汽车 EMI 屏蔽：使用适当的 EMI 抑制方法控制汽车电子辐射和敏感性，第二部分

汽车电子系统的进步导致对 EMC 和 EMI 屏蔽设计的要求越来越严格。机械和电气设计接口具有挑战性，特别是对于新产品开发而言，必须做出关键的早期设计决策，或者假设可以通过良好的电子设计来实现 EMC 以消除对 EMI 屏蔽的需求，或者预计包含EMI屏蔽。此外，应优化EMI屏蔽设计，以尽可能低的成本满足EMC要求。这也增加了选择正确的 EMI 屏蔽材料和开发用于 EMI 屏蔽应用的新材料的需求 。

为了得出正确的解决方案，必须考虑许多因素。基本电路的辐射方程为： E=1.316 AIF2/(dS) 其中： E = 场强，单位为 ¼V/m，A = 环路面积，单位为平方厘米，I = 驱动电流，单位为安培，F = 频率，单位为兆赫， d = 以米为单位的间隔距离，S = 源和测量点之间的屏蔽比。

分析公式 1，很明显频率是最大的罪魁祸首，因为随着频率 (F) 的平方增加，排放量也会增加。对于电流 (I)，发射线性增加，环路面积 (A) 也是如此。距离 (d) 由测试规范设定，1.316 是一个常数。系统设计人员无法控制最后两个参数，因此不得考虑它们。敏感性方程为： Vi=2'AEFB/(300S) 其中 Vi = 感应到环路中的电压，A = 以平方米为单位的环路面积, E = 以伏特/米为单位的场强，F = 以兆赫兹为单位的频率，B = 带宽因数(带内：B = 1;带外：B = 电路衰减)，以及 S = 屏蔽(比率)保护电路。

等式 2 表明磁化率与环路面积 (A)、频率 (F) 和带宽因数 (B) 成正比。频率 (F) 由对 2 或 300 的规范控制决定，对于这个方程，它是光速除以 1,000,000。

· 从方程中，可以确定一些关键信息。排放水平为：

· · 与循环面积直接相关。

· 与信号电流直接相关。

· 频率平方的函数。

· 与屏蔽效能成反比。

易感性水平为：

· · 与循环面积直接相关。

· 与带宽直接相关。

· 直接关系到发射频率和场强。

· 与屏蔽效能成反比。

可以通过多种方式降低 EMI：

· · 移动 PCB 上的组件。

· 添加/更改地平面。

· 减少嘈杂的 PCB 走线和电线的长度。

· 匹配驱动器和返回电路走线或电缆线，以消除磁信号并减少环路面积。

· 添加特殊组件，即电感器、电容器、电阻器或这些部件的组合。

· 更换电路元件——噪音更低的元件。

· 添加铁氧体产品。铁氧体将吸收 EMI 能量，将其以少量热量(通常以微瓦为单位)消散。

· 使用特殊的屏蔽技术。

对于辐射 EMI，一旦制定了适当的电路布局(最小化频率、电流和环路面积)，如果电路仍然不能满足其 EMI 要求，唯一要做的就是提供某种屏蔽。从源头处理 EMI 抑制总是更有效且成本更低。因此，板级屏蔽 (BLS) 是最具成本效益且通常是最有效的屏蔽类型。但是，必须在设计过程的一开始就设计 BLS，因为需要提供与印刷电路板 (PCB) 的正确连接。尽管 BLS 可能很好，但它并不总是完整的解决方案。

· 设备的外壳可能必须由导电材料制成以阻挡电磁场，例如箔、金属、金属化塑料、导电织物等。一种方法可以是围绕设备或受影响的组件构建导电盒。这涉及将产生 EMI 的系统或设备放入导电盒中并密封该盒。这采用了 EMI 垫片，例如 Fabric-over-Foam (FoF)、CF、金属丝网、fingerstock、BLS 等。

· EMI 射频 (RF) 吸收器和铁氧体更多地用于系统级，吸收和消散电磁场。吸收片可以应用于产生 EMI 的系统或设备的外壳。铁氧体芯片和射频吸收器可以直接放置在系统或设备上。

· 屏蔽对传导 EMI 几乎没有作用。需要消除噪声 (EMI)，同时不消除所需信号。这通常通过使用滤波器来选择干扰噪声并允许良好信号通过来解决。大多数滤波器都是频率特定的。铁氧体可以充当过滤器和吸收器。

· 在确定 EMI 问题的正确铁氧体解决方案时，必须考虑许多问题：频率、信号电流(预期)、噪声电流，以及信号和噪声电流是否为相同频率。许多铁氧体特性与频率有关。其他考虑因素是：

· · 当前的

· 安培 – 信号电流匝数

· 放大器 - 偏置电流匝数

· 核心饱和度

· 零件尺寸

· 共模或差模解决方案

· 温度

· 渗透率与温度

· 阻抗与温度

· 居里温度

· 单线或多线

· 隔离电阻率