磁場耦合的概念、產(chǎn)生及影響

一、什么是磁場耦合

磁場耦合是因為傳導(dǎo)電流(conduction current)的電生磁效應(yīng)而產(chǎn)生。我們需要信號從設(shè)計路徑流通，但是外部環(huán)境所導(dǎo)致的寄生電感對電流提供了一個比原來路徑較低阻抗的路徑。

二、磁場耦合的產(chǎn)生

圖1表示在一個PCB上的兩個過孔，這兩個過孔穿過上層散熱鰭片(電場耦合提到過)，現(xiàn)在線路布線埋到4層板的不同中間層(如圖2)，以改善之前討論的電場耦合效應(yīng)。通常線路布線有些位置要改變布線層以規(guī)避其他布線或組件，這樣電路走向就如圖 2 所示。

圖1 PCB上的過孔孔

圖2 PCB上的過孔(內(nèi)部)

第二個過孔如果接一個無屏蔽的線纜，第一個過孔電流造成的磁力線(Magnetic fluxline)被第二個過孔擷取(如圖 3 所示)，此時第二個過孔因為磁力線感應(yīng)的電流而傳導(dǎo)到線纜。因此會較容易傳導(dǎo)電流造成潛在輻射路徑。

圖3 PCB板貫穿孔磁力線

三、磁場耦合的影響

假設(shè)此線纜與高頻信號過孔間也有足夠大的寄生電容存在，就會有一些電流會沿此路徑流過(如圖 4)寄生互感與寄生電容的組合更容易造成高頻諧波電流流經(jīng)這個無屏蔽線纜，而輻射源就因為這個回路而超標(biāo)。

圖4 寄生回路電流路徑

實(shí)例中(圖5)在排線附近有一高頻過孔，如本次列舉的模型來看這樣極易導(dǎo)致磁場耦合出現(xiàn)輻射干擾，后面在整改中就需要屏蔽或者磁環(huán)來解決，不僅增加項目時間也增加了物料成本，最終效果還不一定能達(dá)到預(yù)期，所以能早期在源頭解決是最好的方式。

圖5

四、總結(jié)

所有的輻射超標(biāo)都是因為有不合理的回路造成的，基于這個原理我們在實(shí)際項目布線中就要考慮好高頻信號中電場耦合與磁場耦合，避免除了設(shè)計的回路外還有其它異?；芈返漠a(chǎn)生。能提前考慮電、磁場耦合的影響來避免輻射干擾，后期遇到的輻射問題就會少很多。

原文標(biāo)題：EMC中的磁場耦合

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審核編輯：湯梓紅