摘要：理想的電子產(chǎn)品應(yīng)該能夠抵御任何外部的電磁干擾。采取線性濾波、合理的線路板布局、正確的電源設(shè)計(jì)和屏蔽措施可以有效地減少有源干擾。電磁干擾主要來自電源或由容性、磁性、電磁元件通過空氣輻射傳播，本文主要討論如何保護(hù)設(shè)備不因外界有害電壓或電流的沖擊而損壞。

    關(guān)鍵詞：EMC  ESD  電磁兼容性  隔離

    有關(guān)部門很早就認(rèn)識到EMC保護(hù)的重要性，并制定了相應(yīng)的設(shè)備兼容性標(biāo)準(zhǔn)。例如，IEC1000-4標(biāo)準(zhǔn)測試方法，其中包括： IEC1000-4-2靜電放電(ESD)測試方法， IEC1000-4-4快速瞬變(FTB)測試方法和IEC1000-4-5高能量瞬態(tài)響應(yīng)(浪涌)測試方法，所有的測試方法都以電噪聲的實(shí)際模型為準(zhǔn)則。

一、EMC保護(hù)電路

    隔離

    因?yàn)樾盘栯娐窡o法承受千伏級電壓，這種干擾必須排除在輸入電路之前，可以將其轉(zhuǎn)變成電流信號、然后轉(zhuǎn)化成熱量消耗掉。地回路電流可以進(jìn)入接口并流過整個(gè)電路，一般需要電流隔離。在連接線較長或地回路電流較大的工業(yè)系統(tǒng)中，隔離是一種行之有效的辦法。

    一個(gè)峰值為30A的ESD脈沖在地線上會(huì)產(chǎn)生幾十豪伏的電阻壓降，但是它陡峭的上升時(shí)間（30A/ns）可以在同樣的線路上（假設(shè)線電感為1nH/cm）產(chǎn)生高達(dá)幾百伏的感應(yīng)電壓，足以導(dǎo)致錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，如此高的頻率將產(chǎn)生集膚效應(yīng)，使線電阻顯著增加。為了抵消這種效應(yīng)，需要采用大面積接地以獲得低阻特性。

    快速上升脈沖將產(chǎn)生FTB和ESD干擾，通過電容耦合到低噪聲區(qū)域。在解決這個(gè)問題時(shí)，經(jīng)常有人錯(cuò)誤地在主電源變壓器上增加額外的繞組來提供一個(gè)隔離的電源，這種方法只能導(dǎo)致干擾進(jìn)一步擴(kuò)散，使整個(gè)電路受到影響。

    一種低成本的解決方案是采用MAX253驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成前向電壓轉(zhuǎn)換器，提供隔離電壓。MAX253具有小的封裝，可提供有效的噪聲屏障。微型變壓器要求耦合電容低于10pF、功率1W、隔離電壓為1kV（見圖1）。

    氣體放電管

    一種充滿氖氣的蝶形電容器。電壓超過100V時(shí)產(chǎn)生一個(gè)等離子區(qū)能夠限制最高電壓，它可以承受較大的電流，具有較小的漏電流。氣體放電管可吸收高壓瞬態(tài)脈沖，但是，由于生成等離子區(qū)需要一定的時(shí)間，它不能吸收快速瞬變脈沖，不能用作主要保護(hù)手段。

    壓敏電阻器

    一種由金屬氧化物（主要為鋅）制成的保護(hù)器件。它的功能近似于齊納二極管，響應(yīng)速度比氣體放電管快，但漏電流比較高，尤其是在信號接近于鉗位電壓時(shí)。

    Transzorb二極管

    用于限制低壓信號的快速瞬變，其功率耗散能力受其尺寸的制約。同壓敏電阻類似，在接近擊穿電壓時(shí)有較大的漏電流。節(jié)點(diǎn)電容較大，在快速瞬變系統(tǒng)中用二極管橋退耦。

    ESD結(jié)構(gòu)

    一種新穎的設(shè)計(jì)方案，它將雙向二極管集成在MAX202E，MAX485E和其他RS-232/RS-485收發(fā)器芯片中（新推出的模擬開關(guān)，如MAX4558，也集成類似功能）。它們具有低電容和低漏電流特性，適合于ESD和FTB保護(hù)。

    扼流圈、鐵氧體

    能衰減高頻和快變電壓峰值，但不能吸收額外能量。為避免諧振，總是和電容衰減器一同使用（類似于T型結(jié)構(gòu)的LC濾波器），這些器件經(jīng)常用來抑制共模干擾并作為主要濾波器件。