【導讀】電磁兼容性元器件是解決電磁干擾發(fā)射和電磁敏感度問(wèn)題的關(guān)鍵，正確選擇和使用這些元器件是做好電磁兼容性設計的前提。因此，我們必須深入掌握這些元器件，這樣才有可能設計出符合標準要求、性能價(jià)格比最優(yōu)的電子、電氣產(chǎn)品。而每一種電子元件都有它各自的特性，因此，要求在設計時(shí)仔細考慮。接下來(lái)我們將討論一些常見(jiàn)的用來(lái)減少或抑制電磁兼容性的電子元件和電路設計技術(shù)。
目前有兩種基本的電子元件組：有引腳的和無(wú)引腳的元件。有引腳線(xiàn)元件有寄生效果，尤其在高頻時(shí)。該引腳形成了一個(gè)小電感，大約是1nH/mm/引腳。引腳的末端也能產(chǎn)生一個(gè)小電容性的效應，大約有4pF。因此，引腳的長(cháng)度應盡可能的短。與有引腳的元件相比，無(wú)引腳且表面貼裝的元件的寄生效果要小一些。其典型值為：0.5nH的寄生電感和約0.3pF的終端電容。
從電磁兼容性的觀(guān)點(diǎn)看，表面貼裝元件效果最好，其次是放射狀引腳元件，最后是軸向平行引腳的元件。
EMC元件之電容選型
在EMC設計中，電容是應用最廣泛的元件之一，主要用于構成各種低通濾波器或用作去耦電容和旁路電容。大量實(shí)踐表明：在EMC設計中，恰當選擇與使用電容，不僅可解決許多EMI問(wèn)題，而且能充分體現效果良好、價(jià)格低廉、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。若電容的選擇或使用不當，則可能根本達不到預期的目的，甚至會(huì )加劇 EMI程度。
從理論上講，電容的容量越大，容抗就越小，濾波效果就越好。一些人也有這種習慣認識。但是，容量大的電容一般寄生電感也大，自諧振頻率低(如典型的陶瓷電容，0.1μF的f0=5 MHz，0.01μF的f0=15 MHz，0.001μF的f0=50 MHz)，對高頻噪聲的去耦效果差，甚至根本起不到去耦作用。分立元件的濾波器在頻率超過(guò)10 MHz時(shí)，將開(kāi)始失去性能。元件的物理尺寸越大，轉折點(diǎn)頻率越低。這些問(wèn)題可以通過(guò)選擇特殊結構的電容來(lái)解決。
貼片電容的寄生電感幾乎為零，總的電感也可以減小到元件本身的電感，通常只是傳統電容寄生電感的1/3~1/5，自諧振頻率可達同樣容量的帶引線(xiàn)電容的2倍(也有資料說(shuō)可達10倍)，是射頻應用的理想選擇。
傳統上，射頻應用一般選擇瓷片電容。但在實(shí)踐中，超小型聚脂或聚苯乙烯薄膜電容也是適用的，因為它們的尺寸與瓷片電容相當。
三端電容能將小瓷片電容頻率范圍從50 MHz以下拓展到200 MHz以上，這對抑制VHF頻段的噪聲是很有用的。要在VHF或更高的頻段獲得更好的濾波效果，特別是保護屏蔽體不被穿透，必須使用饋通電容。
EMC元件之電感選型
電感是一種可以將磁場(chǎng)和電場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)的元件，其固有的、可以與磁場(chǎng)互相作用的能力使其潛在地比其他元件更為敏感。和電容類(lèi)似，聰明地使用電感也能解決許多 EMC問(wèn)題。下面是兩種基本類(lèi)型的電感：開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。它們的不同在于內部的磁場(chǎng)環(huán)。在開(kāi)環(huán)設計中，磁場(chǎng)通過(guò)空氣閉合;而閉環(huán)設計中，磁場(chǎng)通過(guò)磁芯完成磁路。
電感中的磁場(chǎng)
電感比起電容一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它沒(méi)有寄生感抗，因此其表面貼裝類(lèi)型和引線(xiàn)類(lèi)型沒(méi)有什么差別。
開(kāi)環(huán)電感的磁場(chǎng)穿過(guò)空氣，這將引起輻射并帶來(lái)電磁干擾(EMI)問(wèn)題。在選擇開(kāi)環(huán)電感時(shí)，繞軸式比棒式或螺線(xiàn)管式更好，因為這樣磁場(chǎng)將被控制在磁芯(即磁體內的局部磁場(chǎng))。
