type-C器件,4个插件脚与主板固定,可以更好地承受外力拉扯和振动,保证产品长期使用的可靠性和稳定性。  严苛测试 品质保证  HD200遵循APQP(产品质量先期策划)原则开发,采用车规级Flash元器件,可满足-40到85度工作环境、-55到95度存储环境,符合Grade3温度等级。  HD200经过高低温测试、强电磁兼容测试、静电放电测试、掉电测试、稳定性测试、可靠性测试、兼容性测试、寿命测试等多项严苛测试。  通过全流程物料可追溯系统,HD200实现了全生产周期的高质量管控,以确保最终交付产品满足高可靠性要求。  健康监测 深度定制  针对新能源汽车复杂多变的存储环境,HD200开发了Health Report功能,有效监测产品状态,预防性维护数据安全,实现存储寿命可视化。  考虑到新能源汽车软件系统的频繁更新,以及不断变化的应用场景需求,HD200支持OTA在线升级以及项目深度定制,以满足不同客户的需求。  夯实基础 稳定供应  目前,海康存储已经构建了专业的技术支持服务体系,可及时满足项目响应需求,同时持续完善供应链布局,整合存储行业资源,确保稳定的产品供应。  海康存储HD200凭借优异的性能、高度的可靠性,获得了多家国内一线新能源汽车品牌的认可,已开始规模化量产出货。  在智能驾驶广阔的落地前景下,海康存储将持续在车载应用数据存储领域进行技术储备,为客户提供富有竞争力的车规级存储解决方案打造新的业务增长点
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发布时间:2024-05-29 13:11 阅读量:349 继续阅读>>
全球EMS代工厂50强(TOP 50)
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发布时间:2024-05-29 09:53 阅读量:375 继续阅读>>
上海雷卯:5V直流电源浪涌保护方案
航顺芯片HK32C030家族—业界创新!12寸迭代超高性价比
海凌科:LD2410B+B26蓝牙Mesh智能灯控方案 实现多个灯光同步控制
  HLK-LD2410B和HLK-B26这两款模块凭借其高性价比和DIY灵活性,成为了海凌科的明星产品,深受用户喜爱。  而海凌科基于LD2410B、B26、AC转DC电源模块HLK-PM01和继电器,自主研发出了一款智能区域灯控方案HLK-SW01M。  一、SW01M产品介绍  HLK-SW01M 是一款采用BLE(Bluetooth Low Energy)5.1标准的Mesh雷达灯控器。它集成了蓝牙Mesh网络技术和雷达感应技术,为用户提供了方便、智能的区域化灯光控制方案。  HLK-SW01M是由AC转DC电源模块HLK-PM01、BLE mesh模块HLK-B26、雷达模块HLK-LD2410B和继电器组成,可实现某个区域内的所有灯控同时开关。  二、SW01M产品特点  HLK-SW01M智能灯控方案是海凌科自主研发的智能灯控解决方案,它充分利用了LD2410B雷达模块和B26蓝牙模块的特性,实现了区域范围内的灯光自动化控制。  雷达模块和蓝牙mesh组合方案  HLK-B26产品特点链接:  微安级功耗BLE5.0蓝牙模块 APP Mesh组网  HLK-LD2410B产品特点链接:  免费申样 | LD2410B/C新手必看攻略!测试教程、模块调参一文详解~  HLK-B26是海凌科生产的一款BLE5.0主从一体蓝牙-串口透传模块,各种带有串口的设备通过本模块,都能够简单快速的使用蓝牙无线收发数据。该模块支持Mesh组网,可以实现一对一和一对多通信。  HLK-LD2410B雷达模块是海凌科研发的24G雷达蓝牙二合一模块,感应人体存在/静止/运动等状态,支持上位机和APP调参,支持APP OTA升级。  与此同时,在SW01M产品中结合B26蓝牙模块和LD2410B雷达模块的特点,支持多台设备BLE自组网,实现同一区域下多组灯光的自动化控制。  