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    PCB設計EMF管理

    技術專題

    PCB設計EMF管理


    PCB設計您可能已經很熟悉電感器的工作原理。通常由多個線圈匝數表示的電感器在電流流過時會產生磁通量。 

    有趣的是,當電流被切斷或減小時,磁通量會發生什么。磁通量沒有消失,而是試圖通過感應一個與變化相反的電流來抵抗變化。

    換句話說,如果電流減小,則磁通量將沿相反的方向產生電流,當流過電感器的電流增大時,則相反。 

    倫茲定律定義了自感原理,該定律指出,在變化的磁場中感應產生的電流始終會與變化的原因相反。磁通量的相反變化通常由感應EMF電壓表示,其公式如下:

    V L = -Ldi / dt

    它的特征是負號,這意味著感應電流的相反性質。 

    自感不應與互感混淆。前者涉及單個線圈或電感器,而互感涉及兩個或多個電感器。

    通過互感,由電感器產生的磁通量耦合到相鄰的電感器中。這導致第二電感器感應與變化相反的磁通量。在第二個電感器上會形成相反的電壓,這將導致電流相應地流動。

    這聽起來很熟悉嗎?

    互感使變壓器,電動機和發電機成為可能。電磁能量的傳輸取決于匝數,距離和連接兩個電感器的磁芯。

    互感雖然有用,但也很麻煩。您必須意識到PCB走線也具有一定的電感量。當高速開關信號流過一個時,EMF會耦合到相鄰信號中,并成為電磁干擾(EMI)的原因。 

    電子設計中的自感

    自感有助于阻止高頻噪聲。 

    像互感一樣,自感可以成為電子設計的朋友或敵人。請記住,自感也稱為反電動勢。如果使用機械繼電器進行設計,則釋放繼電器時應注意反電動勢。 

    當線圈突然退磁時,反電動勢會產生反方向的電壓,這可能會損壞繼電器的驅動器。在這種情況下,您將需要一個反激二極管來安全地消除反向電壓的累積。 

    在直流電路中,電感的行為類似于普通導體。但是,當交流電流通過時,其阻抗會增加。電感器的這種特性是自感的結果??梢越ㄔO性地使用它。例如,作為低通濾波器的扼流圈可阻止高頻噪聲通過。 

    但是,當使用高速信號時,PCB設計走線中的自感會成為一個問題。它會衰減高速信號,尤其是在GHz范圍內,這可能會對電路的正常運行造成問題。

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