開(kāi)環(huán)電感
對閉環(huán)電感來(lái)說(shuō)，磁場(chǎng)被完全控制在磁心，因此在電路設計中這種類(lèi)型的電感更理想，當然它們也比較昂貴。螺旋環(huán)狀的閉環(huán)電感的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：它不僅將磁環(huán)控制在磁心，還可以自行消除所有外來(lái)的附帶場(chǎng)輻射。
電感的磁芯材料主要有兩種類(lèi)型：鐵和鐵氧體。鐵磁芯電感用于低頻場(chǎng)合(幾十KHz)，而鐵氧體磁芯電感用于高頻場(chǎng)合(到MHz)。因此鐵氧體磁芯電感更適合于EMC應用。
在EMC應用中特別使用了兩種特殊的電感類(lèi)型：鐵氧體磁珠和鐵氧體磁夾。鐵和鐵氧體可作電感磁芯骨架。鐵芯電感常應用于低頻場(chǎng)合(幾十KHz)，而鐵氧體芯電感常應用于高頻場(chǎng)合(MHz)。所以鐵氧芯感應體更適合于EMC應用。
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EMC元件之磁珠選型
磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線(xiàn)圈組成，磁珠把交流信號轉化為熱能，電感把交流存儲起來(lái)，再緩慢的釋放。
磁珠的電路符號就是電感但是型號上可以看出使用的是磁珠在電路功能上，磁珠和電感是原理相同的，只是頻率特性不同罷了。
電感是儲能元件，而磁珠是能量轉換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路，側重于抑止傳導性干擾;磁珠多用于信號回路，主要用于EMI方面。磁珠用來(lái)吸收超高頻信號，象
一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路(DDR，SDRAM，RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種儲能元件，用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等，其應用頻率范圍很少超過(guò)50MHz。
EMC元件之TVS二極管選型
二極管是最簡(jiǎn)單的半導體器件。由于其獨特的特性，某些二極管有助于解決并防止與EMC相關(guān)的一些問(wèn)題。
TVS二極管的選型步驟如下：
1. 確定待保護電路的直流電壓或持續工作電壓。如果是交流電，應計算出最大值，即用有效值*1.414。
2. TVS的反向變位電壓即工作電壓（VRWM）--選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1所規定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計,如果步驟1所規定的電壓高于TVS的VRWM ,TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態(tài)，從而影響電路的工作。
3. 最大峰值脈沖功率：確定電路的干擾脈沖情況,根據干擾脈沖的波形、脈沖持續時(shí)間,確定能夠有效抑制該干擾的TVS峰值脈沖功率。
4. 所選TVS的最大箝位電壓（VC）應低于被保護電路所允許的最大承受電壓。
5. 單極性還是雙極性-常常會(huì )出現這樣的誤解即雙向TVS用來(lái)抑制反向浪涌脈沖，其實(shí)并非如此。雙向TVS用于交流電或來(lái)自正負雙向脈沖的場(chǎng)合。TVS有時(shí)也用于減少電容。如果電路只有正向電平信號，那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時(shí),TVS處于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時(shí)，TVS類(lèi)似正向偏置二極管一樣導通并吸收浪涌能量。在低電容電路里情況就不是這樣了。應選用雙向TVS以保護電路中的低電容器件免受反向浪涌的損害。
6. 如果知道比較準確的浪涌電流IPP，那么可以利用VC來(lái)確定其功率，如果無(wú)法確定功率的概范圍，一般來(lái)說(shuō)，選擇功率大一些比較好。