区域灯光同步开关  24G雷达模块LD2410B和蓝牙模块B26这两款产品,是HLK-SW01M这款智能灯控方案的核心。在LD2410B实时感应人体存在的基础上,再加上B26支持Mesh组网技术,强强结合,在区域内形成了一个智能的灯光控制网络。  当LD2410B雷达模块感知到区域内有人存在后,通过B26蓝牙模块与其他设备相互连接,同步数据,进而可以同时开启同一区域范围内的所有灯光。  该方案支持6米范围内人体静态存在感应,8米范围内移动感应,可实现人来灯亮,人走灯灭。  无需APP配网  HLK-SW01M智能灯控方案无需繁琐的APP 配网,使用更方便更简单。当节点处于未配网状态时,上电 5 次后自动进入配网状态。  同时,多个SW01M在同一个开关下可以一起配网。例如,当50个SW01M产品处于同一个开关下面,上电5次后,50个SW01M都会进入配网状态。  节能环保降成本  HLK-SW01M智能灯控方案可以实现区域范围内的灯光智能群控,不仅更加智能方便,而且还非常节能环保。再加上这一方案可靠性高、低成本,能够有效帮助公司降本增效。  三、SW01M应用场景分析  HLK-SW01M智能灯控方案应用于某区域内多个灯具/开关需要自动开关的场景,比如写字楼、教室、工厂、停车场等。  停车场  当车辆驶入时,SW01M模块自动感应车辆,开启相应区域的灯光。当车辆离开时,SW01M模块感应到无人,自动关闭该区域的灯光。  工厂  HLK-SW01M也非常适用于工厂这类应用场景,可以实现工人来时自动亮灯,工人全部离开时自动熄灯。这样不仅可以降低能源消耗,还可以减少能源浪费和人工维护成本。
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发布时间:2024-05-29 09:29 阅读量:371 继续阅读>>
晶圆抛光都有哪些方法?
  晶圆的最终命运是被切成一枚枚芯片(die),封装在暗无天日的小盒子里,只露出几枚引脚,芯片会看阈值,阻值,电流值,电压值,就是没人看它的颜值,我们在制程中,反复给晶圆打磨抛光,还是为了满足生产中的平坦化需要,尤其是在每次做光刻时,晶圆的表面一定要极致的平坦,这是因为随着芯片制程的缩小,光刻机的镜头要实现纳米级的成像分辨率,就得拼命增大镜片的数值孔径(Numerical Aperture),但这同时会导致焦深(DoF)的下降,焦深是指光学成像的聚焦深度,要想保证光刻图像清晰不失焦,晶圆表面的高低起伏,就必须落在焦深范围之内。简单说就是光刻机为了提高成像精度,牺牲了对焦能力,像新一代的EUV光刻机,数值孔径0.55,但垂直方向上的焦深,总共只有45纳米,光刻时的最佳成像区间则会更小。假如放上去的晶圆不够平坦,厚度不平均,表面有起伏,就会导致高低处的光刻出问题。  当然也不只有光刻才会要求晶圆表面的丝滑,还有很多造芯片的工序,都需要打磨晶圆,湿法刻蚀后要打磨,紧致腐蚀的粗糙面,方便涂胶沉积,浅槽隔离(STI)后要打磨,磨平多余的氧化硅完成沟槽填充,金属沉积后要打磨,去除溢出的金属层,防止器件短路。因此一枚芯片的诞生,中间要经历很多次打磨来降低晶圆的粗糙度和高低起伏,去除表面多余的物质,另外晶圆上各种工艺问题,导致的表面缺陷(defect),经常也要等到每次打磨完成后,才会暴露出来,所以负责研磨的工程师责任重大,他们既是芯片制程中承上启下的C位,也是生产会议中接盘背锅的T位,他们既要会湿法刻蚀,又得懂物理输出,因为芯片厂最主要的抛光技术。晶圆的抛光方法有哪些?  抛光工艺根据抛光液和硅片表面间的作用在原理上可分为以下3大类。机械抛光法机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中高的。光学镜片模具常采用这种方法。2.化学抛光法化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。3.化学机械抛光法(CMP)前两种抛光法都有自己独特的优点,若将这两种方法结合起来,则可在工艺上达到优缺互补的效果。化学机械抛光采用将机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺,在CMP工作过程中,CMP用的抛光液中的化学试剂将使被抛光基底材料氧化,生成一层较软的氧化膜层,然后再通过机械摩擦作用去除氧化膜层,这样通过反复的氧化成膜-机械去除过程,从而达到了有效抛光的目的。  当前化学机械抛光(CMP)领域面临一些挑战和问题,这些问题包括技术性、经济性和环境可持续性等方面:  (1)工艺一致性:实现CMP过程的高度一致性仍然是一个挑战。即使在同一生产线上,不同批次之间或不同设备之间的工艺参数可能存在微小差异,影响最终产品的一致性。(2)新材料适应性:随着新材料的不断涌现,CMP技术需要不断适应新材料的特性。一些先进材料可能对传统CMP工艺不够兼容,需要开发适应性更强的抛光液和磨料。(3)尺寸效应:随着半导体器件尺寸的不断缩小,尺寸效应带来的问题变得更为显著。在微小尺寸下,表面平整度的要求更高,因此需要更精密的CMP工艺。(4)材料去除率控制:在一些应用中,对不同材料的精确去除率控制变得尤为关键。确保不同层材料在CMP过程中的去除率一致性对于制造高性能器件至关重要。(5)环境友好:CMP过程中使用的抛光液体和磨料可能包含一些环境有害的成分。研究和开发更环保、可持续的CMP工艺和材料是一个重要的挑战。(6)智能化与自动化:CMP系统的智能化和自动化程度逐渐提高,但仍需应对复杂多变的生产环境。如何实现更高程度的自动化和智能监测,以提高生产效率,是一个需要解决的问题。(7)成本控制:CMP工艺涉及到高昂的设备和材料成本。制造商需要在提高工艺性能的同时,努力降低生产成本,以保持市场竞争力。
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发布时间:2024-05-27 16:23 阅读量:474 继续阅读>>
东芝12寸晶圆工厂竣工!
  5月26日消息,东芝电子元件及存储装置株式会社(东芝)近日在其位于日本石川县的主要分立半导体生产基地—加贺东芝电子株式会社(Kaga Toshiba Electronics Corporation)举行仪式,庆祝新的300mm功率半导体晶圆制造工厂和办公楼竣工。  建设的完成是东芝多年投资计划第一阶段的一个重要里程碑。东芝目前将进行设备安装,争取在2024财年下半年开始量产。  一旦一期工程全面投产,东芝功率半导体(主要是MOSFET和IGBT)的产能将是2021财年制定投资计划时的2.5倍。关于二期建设和开始运营的决定将反映市场趋势。  新的制造大楼遵循东芝的业务连续性计划(BCP),并将为东芝的业务连续性计划(BCP)做出重大贡献:它具有吸收地震冲击的隔震结构和冗余电源。  来自可再生能源和建筑物屋顶太阳能电池板的能源(现场PPA模式)将使该设施能够通过可再生能源满足100%的电力需求。  人工智能(AI)的使用将提高产品质量和生产效率。东芝还将获得日本经济产业省的拨款,以补贴其部分制造设备的投资。  功率半导体在电力供应和控制中发挥着至关重要的作用,是电气设备提高能源效率的重要器件。随着汽车的持续电气化和工业机械的自动化,需求将持续强劲增长。  东芝于2022财年下半年在加贺东芝电子现有工厂开始在一条新的300毫米晶圆生产线上开始功率半导体生产。展望未来,该公司将通过新工厂扩大产能,进一步为碳中和做出贡献。
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发布时间:2024-05-27 15:22 阅读量:373 继续阅读>>
申矽凌推出I3C接口的数字温度传感器芯片CT7511,解决复杂系统的低延时温度挑战
  随着系统中的Slave设备数量越来越多,主控需要考虑降低通信延时和功耗。有些Slave设备,例如温度传感器对于维持系统处于安全运行状态十分关键。申矽凌推出了I3C接口的数字温度传感器芯片CT7511, 用于解决复杂系统(例如DDR5 DIMM)的低延时温度检测的挑战。  产品介绍  CT7511是一种高精度温度传感器,具有支持带内中断(IBI)的I2C/I3C兼容数字接口。CT7511支持JEDEC JESD302-1对B级设备的接口要求,超过了规范的温度精度要求,实现了更高性能的DDR5内存模块。CT7511采用紧凑型6球WLCSP封装,专为高速、高精度和低功耗的热监测应用而设计。  产品特性  • 支持JEDEC JESD302-1 DDR5 B级温度传感器  • 工作温度范围宽,温度精度高:  最大±0.5℃(+75℃至+95℃)  最大±1.0℃(-40℃至+125℃)  • 同时支持I2C和I3C基本模式的二线制串行总线接口  • I3C基本模式下高达12.5MHz的数据传输速率  • 带内中断(IBI),用于警告具有双温度阈值的主机  • 低功耗:  5.3u典型的平均静态电流  0.7uA典型待机电流  • 小尺寸CSP-6封装 1.3mm x 0.8mm  典型应用  Figure1 CT7511 典型应用图  产品优势  高温度测量精度  ±0.5℃ 最大 (+75℃ 至 +95℃)  ±1.0℃ 最大 (-40℃ 至 +125℃)  Figure2 不同温度点下的温度精度  相比于传统I2C通信,I3C更具速度优势  降低系统功耗  I2C通讯需要配合外部上拉电阻,Master无论发送逻辑0或逻辑1,上拉电阻都需要从Bus电源上获取电流。因为Bus总线的电压和上拉电阻阻值不同,这个电流可能从100uA到几个mA不等。CT7511的I3C通讯支持push-pull模式,而CT7511在常温下的典型静态工作电流是5.3uA。这使得CT7511非常适合电池供电的设备使用。  带内中断(In-Band Interrupt)/ 动态地址分配  带内中断特性使I3C通讯无需单独的I/O线用于中断报警,这让通讯线路更为简洁。MCU可以保持低功耗状态,并依靠CT7511唤醒I3C总线的方式通知MCU有过温发生。  通过动态地址分配技术,MCU可以通过SETHID Common Command Code指令软件配置某个CT7511的Slave Address。而I2C设备往往是固定Slave Address或者通过硬件引脚选择来配置地址。这使得用户可以不修改硬件,轻松避免总线上设备地址冲突的麻烦。
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发布时间:2024-05-27 15:16 阅读量:464 继续阅读>>
电磁兼容(EMC)元器件该如何选型?
  在复杂的电磁环境中,每台电子、电气产品除了本身要能抗住一定的外来电磁干扰正常工作以外,还不能产生对该电磁环境中的其它电子、电气产品所不能承受的电磁干扰。或者说,既要满足有关标准规定的电磁敏感度极限值要求,又要满足其电磁发射极限值要求,这就是电子、电气产品电磁兼容性应当解决的问题,也是电子、电气产品通过电磁兼容性认证的必要条件。很多工程师在进行产品电磁兼容性设计时,对于如何正确选择和使用电磁兼容性元器件,往往束手无策或效果不理想,因此,很有必要对此进行探讨。    电磁兼容性元器件是解决电磁干扰发射和电磁敏感度问题的关键,正确选择和使用这些元器件是做好电磁兼容性设计的前提。因此,我们必须深入掌握这些元器件,这样才有可能设计出符合标准要求、性能价格比最优的电子、电气产品。而每一种电子元件都有它各自的特性,因此,要求在设计时仔细考虑。接下来我们将讨论一些常见的用来减少或抑制电磁兼容性的电子元件和电路设计技术。  元件组  有两种基本的电子元件组:有引脚的和无引脚的元件。有引脚线元件有寄生效果,尤其在高频时。该引脚形成了一个小电感,大约是1nH/mm/引脚。引脚的末端也能产生一个小电容性的效应,大约有4pF。因此,引脚的长度应尽可能的短。与有引脚的元件相比,无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。其典型值为:0.5nH的寄生电感和约0.3pF的终端电容。  从电磁兼容性的观点看,表面贴装元件效果最好,其次是放射状引脚元件,最后是轴向平行引脚的元件。  一、EMC元件之电容  在EMC设计中,电容是应用最广泛的元件之一,主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。大量实践表明:在EMC设计中,恰当选择与使用电容,不仅可解决许多EMI问题,而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。若电容的选择或使用不当,则可能根本达不到预期的目的,甚至会加剧 EMI程度。  从理论上讲,电容的容量越大,容抗就越小,滤波效果就越好。一些人也有这种习惯认识。但是,容量大的电容一般寄生电感也大,自谐振频率低(如典型的陶瓷电 容,0.1μF的f0=5 MHz,0.01μF的f0=15 MHz,0.001μF的f0=50 MHz),对高频噪声的去耦效果差,甚至根本起不到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时,将开始失去性能。元件的物理尺寸越大,转折点频率越低。这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。  贴片电容的寄生电感几乎为零,总的电感也可以减小到元件本身的电感,通常只是传统电容寄生电感的1/3~1/5,自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2倍(也有资料说可达10倍),是射频应用的理想选择。  传统上,射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中,超小型聚脂或聚苯乙烯薄膜电容也是适用的,因为它们的尺寸与瓷片电容相当。  三端电容能将小瓷片电容频率范围从50 MHz以下拓展到200 MHz以上,这对抑制VHF频段的噪声是很有用的。要在VHF或更高的频段获得更好的滤波效果,特别是保护屏蔽体不被穿透,必须使用馈通电容。  二、EMC元件之电感  电感是一种可以将磁场和电场联系起来的元件,其固有的、可以与磁场互相作用的能力使其潜在地比其他元件更为敏感。和电容类似,聪明地使用电感也能解决许多 EMC问题。下面是两种基本类型的电感:开环和闭环。它们的不同在于内部的磁场环。在开环设计中,磁场通过空气闭合;而闭环设计中,磁场通过磁芯完成磁路,如下图所示。  电感中的磁场  电感比起电容一个优点是它没有寄生感抗,因此其表面贴装类型和引线类型没有什么差别。  开环电感的磁场穿过空气,这将引起辐射并带来电磁干扰(EMI)问题。在选择开环电感时,绕轴式比棒式或螺线管式更好,因为这样磁场将被控制在磁芯(即磁体内的局部磁场)。  开环电感  对闭环电感来说,磁场被完全控制在磁心,因此在电路设计中这种类型的电感更理想,当然它们也比较昂贵。螺旋环状的闭环电感的一个优点是:它不仅将磁环控制在磁心,还可以自行消除所有外来的附带场辐射。  电感的磁芯材料主要有两种类型:铁和铁氧体。铁磁芯电感用于低频场合(几十KHz),而铁氧体磁芯电感用于高频场合(到MHz)。因此铁氧体磁芯电感更适合于EMC应用。  在EMC应用中特别使用了两种特殊的电感类型:铁氧体磁珠和铁氧体磁夹。铁和铁氧体可作电感磁芯骨架。铁芯电感常应用于低频场合(几十KHz),而铁氧体芯电感常应用于高频场合(MHz)。所以铁氧芯感应体更适合于EMC应用。  三、滤波器结构的选择  EMC设计中的滤波器通常指由L,C构成的低通滤波器。不同结构的滤波器的主要区别之一,是其中的电容与电感的联接方式不同。滤波器的有效性不仅与其结构有关,而且还与联结的网络的阻抗有关。如单个电容的滤波器在高阻抗电路中效果很好,而在低阻抗电路中效果很差。  滤波器分类(基于功能)  滤波器分类(基于结构)  滤波器选型  四、EMC元件之磁珠  磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。  磁珠工作原理  磁珠选型  磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了。  电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。  五、EMC元件之二极管  二极管是最简单的半导体器件。由于其独特的特性,某些二极管有助于解决并防止与EMC相关的一些问题。  六、模拟与逻辑有源器件的选用  电磁干扰发射和电磁敏感度的关键是模拟与逻辑有源器件的选用。必须注意有源器件固有的敏感特性和电磁发射特性。  有源器件可分为调谐器件和基本频带器件。调谐器件起带通元件作用,其频率特性包括:中心频率、带宽、选择性和带外乱真响应;基本领带器件起低通元件作用,其频率特性包括:截止频率、通带特性、带外抑制特性和乱真响应。此外还有输入阻抗特性和输入端的平衡不平衡特性等。  模拟器件的敏感度特性取决于灵敏度和带宽,而灵敏度以器件的固有噪声为基础。  逻辑器件的敏感度特性取决于直流噪声容限和噪声抗扰度。  有源器件有两种电磁发射源:传导干扰通过电源线、接地线和互连线进行传输,并随频率增加而增加;辐射干扰通过器件本身或通过互连线进行辐射,并随频率的平方而增加。瞬态地电流是传导干扰和辐射干扰的初始源,减少瞬态地电流必须减小接地阻抗和使用去耦电容。  逻辑器件的翻转时间越短,所占频谱越宽。为此,应当在保证实现功能的前提下,尽可能增加信号的上升/下降时间。  数字电路是一种最常见的宽带干扰源,其电磁发射可分为差模和共模两种形式。  为了减少发射,应尽可能降低频率和信号电平;为了控制差模辐射,必须将印制电路板上的信号线、电源线和它们的回线紧靠在一起,减小回路面积;为了控制共模辐射,可以使用栅网地线或接地平面,也可使用共模扼流圈。同时,选择“干净地”作为接地点也是十分重要的。  表面安装技术(SMT)是70年代末发展起来的新型电子装联技术,内容包括表面安装器件(SMD)、表面安装元件(SMC)、表面安装印制电路板(SMB)以及表面安装设备、在线测试等。  电子整机应用SMT最多的是计算机,其次是通讯、军用、消费类电子产品。  90年代SMT发展了一种新型电路基板,可用来制作多芯片组件MCM。目前片式集成电路的输入/输出端口已增加到上百个,引脚的中心间距已减小到0.3毫米。目前表面安装技术正在和微组装技术互相交错和渗透。由于SMD/SMC的超小型化,使基板焊区尺寸减小到I平方英寸以内,无论电磁发射还是电磁敏感度问题,都可以得到很好的解决。  七、电磁屏蔽材料的选用  具有较高导电、导磁特性的材料可以用作屏蔽材料。常用的有钢板、铝板、铝箔、铜板、铜箔等。也可以在塑料机箱上喷涂镍漆或铜漆的方法实现屏蔽。  屏蔽机箱的屏蔽效能除了与所选屏蔽材料的导电率、导磁率和厚度有关外,在很大程度上还依赖于机箱的结构,即其导电连续性。任何实用的屏蔽机箱上都有缝隙,这些缝隙是由于屏蔽板之间临时性搭接所造成的。由于缝隙的导电不连续性,在缝隙处会产生电磁泄漏。因此,对于永久性搭接,可以使用焊接的方法消除缝隙。如果使用铆接或螺钉连接,间距必须足够小。对于非永久性搭接,采用电磁密封衬垫等屏蔽材料则是十分有效的手段。  1.电磁密封衬垫  电磁密封衬垫是一中弹性好、导电性高的材料。将这种材料填充在缝隙处,能保持导电连续性,是解决缝隙电磁泄漏的好方法。在选用电磁密封衬垫时,需要熟悉以下特性参数:  转移阻抗设衬垫和两侧屏蔽板的接合面上流过电流I,而两侧屏蔽板之间的电压为V,则转移阻抗定义为Zr=V/I。转移阻抗越低,则两侧屏蔽板之间的电磁泄漏越小,加衬垫后该缝隙的屏蔽效能越高。  硬度衬垫的硬度应当适中,硬度太低,易造成接触不良,屏蔽效能较低;硬度太高,需要较大的压力,给结构设计造成困难。  压缩永久形变衬垫只有在外力作用下发生一定的形变时,才有屏蔽作用。当外力去掉后,衬垫不会完全恢复到原来的形状,即发生了永久形变。当然,衬垫的压缩永久形变越小越好。  衬垫厚度衬垫的厚度应能满足接触面不平整度的要求,利用其弹性,将缝隙填充满,达到导电连续性的目的。  常用的电磁密封衬垫有以下几种类型:  金属丝网衬垫用金属丝编织成的弹性网套,为纯金属接触,接触电阻低;但金属丝在高频时会呈现较大感抗,使屏蔽效能降低。所以只适用于l吉赫以下的频率范围。  橡胶芯编织网套将金属丝编织的网套套在发泡橡胶芯或硅橡胶芯上,具有很好的弹性和导电性。  导电橡胶衬垫在硅橡胶内填充金属颗粒或金属丝,构成导电的弹性物质。由于导电橡胶中的导电颗粒之间的容抗在高频时会降低,因此,填充金属颗粒在高频时屏蔽效能较高。如果填充方向一致的金属丝,还可以做到纯金属接触,但由于金属丝在高频时呈现较大感抗,使屏蔽效能降低,所以填充金属丝时只适用于低频。  铍铜指形簧片利用被铜良好的导电性和弹性,可制成各种指形簧片。由于纯金属接触,直流电阻低,感抗又小,所以低频和高频时都具有较高的屏蔽效能。  螺旋管衬垫用镀锡被铜或不锈钢做成的螺旋管,具有良好的弹性和导电性,是目前屏蔽效能最高的衬垫。  2.导电化合物  导电化合物包括各种导电胶和各种导电填充物等。环氧导电胶可用于金属之间,金属与非金属之间,各种硬性表面之间的导电粘接。可代替焊锡,完成微波器件引线连接;可修复印制板线路,可用于导电陶瓷粘接,天线元件粘接,玻璃除霜粘接,导电/导热粘接,微波波导部件粘接等。硅脂导电胶用于将弹性的导电橡胶粘接固定在金属表面上,可应用于航天、航空、军用等电子设备中。导电填充物是一种高导电浆糊状材料,用于无法加装屏蔽衬垫的缝隙处,固化后仍保持弹性。  3.截止波导通风板  屏蔽机箱的通风口及其它开口都是主要的电磁辐射源。采用开小孔或加金属丝网的方法都难以达到满意的屏蔽效能。理论证明,当金属管截面尺寸满足一定条件时,可以传输一定频率范围的电磁波,称为波导管。而波导管存在一个截止频率,当频率低于截止频率时,电磁波被截止而不能传输。根据这个原理可以设计成截止波导管。截止波导通风板由许多截止波导管依次排列组成,为了提高通风效率,每个截止波导管的截面都设计为六角形,故又称蜂窝状通风板。当屏蔽效能要求很高时,可用两块截止波导通风板构成双层通风板。而通风板材料的导电率是屏蔽效能的重要因素,采用高导电率材料或镀层的通风板可以得到高屏蔽效能。  4.导电玻璃和导电膜片  显示屏或显示窗口既要满足视觉要求,又要满足防电磁辐射的要求,为此,可选用导电玻璃实现屏蔽。导电玻璃可用两块光学玻璃中间夹金属丝网构成,金属丝网的密度越大,屏蔽效能就越高,但透光性变得越差。导电玻璃也可由光学玻璃或有机玻璃表面镀的金属薄膜构成。此外,还可以在透明聚脂膜片上镀以金属薄膜,制成柔性透明导电膜片。这种膜片的透光性可达70%(80%,而且膜片很薄,仅0.13mm,可以直接贴覆在常规玻璃或有机玻璃表面,特别适用于要求高透明度和中等屏蔽效能的仪表表盘、液晶显示器、面板指示灯孔、彩色显示器等部位。  八、电磁干扰滤波器的选用  实践表明,即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽和接地措施的产品,也仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。滤波是压缩干扰频谱的一种有效方法,当干扰频谱不同于有用信号的频带时,可以用电磁干扰滤波器将无用的干扰滤除。因此,恰当地选择和正确地使用滤波器对抑制传导干扰是十分重要的。从频率选择的角度出发,电磁干扰滤波器属于低通滤波器,分为信号线滤波器和电源线滤波器等。  1.信号线滤波器  信号线滤波器是用在各种信号线上的低通滤波器,用来滤除高频干扰成分。可分为线路板滤波器、馈通滤波器和连接器滤波器等三种。线路板滤波器适合于安装在线路板上,具有成本低、安装方便等优点;馈通滤波器适合于安装在屏蔽壳体上,特别适用于单根导线或电缆穿过屏蔽体时使用;滤波器连接器适用于多根导线或电缆穿过屏蔽体时使用。滤波器连接器在外形上和尺寸上都和普通连接器相同,两者完全可以互换。但滤波器连接器的每个针或孔上都有一个低通滤波器,它的电路可以是单个电容的,也可以是L型或π型的。  选用信号线滤波器时,应根据使用的场合,选择滤波器的类型,根据滤波要求选择滤波器的电路和性能指标,为了保证信号频率顺利通过滤波器,滤波器的截止频率应高于信号频率的上限。此外,还应正确选择滤波器的工作电压、电流、温度范围等。在使用信号线滤波器时,最重要的是保证滤波器有良好的接地,接地线应尽量短。滤波器外壳应与屏蔽体有良好的电接触,可以使用焊接方式或采用射频电磁密封衬垫。  新研制的滤波器阵列板是将滤波器制成微形器件,并排列成阵列,能快速安装到电子产品的底板或隔断上,以实现密封或隔离。  2.铁氧体电磁干扰抑制元件  铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随着频率的增加而增加。因此,它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路,L和R都是频率的函数。例如磁导率为850的铁氧体,在10MHz时阻抗小于10Ω,而超过l00MHz后阻抗大于100Ω,使高频干扰大大衰减。这样,就构成了一个低通滤波器。低频时R很小,L起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制;高频时R增大,电磁干扰被吸收并转换成热能。  铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。例如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件,就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。  不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高,抑制的频率就越低。此外,铁氧体的体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流越大。  铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路,则应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。  安装时还应当注意,铁氧体元件易破碎,应采取可靠的固定措施。  3. 电源线滤波器  电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径。为防止这两种情况的发生,必须在设备的电源接口安装电源线滤波器。它只允许电源频率通过,而高于电源频率的电磁干扰却受到很大的衰减。  电源线上的干扰以两种形式出现,在火线、零线回路中的干扰为差模干扰,在火线、零线与地线回路中的干扰为共模干扰。虽然电源线滤波器对差模干扰和共模干扰都有抑制作用,但效果不一样,应分别给出两者的插入损耗。除了特别说明允许不接地的滤波器外,所有电源滤波器都必须接地,因为滤波器中的共模旁路电容只有接地时才起作用。  使用电源滤波器时,应尽量靠近电源入口处安装,并使滤波器的输入/输出端之间屏蔽隔离,避免电磁干扰从输入端直接耦合到滤波器的输出端。此外,滤波器的接地点还应尽量靠近设备的接地点。电源线滤波器的技术指标包括:最大泄漏电流、耐压、额定工作频率、额定工作电压、额定工作电流和温度范围等。  九、结束语  电磁兼容性元器件是解决电磁干扰发射和电磁敏感度问题的关键,正确选择和使用这些元器件是做好电磁兼容性设计的前提。因此,我们必须深入掌握这些元器件,这样才有可能设计出符合标准要求、性能价格比最优的电子、电气产品。
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发布时间:2024-05-27 14:15 阅读量:250 继续阅读>>

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